Устройство для статистическогоанализа датчика случайных чисел

Устройство для статистическогоанализа датчика случайных чисел

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социапнстичвских

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 12Я379 (21) 2737220/18-24 (51)hh с присоединением заявки М

G 06 F 15/36

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15,0181, Бюллетень N9 2

Дата опубликования описания 15,01,81 (53) УДК б 81. 325 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В. N. Кузнецов, P. М., Мансуров, О. И. Дапин, Г. Л. Косов, Н. Н. Сергеев и Н. П. Косова (71) Заявитель

Казанский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. A. Н. Туполева

ВАТЕ

1 - ".." 36ИУ1Ж (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАТИСТИЧЕСКОГО

АНАЛИЗА ДАТЧИКА СЛУЧАЙНЫХ

ЧИСЕЛ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для аппаратного определения статистических характеристик случайных процессов, контроля и изме рения параметров датчиков случайных чисел.

Известно устройство для статистического анализа датчика случайных чисел, содержащее счетчик числа испытаний и счетчик результата, вход которого. соединен с выходом анализатора комбинаций $1) .

Но это устройство не позволяет получать статистические оценки условных вероятностей комбинаций случайной последовательности.

Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является устройство контроля датчика 20 случайных чисел, содержащее счетчик числа испытаний,,задающий объем анализируемой выборки, регистр сдвига с трехпоэиционными ключами и элемент И. работающего на вход счетчика резуль-. .тата. С помощью трехпозиционных ключей задается конкретная комбинация двоичных символов, оценка вероятности которой формируется в счетчике результата f2) . .30

Данное устройство также не позволяет измерять статистические условные вероятности комбинаций на выходе дат чика случайных чисел.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей эа счет измерения статистических условных вероятностей.

Для достижения поставленной цели в известное устройство для статистического анализа датчика случайных чисел, содержащее счетчик числа испытаний, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен со входом датчика случайных чисел и со входом

"сдвиг" регистра сдвига, информационный вход которого соединен с прямым выходом датчика случайных чисел, прямой и инверсный выходы которого и выходы регистра сдвига соединены со входами группы переключателей соответственно, первая группа выходов которого соединена с группой входов первого элемента И, соответственно, выход которого соединен со входом счетчика результата, введены второй элемент И, переключатель и триггер, единичный вход которого соединен с выходом счетчика числа испытаний, вход которого соединен с выходом пе796856

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, который своим выходом подключен к датчику 2 слуt5 чайных чисел, к К-разрядному регистру 3 сдвига и к элементу И 4; Выход датчика 2 случайных чисел подключен к информационному входу регистра 3 сдвига. Выходы регистра 3 сдвига разбиты на две группы. Группа выходов

3,(— 30„< и выход датчика 2 случайных чисел в парафазной форме.подключены к блоку 5 трехпозиционных ключей события, и выходов которого соединены со входами схемы И 6 совпадения, которая в свою очередь соединена со счетчиком 7 результата. Группа выходов 3п- 3 также в парафазной форме подключена к блоку 8 трехпозиционных ключей условия, К-n+1 выходов которого соединены со входами элемента

И 4, который в свою очередь соединен со входом элемента И 6. Вход . счетчика 9 числа испытаний с помощью

35 переключателя 10 может переключаться либо к выходу элемента И 4 (режим измерения статистической условной вероятности), либо к выходу генератора 1 тактовых импульсов (режим измерения статистической безусловной вероятности). Выход последнего разряда счетчика 9 .числа испытаний подключен к R-входу триггера 11, прямой выход которого подключен к элементу И 6. Ключи 5 и 8 образуют группу 45 переключателей.

Рассмотрим работу устройства в режиме измерения статистической условной вероятности, В этом случае переключатель 10 подключает ко входу счетчика 9 выход элемента И 4. Пуск устройства осуществляется путем воздействия на S-вход триггера 11 (предварительно счетчики 7, и 9 должны быть установлены в нулевое состояние). Поток импульсов с датчика 2 случайных чисел поступает на регистр 3 сдвига, разряды которого через блоки 5 и 8 трехпозиционных ключей контролируются элементами И 4 и 6. При срабатыва- 60 нии элемента И 4 заносится единица в счетчик 9, а при срабатывании элемента И 6 - в счетчик 7. Анализ содержимого счетчиков 7 и 9 в конце цикла измерения позволяет судить об условреключателя, первый вход которого соединен с выходом генератора так.товых импульсов и со входом второго элемента И, группа входов которого соединена со второй группой выходов группы переключателей, выход второго элемента И соединен со вторым входом переключателя и с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера, нулевой вход которого является входом устройства. 10 ной вероятности появления тех или

Иных комбинаций двоичных символов.

Из теории вероятности известно, что Р АВ)

Р(ь/А) = р где P (B/А) — вероятности появления событий В при условии, что событие

A имело место, P(AB) - вероятность совместного появления событий A и В

Р(А)-вероятность появления события A..

Зная .статистические вероятности

Р (АВ) Г (д) где NA> и NA- количество появлений совместного события AB и события А при общем числе исПытаний,можно получить, используя(1),значение статистической условной вероятности.

1 р (ьИ)- —, <Аа

NA (2)

Применительно к данному.устройству под событиями A и В понимаем комбинации из двоичных символов "0", "1" и символов "Х", обозначающих неанализируемые позиции. Причем символ"0" соответствует подключению инверсного выхода разряда регистра 3 или инверсного выхода датчика

2, а символ "1" соответствует подключению прямого выхода разряда регистра 3 или прямого выхода датчика 2.

Эти подключения осуществляются с помощью трехпозиционных ключей блоков 5 и 8. Символ "Х" задается напряжением логической единицы U < (по .схеме — среднее положение трехпозиционных ключей). Комбинации A задается с помощью блока 8 трехпозиционных ключей условия и выходов 3, 3,(,..., 3, регистра 3, а комбинацйя В— с помошью блока 5 трехпозиционных ключей события, выходов 3, 32,....

3>, регистра 3 и выхода датчика 2 случайных чисел.

Случайные одноразрядные двоичные числа постоянно заполняют регистр 3 сдвига. Заданные трехпозиционными ключами комбинации этих чисел выделяются и количества появлений их фиксируется счетчиками 7 и 9. Анализ комбинации A производится дополнительным элементом И 4,. анализ,комбинации АВ - с помощью элементов И

4 и 6. Тогда счетчик 9 будет считать

Np, а счетчик 7 — NAS. При переполнении счетчика 9 происходит переключение триггера 11 управления в нулевое состояние и остановка счетчика 7 результата. Если перед пуском устройства счетчика 7 и 9 были установлены в нулевое состояние,то к моменту окончания измерения N будет равно целой степени двойки и операция деления в формуле (2). заменяется переносом и фиксацией запятой в разрядной сетке счетчика 7 результата. Таким образом, величина статистической условной вероятности Р (В/А) будет

796856 формироваться в счетчике 7 результата.

Поясним на примере настройку устройства при изменении конкретной статистической условной вероятности.

Пусть и 4, К = 6. Тогда комбинация A будет состоять из К-n+1--3 позиций, а комбинация  — из n=4 позиций.

Пусть требуется измерить статистическую условную вероятность вида

Р+(О XX1/1X0) Тогда ключом 5 необходимо подключить к элементу Й 6 инверсный выход датчика 2, ключи 5g, 5 напряжение Ц, и ключом 5 — прямой выход 3 регистра сдвига. Таким образом задается комбинация В =1 ХХО.

Комбинацию A = ОХ1 задают следующим 15 образом: ключом 8 подключаем к элементу И 4 прямой выход 34 регистра, ключом 80- напряжение U и ключом

8 - инверсный выход 36 регистра.

Если переключатель 10 поставить в 20 положение режима измерения статистической безусловной вероятности, то при данном положении трезпоэицйонных ключей в счетчике 7 будет формироваться значение статистической вероят-р5 ности комбинации AB-ОХ11ХХО. Многие схемы совпадения строятся так, что если какой-то вход этой схемы никуда не подключен, .то это эквивалентно подаче на этот вход . логического сигнала "1". В этом случае отпадает необходимость в источнике напряжения

U и трехпозиционные ключи блоков

5 и 8 можно заменить двухпозиционными с нейтральным положением, что упрощает устройство.

Данное устрой ст во поз воляет детально исследовать такие параметры датчиков случайных чисел как корреляционная функция, интервал коррекции, дает возможность оценить корре- 40 ляционные связи между комбинациями символов, т. е. выявлять глубинные корреляционные зависимости, скрытые для обычных методов измерения. Кроме того, полученные с помощью данно- 4 го устройства оценки условных вероятностей удобны при рассмотрении датчика случайных чисел как генератора многосвязной цепи Маркова, что облегчает его ан али з .

Формула изобретения

Устройст во для ст атистиче с ко го анализа датчика случайных чисел, содержащее счетчик числа испытаний, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен со входом датчика случайных чисел и со входом "сдвиг" регистра сдвига, информационный вход которого соединен с прямым выходом датчика случайных чисел, прямой и инверсный выходы которого и выходы регистра сдвига соединены со входами группы переключателей соответственно, первая группа выходов которого соединена с группой входов первого элемента И соответственно, выход которого соединен со входом счетчика результата, отличающееся

reM, что, с целью расширения функцио нальных возможностей устройства за

Ьчет определения условных вероятностей, оно содержит второй элемент

И, переключатель и триггер, единичный вход которого соединен с выходом счетчика числа испытаний, вход которого соединен с выходом переключателя, первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов и со входом второго элемента И, группа входов которого соединена со

Второй группой выходов группы переключателей, выход второго элемента

И соединен со вторым входом переключателя и с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера, нулевой вход которого является входом устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 Авторское свидетельство СССР

Ф 199510, кл. 6 06 F 15/36, 1962.

2. Авторское свидетельство СССР

9 262497, кл. 6 06 F 15/36, 1964 (прототип).

796856

Составитель A. Карасов

Редактор И. Петрова Техред M.Ãîëèíêà

Корректор Н. Бабинец

Заказ 9771/67 Тираж 754 ., ВЦИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород. ул. Проектная, 4