Генератор случайных чисел

Генератор случайных чисел

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик в >999144 (61) Дополнительное к авт. свидму{22} Заявлено 20062 g (21) 2782134/18-21 (ИЗ М. Кл.з

Н 03 К 3/84 сприсоедииеиием.заявки HPГосударственный комитет

СССР ио делам нзо6ретений н открытий

{23} Приоритет— (Щ УДК 621 ° 373.4 (088.8) Опубликовано 230283. Бюллетень Ио7

Дата опубликования описания 230283

В. A Песошив, О.И. Дапин, В.М. Кузне ов, .-В(.?ф урее и И.Х. Нуриев /;, .- » ..; . ""--,." l

j,":" -., " " /

1 /

Казанский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт нм. A.Í. Туполева (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙННХ ЧИСЕЛ

Изобретение относится к вычислительной технике и-может быть исполь- ., зовано в стохастических счетно-решакщих и вычислительных устройствах.

Известен генератор случайных чисел, содержащий датчик случайных чисел, запоминающее устройство, элементы сравнения, регистры, элементы И, элемен-.

- ты ИЛЙ, счетчики, блок управления fl).

Однако генератор позволяет получить корреляционную- функцию, отличную от дельта-функции, но не позволяет получить случайные числа с. уп-. равляемой автокорреляцнонной Функцией.

Наиболее близким по техническойсущности к -изобретению является генератор случайных чисел, содержащий датчики случайных чисел., запоминающее устройство, элементы;сравнения, регистры, элементы И, элементы ИЛИ, счетчики, блок управления, позволяющий получить случайные последовательности с определенной автокорреляционной функцией беэ.йзмеиения закона распределения вероятностей (21..Недостатком генератора .является то, что мн обладает малой точностью формирования и ограниченными функци- < ональньвеи возможностями.

Целью изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей путем генерирования случайных чисел с управляемой автокор реляционной Функцией.

Поставленная цель достигается тем, что генератор случайных чисел, содержащий датчик случайных чисел, два

1() блока регистров, блок элементов сравнения, запоминакщее устройство и блок управления, выходы которого соответственно подключены к управляющим входам датчика случайных чисел, двух блоков регистров и блока элементов сравнения, первая группа входов которого соединена с разрядными выходами первого блока регистров, введены устрой. ство ввода, многоканальный коррело :.= метр и арифметически устройство, .выходы которого подключены к.первой группе входов запоминающего устройства, вторая группа входов которого подключена и выходам датчика случай-. ных чисел, -а; выходы запоминающего устройства подключены к разрядным входам второго блока регистров, выходы которого соединены непосредственно с первой группой входов ариф,метического устройства и через многое канальный коррелометр — с второй

999144 группой входов блока элементов сравнения, первая группа входон и выходы которого подключены соответственно к второй и третьей группам,входон арифметического устройства, причем дополнительные выходы блока управления соединены с управляющими входами запоминающего устройства, арифметического устройства, многоканального коррелометра и устройства ввода, выходы которого подключены к входам первого блока регистров.

На чертеже представлена функциональная схема генератора случайных чисел.

Генератор содержит датчик 1 слу- 15 чайных чисел, блок 2 управления, запоминающее устройство 3, которое построено на принципе ассоциативной памяти, блоки 4 и 5 регистров, многоканальный коррелометр б, блок 7 р элементов сравнения, устройство 8 ввода, арифметическое устройство 9.

На чертеже также показаны шины 10, на которые поступают значения автокорреляционной функции, и выходные шины 11.

Блок 2 управления предназначен для управления процессом генерирования случайных чисел в датчике 1 случайных чисел, выборкой и записью чисел н запоминающее устройство 3, записью и сдвигом чисел в блоке 4 регистров, записью заданных коэффициентов антокорреляции в блок 5 регистров, а также для управления обработ- . кой сигналов, поступающих в арифметическое устройство 9.

Запоминающее устройство 3 предназначено для записи, хранения 1„ Vn-раз. Рядных чисел, а также выборки по Кразрядным признакам опроса одного 40 из них. Поисковая К-разрядная часть каждого числа, записанного в запоминающее устройство 3, является одно временно К-старшими разрядами:Wразрядных чисел. 45

Запоминающее устройство 3 работает в Режиме поиска ближайшего числа.

Блок 4 регистров предназначен для хранения (1+ 1) последовательно выбираемых из запоминающего устрой- 50 ства 3 н- разрядных чисел и представляет собой м сдвиговых регистров, каждый длиной (.+ 1) разряд. Исходы (Ф+ 1) разряда каждого сдвигового регистра являются выходом генератора.

Блок 5 регистров предназначен для хранения В чисел, каждое из которых соответствует задаваемым коэффициентам автокорреляции. 60

Многоканальный коррелометр б предназначен для измерения коэффициентов автокорреляции последовательности чисел, выбираемых иэ запоминающего устройства 3. 65

Блок 7 элементов сравнения срав-, нивает измеренные коэффициенты авто-. корреляции с заданными, Устройство 8 ввода предназначено для записи в блок 5 регистров заданных коэффициентов автокорреляции.

Арифметическое устройство 9 реализует алгоритм экстраполирования стационарных случайных процессов согласно зацанной автокорреляционной функции с сохранением одномерного закона распределения исходного случайного процесса.

Генератор работает следующим образом.

С датчйка 1 исходная случайная последовательность поступает в запоминающее устройстно 3, заполняет его и блок 4 регистров. Сдвинутые по времени значения последовательности Х с блока 4 поступают на входы многоканального коррелометра б, который выходит на режим измерения текущих значений К, К„"..., КЕ . В блоке 7 происходит сравнейие значений Кр

И

К,„., КЕ и К„j(,„,, КЕ, поступающих и и ъ Ъ соответственно с блоков 5 и 6 и формирование разностних сигналов Ь, Ь,,,.

Дн и z z „,,, за. Арифметическое устройство 9, используя значения предистории х, х 2, ..., хе, (х 6 X) от блока 4, заг нные значения автокорреляционной функции от блока 5 с учетом разностных сигналов от блока 7 формирует последовательность сигналов

l опроса X =) X ) которые поступают в свою очередь на вход признаков опроса. запоминающего устройства 3 На выходе которого появляются числа выходной последовательности Х= Х„),каждое из которых есть число исходной последовательности от датчика 1 и минимально отличается от соответствующего числа последовательности Х

Благодаря такой органиэации работы блоков устройства значения антокорреляционной функции ныходной последовательности Х Ко К . . . КЕ практически не отлйчается от значений

"р К ° КЕ.

Ъ Ъ., ъ

Контур обратной связи запоминающего устройства 3 и блока 4, образованный коррелометром 6, блоком 7 и арифметическим устройством 9, позволяет осуществить принцип автоматического регулирования. Для этого необходимо так использовать разностные сигналы Ьо, Ь„, .",Ь, чтобы эта обратная связь была отрицательной.

Таким образом, предлагаемый генератор позволяет сформировать любые наперед заданные функции автокорреляции (которые могут существовать для данного закона распределения) и мо жет формировать не только стационарные,случайные последовательности с определенно заданной автокорреляционВНИИПИ Закаэ 1173/77 Тираж 934 Подписное Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 ной функцией, но и нестационарные по " автокорреляции случайные последовательности.

Формула изобретения

Генератор случайных чисел, содержащий датчик случайных чисел, два блока регистров, блок элементов сравнения, запоминающее устройство и блок управления, выходы которого соответств нно подключены к управляющим входам датчика случайных чисел, двух блоков регистров н блока элементов сравнения, первая группа входов которого соединена с разряднымн выходами первого блока регистров, о т л и ч аю щ н и с я тем, что, с целью повыше-I5 ния точности и расширения Функциональных возмоиностей, в него введены устройство ввода, многоканальный коррелометр и арифметическое устройство| выходы которого подключены к первой (} группе входов запоминающего устройства, вторая группа входов которого ,подключена к выходам датчика случайных чисел, а выходы запоминаниаего устройства:подключены к разрядным входсм второго блока регистров,выхо-,,ды которого соединены непосредственна с первой группой входов арифметического устройства,и через многоканальный коррелометр — с второй группой входов блока элементов сравнения, первая группа входов и выходы которого подключены соответственно к второй и третьей группам входов арифметического устройства, причем дополнительные выходы блока управления соединены с управляющими входаин запоминающего устройства, арифметического устройства,многоканального коррелометра и .". устройства ввода, выходы которого подч. ключены к входам первого блока регистров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ав горское свидетельство СССР

Р 370601, кл. 0 06 F 1/02.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 516042 кл, 6 06 F 15/96.