Pierwszenstwo: 25.10.1971 (P. 151211) Zgloszenie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 28.04.1975 76979 KI. 43a2,15/00 MKP G07c 15/00 CZY Urzedu . • ..<¦¦.Polskigj Rzl= Twórcywynalazku: Andrzej Gazinski, Jerzy Grzymala-Busse Uprawniony z patentu tymczasowego: Politechnika Poznanska, Poznan (Polska) Uklad generatora liczb przypadkowych Przedmiotem wynalazku jest uklad generatora liczb przypadkowych sluzacy do typowania liczb losowych.Dotychczasowy stan techniki.Znane sa generatory przebiegów przypadkowych, w których wykorzystuje sie jako pierwotne zródlo procesy fizyczne zachodzace w róznych ukladach jak: szumy wlasne lamp elektronowych, elementów pólprze¬ wodnikowych, rezystorów, W innych znanych urzadzeniach uzyskiwanie impulsów przypadkowych odbywa sie w maszynie matematycznej droga realizacji wybranego algorytmu. Znane sa równiez urzadzenia, które umozli¬ wiaja otrzymanie impulsów przypadkowych przez odtwarzanie tablic rozkladów statystycznych. Rozwiazania te wykorzystuja urzadzenia kodujace wartosci tablic liczb przypadkowych i urzadzenia odtwarzajace tablice.W niektórych konstrukcjach wykorzystuje sie równiez zjawiska rozpadu prominiotwórczego i cidzialywanie promieniowania z materia. W generatorach tych jako zródlo impulsów wykorzystywane sa detektory Geigera Mul¬ lera, z których poprzez uklad wzmacniacza i uklad formujacy impulsy otrzymuje sie ciag impulsów o jedna¬ kowej amplitudzie i rozkladzie czestotliwosci odpowiadajacej rozkladowi Poissona. Winnym ukladzie generatora liczb przypadkowych rozwiazanie polega na okresowym wlaczeniu napiecia zasilania przerzutnika bistabilnego. Powyzsze zostalo przedstawione w ksiazce Buslenki i innych (praca zbiorowa) pt. Metod statisti- czieskich ispytanij (Metod Monte Carlo), Fizmotgiz Moskwa 1962, str. 222-273. Znane jest równiez opracowanie ksiazkowe R. Zielinski p.t. Generatory liczb losowych WNT 1972 Warszawa, gdzie przedstawiono podstawowe zagadnienia z techniki generowania i.testowania liczb losowych za pomoca maszyn cyfrowych.Istota wynalazku i jego skutki techniczne.W ukladzie generatora liczb przypadkowych skladajacym sie z generatora asynchronicznego impulsów prostokatnych, synchronicznego zegara, bramki oraz komórki pamieci, bramka polaczona jest z generatorem asynchronicznym oraz synchronicznym zegarem, natomiast wyjscie bramki polaczone jest z komórka pamieci, na wyjsciu której otrzymuje sie sygnal odpowiadajacy liczbie przypadkowej w momentach czasu wymuszonych sygnalem zegara synchronicznego.W ukladzie zbudowanym z przekazników elektromagnetycznych generator asynchroniczny sklada sie z przekaznika z zestykami, kondensatora oraz rezystorów, przy czym równolegle z uzwojeniem przekaznika polaczone sa kondensator oraz rezystor z szeregowo polaczonym zwiernym zestykiem tego przekaznika,2 76 979 natomiast szeregowo z uzwojeniem wlaczone sa rezystor i rozwierny zestyk tego przekaznika. Z wyjsciem zegara synchronicznego polaczone jest uzwojenie przekaznika posredniczacego. Odpowiednikiem bramki oraz komórki pamieci sa obwody przekaznika wyjsciowego stanowiace dwie galezie polaczone szeregowo z uzwojeniem przekaznika wyjsciowego, przy czym w pierwszej galezi polaczone szeregowo sa rozwierny zestyk przekaznika posredniczacego oraz szeregowo polaczone sa zwiemy zestyk przekaznika generatora asynchronicznego z równo¬ legle polaczonymi wzgledem siebie zwiernym zestykiem przekaznika wyjsciowego oraz zwiernym zestykiem przekaznika posredniczacego. Uklad wedlug wynalazku pozwala na generowanie liczb przypadkowych za pomoca bardzo prostej struktury wewnetrznej generatora.Objasnienie figur.Uklad generatora liczb przypadkowych wedlug wynalazku uwidoczniono w przykladowym wykonaniu na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy, fig. 2 — schemat ideowy ukladu, fig. 3 — przebieg impulsów prostokatnych otrzymywanych z generatora asynchronicznego, fig. 4 — przebieg impulsów otrzymy¬ wany z zegara synchronicznego.Przyklad wykonania wynalazku.Uklad generatora liczb przypadkowych sklada sie z generatora asynchronicznego 1 impulsów prostokat¬ nych, zegara synchronicznego 2, bramki 3 oraz komórki pamieci 4. Wejscia bramki 3 polaczone sa z generatorem asynchronicznym 1 oraz zegarem synchronicznym 2, natomiast wyjscie bramki 3 polaczone jest z komórka pamieci 4, na wyjsciu której otrzymuje sie sygnal odpowiadajacy liczbie przypadkowej w momentach czasu wymuszonych sygnalami zegara synchronicznego. W ukladzie zbudowanym z elektromagnetycznych przekazni¬ ków asynchroniczny generator 1 sklada sie z przekaznika Y z zestykami y, kondensatora C oraz rezystorów R x i R2, przy czym równolegle do uzwojenia przekaznika Y dolaczone sa kondensator C oraz szeregowo polaczony rezystor R2 zwiernym zestykiem yzj przekaznika Y, natomiast szeregowo z uzwojeniem przekaznika Y polaczone sa rezystor Rx i rozwierny zestyk yr przekaznika Y.Z wyjsciem zegara synchronicznego 2 polaczone jest uzwojenie przekaznika posredniczacego X. Odpowied¬ nikiem bramki oraz komórki pamieci sa obwody wyjsciowego przekaznika Z stanowiace dwie galezie polaczone szeregowo z uzwojeniem wyjsciowego przekaznika Z, przy czym w pierwszej galezi polaczone szeregowo sa rozwierny zestyk xr przekaznika posredniczacego X oraz zwiemy zestyk zz\ przekaznika wyjsciowego Z, a w drugiej galezi szeregowo polaczone sa zwiemy zestyk yz2 przekaznika Y generatora asynchronicznego z równolegle polaczonymi wzgledem siebie zwiernym zestykiem zz2 przekaznika wyjsciowego Z oraz zwiernym zestykiem xz przekaznika posredniczacego X.Do bramki 3 elementu logicznego koniunkcji przesylane sa sygnaly prostokatne z generatora asynchronicz¬ nego 1 oraz sygnaly z zegara synchronicznego 2. Sygnaly z bramki 3 podawane sa do komórki pamieci 4 (przerzutnika bistabilnego) gdzie sa przechowywane az do pojawienia sie sygnalu z zegara synchronicznego.Generator asynchroniczny, pokazany na fig. 2, ma tak dobrane elementy Rlf R2 i C, aby przebiegi zwarcia zwiernego zestyku przekaznika byly takie jak pokazano na fig. 3, gdzie stan 0 odpowiada rozwartemu zestykowi przekaznika Y, a 1 odpowiada zwartemu zestykowi przekaznika Y, przy czym trwania impulsu a jest taki sam jak czas, w którym zwiemy zestyk yz przakaznika Y jest zwarty i jest w przyblizeniu równy czasowi trwania odstepu pomiedzy impulsami b odpowiadajacemu czasowi, w którym zestyk tenjest rozwarty.Czestotliwosc sygnalów wyjsciowych jest zmienna, jak równiez stosunek a do b jest równy jednosci w przyblizeniu, jednak prawdopodobienstwo wystapienia 0 lub 1 sa równe i wynosza 1/2.W czasie wzbudzania przekaznika posredniczacego X stan wzbudzenia przekaznika wyjsciowego Z nadaza za stanem wzbudzenia przekaznika Y generatora asynchronicznego, nastepnie gdy przekaznik Y generatora asynchronicznego, nastepnie gdy przekaznik Y zmieni swój stan i nie jest wzbudzany, stan przekaznika wyjsciowego Z zachowany jest az do momentu nastepnego wzbudzenia przekaznika Y.Prawdopodobienstwo, ze przekaznik Z jest wzbudzony jest równe prawdopodobienstwu, ze przekaznik Z nie jest wzbudzony ijest równe 1/2. Sygnal wyjsciowy ukladu generatora liczb przypadkowych jest otrzymywany z zestyku Zz3 wyjsciowego przekaznika Z. Zestyk Zz3 moze byc zasilany z dodatkowego zródla napiecia Ud.Zakres stosowania wynalazku Uklad pozwala na typowanie liczb losowych i znajduje zastosowanie przy odtwarzaniu procesów losowych w badaniach statystycznych seryjnie produkowanych wyrobów, w badaniach niezawodosciowych ukladów elektrycznych i konstrukcji mechanicznych. PL PL