Генератор последовательностей случайных чисел

Генератор последовательностей случайных чисел

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистииеских

Республик (11 447706

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЙТВЛЬСУВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 13.04.-.73 (21) 2907806/ с присоединением заявки —

{5l) М Кл.

G 06 g 1/03

Гасударственный комитет.6аввта Мнннстров СССР но делам нзаорвтвннй и открытнй (32) ПриоритетОпубликованск 5. 10.74Бюллетень №.39 (Q) УЙК

681.Э.(088.8) Дата опубликования описания

04.11.74

Б.м.Черновой и В.Г, Гольдштейн (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Завод им. Масленникова (54). ГЕНЕРАТОР ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ

СЛУЧАИНЫХ. ЧИСЕЛ

Изобретение касается вычисли тельной техники и может найти применение при моделировании случайных процессов.

Известен генератор случайных чисел, содержащий датчик равномерно распределенных случайных чисел, коммутатор, генератор тактовых импульсов, счетчики, клапаны и логические схемы.

Однако известный генератор случайных чисел не позволяет получить последовательности коррелированных случайных чисел.

Целью изобретения является корреляция двух последовательностей случайных чисел на выходе генератора.

Био достигается тем, что генератор содержит второй генератор тактовых импульсов, регистры, клапаны, преобразователь, элемент задержкй, формирователь ймпульса сброса и ключ, причем три выхода коммутатора соединены соответст венно с первым входом первого ре-:гистра и со входами второго и

}третьего регистров. Выход послед= него соединен со входом преобразователя, выход которого через второй клапан соединен со вторым

5 входом первого регистра и через ключ и третий клапан - со входом четвертого регистра и с третьим входом первого регистра, первый выход которого через третий кла1о пан соединен с выходом второго генератора тактовых импульсов, второй выход первого регистра и выход четвертого регистра через четвертый клапан подключены к перд вому выходу устройства, два выхода второго регистра подключены соответственно ко второму входу второго клапана и через пятый клапан - ко второму выходу устройства, выход счетчика соединен со

20 входом элемента задержки, выход которого подключен ко вторым входам четвертого и пятого клапанов и ко входу формирователя импульса сброса, выход которого соединен ,со сбрасывакщими входами регист ров и с третьим входом первого клапана.

Блок-схема генератора показана на чертеже.

На чертеже приняты следующие обозначения: 1 - первый генератор тактовых импульсов, 2 - первый клапан, 3 - датчик равномерно распределенных случайных чисел, коммутатор 4, 5, 6, 7 - -первый, второй и третий регистры, 8преобразователь, 9, 10 - второй и третий клапаны, 11 - второй генератор тактовых импульсов, 12четвертый регистр, 13 - йлюч, 14 —. счетчик, 15, 16 - четвертый и пятый клапаны соответственно, 17 — элемент задержки, 18 - формирователь импульса сброса.

Генератор 1 тактовых импульсов подсоединв к информационному входу клапана 2. Выход клапана 2 подключен ко входу датчика 3 равномерно распределенных случайных чисел и ко входу счетчика 14, выход датчика 3 через коммутатор подключен ко входам регистров 5, 6, 7. Выход регистра 7 соединен со входом преобразователя 8,:выход которого подключен к управляющему входу клапана 9 и через выключатель 13 к управляющему входу клапана 10, к другому управляющему входу которого подключен выход регистра 5.

Выход генератора 11 тактовых импульсов подключен к информационному входу клапана 10, выход котоого подключен ко входам регистров

2 и 5. Выход счетчика 14 подсоединен ко входу элемента 17 задержки и к одному управляющему входу клапана 2. Выходы регистров 12 и 5 подсоединены к информационному входу клапана 15, а выход регистра

6 — к информациойному входу клапана 16. Выход элемента 17 задержки подключен к управляющим входам клапанов 15 и 16 и к формирователю 18 импульса сброса, выход которого подключен к цейям сброса р.вгистров 5,6,7,,12 и ко второму управляющему входу клапана Е.

Устройство работает сле ющим образом.

Ключ 13 разомкнут.

С выхода генератора 1 импульсы через клапан 2 поступают на вход датчика 3, давая команду на формирование на выхода датчика случайных чисел, которые через коммутатор 4 последовательно записываются в регистры 5, 6, 7. На наборном поле преобразователя 8 предвари79эб тельно устанавливается вероятность появления на его выходе управляющего клапаном 9 сигнала, равного заданному коэффициенту взаимной корреляции.

После выдачи с выхода датчика

3 трех чисел, с выхода счетчика

14 поступает на управляющий вход клапана 2 сигнал, закрывающий клапан. Формирование случайных чисел датчиком 3 прекращается.

Преобразователь 8 после записи очередного случайного числа в регистре 7 формирует на своем выходе с вероятностью, равной заданному коэффициенту взаимной корреляции, с гнал, который поступает на соответствующий вход клапана 9, разрешая перепись содержимого регистра 6 в регистр 5. Содержимое регистра 6 при этом сохраняется, т.е. сигнал на выходе преобразователя 8 есть случайное событие, которов происходит с установлвнной вероятностью, причем если в результате. записй очередного чис ла в регистр 7 это событие имело .место, то в регистрах 5 и 6 оказываются в конечном итоге записанзо ными одинаковые числа, если это событие не имело места, то содержимым регистра 5 и 6 являются числа, сформированные за этот цикл датчиком 3.

as Эти числа в конце каждого цикла по разрешающему сигналу поступающему с выхода счетчика 14 через элемент задержки 17 на клапаны 15 и 16, выдаются в виде двух случай4с ных равномерно распределенных последовательностей с заданным положительным коэффициентом взаимной корреляции между этими последовательностями.

45 Ключ I3 ззмкнутф

В этом случае при наличии на выходе преобразователя 8 управляющего сигнала (случайное событие имело мвсто) последниИ поступает

5о как на управляющий вход клапана 9, так и на управляющий вход клапана

10. Клапан 30 открывается с некоторой задержкой, необходимой для переписи содвржймого регистра 6 в

55 регистр 5. Через клапан 10 с выхода генератора тактовых импульсов

11 начинают поступать на входы регистров 1? и 5 импульсы, увеличивая содержимое послвдыих до твх пор пока во всех разрядах регистра 5 не будут записаны нули. В этот момент на выходе регистра 5 формируется сигнал, который постчф пает йа управляющий вход клапана

10, закрывая его.

Емкости регистров 12,5,6 выбирают равными максимальйому случайному числу, формируемому датчиком 5. Тогда в регистре 12 окажется записанным число, равное разности максимального числа и числа находящегося в счетчике 5 дс открывания клапана 10.

В этом случае (apm наличии на выходе преобразователя 8 сигнала) случайные числа формируются в регистре б (одна последовательность) и в регистре счетчика 12 (другая последовательность).

Если же на выходе преобразователя 8 в течение текущего цикла сигнал не появилсн, устройство работает аналогично, т.е. случайные числа формируются взаимно независимо в регистрах 5 и 6.

Время задержки элемента 17 выбирают таким, чтобы всв процессы по формировайию реализациИ случайных последовательностей к моменту открывания клапанов 15 и 16 закончились. С выхода элемента задержки снимается сигнал, поступающий на вход формирователя 18 импульса сброса, который устанавливает в начальное положение регистры 5,6, 7,12 и открывает клапан 2, начйная следующий цикл формирования ,реализаций случайных чисел. вого генератора тактовых импульсов и со входом счетчика, выход кото,рого соединен со вторым входом первого клапана, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью корреляции двух йоследовательностей случайных чисел на выходе генератора, он содержит второй генератор тактовых импульсов, регист1о ры, клапаны, преобразователь, элемейт задержки, формирователь импульса сброса и ключ, причем три выхода коммутатора соединены соответственно с первым входом первоы го регистра и со входами второго и третьего регистров, выход третьего регистра соединей со входом преобразователя, выход которого через второй клапан соединен со ю вторым входом первого регистра и через ключ и третий клапан - со входом четвертого регистра и с третьим входом первого регистра, первый выход которого через третий клапан соединен с выходом второго генератора тактовых импульсов, второй выход первого регистра и выход четвертого регистра через четвертый клапан зо .:подключены к первому выходу устройства, два выхода второго регистра подключены соответственно ко второму входу второго клапана, и через пятый клапан ко второму

35 выходу устройства, выход счетчика соединен со входом элемента заПРИМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Генератор последовательностей случайных чисел, содержащий датчик равномерно распределенных случайных чисел, выход которого соединен со входом коммутатора, а входчерез первый клапан с выходом пердвржки, выход которого подключен ко вторым входам четвертого и пя того клапанов и ко входу формиро4о вателя импульса сброса, выход которого соединен со сбрасывающими входами регистров и с третьим входом первого клапана.