SU1001097A1 - Генератор псевдослучайных чисел - Google Patents

Генератор псевдослучайных чисел Download PDF

Info

Publication number
SU1001097A1
SU1001097A1 SU813348025A SU3348025A SU1001097A1 SU 1001097 A1 SU1001097 A1 SU 1001097A1 SU 813348025 A SU813348025 A SU 813348025A SU 3348025 A SU3348025 A SU 3348025A SU 1001097 A1 SU1001097 A1 SU 1001097A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
generator
adders
output
modulo
inputs
Prior art date
Application number
SU813348025A
Other languages
English (en)
Inventor
Анатолий Николаевич Морозевич
Original Assignee
Минский радиотехнический институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Минский радиотехнический институт filed Critical Минский радиотехнический институт
Priority to SU813348025A priority Critical patent/SU1001097A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU1001097A1 publication Critical patent/SU1001097A1/ru

Links

Landscapes

  • Error Detection And Correction (AREA)

Description

(54) ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ
Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использованов качестве устройства дл  получени  случайных чис.ел при решении задач методом Монте-Карло, а также дл  построени  генераторов случайных процессов с заданными характеристиками. Известен генератор псевдослучайных ; чисел, содержащий регистр сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной св зи СЗ- Недостатком этого генератора  вл етс  невысокое быстродействие н наличие периода в формируемой последовательнооти . Известен также генератор псевдослучайных чисел, содержащий группу сумматоров по модулю два и группу триггеров, выходы синхронизации которых подключ ны к выходу генератора тактовых вмпуль:сов С2. В данном генераторе псевдослучайных чисел повышено быстродействие, но пероод генерируемой последовательности сох- ранен таким же как aflj. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  генератор псевдослучайных чисел, содержащий две группы сумматоров по модулю два, две грутшы элементов И, группу элементов ИЛИ, группу триггеров, входы синхронизации которых подключены к выходу генератора тактовых шлпульсов и входу генератора равноверо тной двоичной ЦИФ1Ы, причем к первым входам г -ых сумматоров по модулю два подклк чены единичные выходы -ы1с триггеров, к вторым входам j старыгах сумматоров по модулю два подключены выходы j младших триггеров, ц вторым входам ni-j младших сумматоров по модулю два подключены выходы m - j старших сумматоров по модулю два Гз . В известном устройстве при высоком быстродействии практически отсутствует период последовательности, кодов формируемых псевдослучайных чисел. Недостатком этого устройства  вл етс  большой объем используемого оборудовани . Цель изобретени  - сокращение объема используемого оборудовани , т.е. упрощение генератора. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в генераторе псевдослучайных чисел, содержащем две группы из гп суммато ров по модулю два и группу из m триг геров, синхронизирующие входы которых подключены к выходу генератора тактовых импульсови входу генератора равноверо тной двоичной цифры, а выходы триггеров группы подключены к первым входам соответствующих сумматоров по модулю два первой группы, причем выход j ( j m ) младших трт1ггеров группы подключены к вторым входам j старших сумматоров по модулю два первой группы а вторые входы m - j младших суммато- .ров по модулю два первой группы под|ключекы к вы ходам m -j старших сумма торов по модулю два первой группы, информационные входы триггеров группы подключены к выходам соответствующих сумматоров по модулю два первой группы третьи входы которых подключены к nei вому выходу генератора равноверо тност ной двоичной цифры, второй выход кото- рого подключен к первым входам сумматоров по модулю два второй группы, вторые входы которых подключены к выходам соответствующих сумматоров по модулю два первой группьи На фиг. 1 приведена структурна  схем генератора псевдослучайных чисел при Гп 5; на фиг. 2 - функциональна  схема генератора при на фиг. 3 - npfrмер временной диаграммы сигналов, фор мируемых на выходе генератора тактовы импульсов (точка а), по приходу которы триггеры устройства мен ют свое состо  ние, и на BfopoM (пр мом) выходе генератора равноверо тной двоичной цифры (точка в); на фиг. 4 - граф состо ний и последовательности переходов элементов пам ти (триггеров) генератора псевдослучайных чисел при m 3 дл  порождающего полинома f(x) определенный начальным состо нием 101 и временной диаграммой (фиг. 3).
Генератор псевдослучайных чисел состоит из m сумматоров 1 по модутпо два первой группы, гп сумматоров 2 по модулю два второй группы, m 3, генератора 4 такто№1Х импульсов, генератора 5 равноверо тной двоичной цифа --«1®
i f,2,...,m, (2)
где d - выход i -го сумматора по Mt дулю два второй группы;

Claims (3)

  1. t - второй (пр мой) выход генератора 5. ы. Причем входы сумматоров 1 по моулю два первой группы подключены к ыходам триггеров 3 и генератора 5 равоверо тной двоичной цифры таким обраом , что на выходе сумматоров 1 форируютс  сигналы в соответствии со слеующей системой логических уравнений: -i©Vi ®b,,i,...j-i-, m-i VrVi©°m+j-i® ,J-H,...,m, де - единичный выход (m -i )-го триггера; q „, , ; - выход (m + j - i )-го сумматора по модулю два первой .группы; ) - первый (инверсный) выход генератора 5 равноверо тной двоичной цифры; нак Ф - означает операцию суммировани  по модулю два; i - номер разр да регистра сдвига , выход которого вместе с выходом m -го разр да соединен с входами сумматора по модулю два в последовательных структурах. Если m 5, j 3 и Ъ 0, то система (1) примет вид 0 01., .-b , (4Следовательно , при Ь 0 предлагаемое устройство (фиг. 1) позвол ет генерировать п тиразр дные коды псевдослучайных чисел М-последовательности, порождаемой полиномом (x)x +Х + +1 (как в устройстве-прототипе). При 1 система (1) принимает вид ; с( «4 Ч® « Ч ® 012 Ъ2 ©«5 J Очевидно, Мтпоследрвательности, генерируемые при t 0 и Ъ 1, будут иметь одинаковые периоды, но очередность по влени  кодов и их состав различны (фиг. 4). Входы сумматоров 2 по модулю два второй группы подключены к сумматорам 1 по модулю два первой группы и второму выходу генератора 5 в соответствии со следующей системой уравнений: Кроме того, выход генератора 4 тактовых импульсов подключен к входу генератора 5 равноверо тных двоичных цифр и первым входам триггеров 3. Устройство функционирует следующим образом. Исходное состо ние триггеров - пронзвопБВое . В зависимости от значени  двоичной цифры, сформированной генератором 5, на выходах сумматоров 1 по вл етс  очередной код первой или второй М-последовательности. По переднему фронту тактового импульса в триггеры 3 записываетс  код с выходов сумматоров 1, по зрднему фронту тактового импульса генератор 5 формирует очередное зна чение равноверо тной двоичной цифры. Генератор 5, как и в прототипе, мо.жат быть построен по простейшей схеме например триггер с коммутируемым , физических генераторов равноверо тной двоичной цифры. Более подробно процесс генерировани  псевдослучайных чисел по сним на ко кретном примере. Пусть в первоначальный момент времени на триггерах 3 (фиг. 2) записан код 101 и пусть генератор 5 на своем втором (пр мом) выхо де формирует сигнал, как это представле но на фиг. 3. Тогда до прихода первого тактового импульса на выходах сумматоров 1 в соответствии с (l) формиру ет с  код § О10, а на выходах сумматоров 2 в соответствии с (2) - код f 2 1О1. По переднему фронту первого так тового импульса, пришедшего с выхода генератора 4 на первые (синхро-) входы триггеров 3, в триггера 3 записываетс  код 010. По заднему фронту первого тактового импульса (фиг. 3) значение сигнала на выходах генератора 5 мен етс  на противоположное. После окончани  переходных процессов на выходах сумматоров 1 устанавливаетс  код 100, на выходах сумматоров 2 - также код 1ОО. Подобным образом триггеры мен ют свое состо ние в зависимости от значени  сигналов на выходе генератора 5 и по приходу последующих импульсов. На фиг. 4 стрелками с номерами показана последовательность перехода состо ний триггеров в течение первых дев ти тактов работы устройства. Из вышеприведенного описани  функционировани  генератора псевдослучайны чисел следует, что значени  g , формируемые на выходах сумматоров 1 по мо дулю два первой группы, в каждый конкретшый такт  вл ютс  значени ми кодов двух различающихс  между собой М-последовательностей. Каждое последующее значение 6.  вл етс  следующим, значением либо одной и той же М-последовательности , либо, другой М-последовательности , что определ етс  значением двоичной цифры, формируемой на выходе генератора 5 равноверо тной двоичной цифры. Нетрудно зaмefить, что при фиксировании на первом выходе генератора 5 значений 1 или О предлагаемый генератор генерирует одну из двух М-последовательностей , представленных на фиг. 4. На фиг. 4 пунктирами показаны дл  сравнени  направлени  изменени  состо ний регистра сдвига последовательного генератора псевдослучайных чисел , типа (1). Преимущества предлагаемого генератора псевдослучайных чисел по сравнению с прототипом заключаютс  в сокращении объема используемого оборудовани . Так удельные аппаратные затраты на один разр д псевдослучайного числа в прото- типе составл ют один сумматор по модулю два, один элемент И, 1/2 элемента ИЛИ, D -триггера, 1/2 генератора равноверо тной двоичной цифры и 1/2 генератора тактовых импульсов. В предлагаемом , же устройстве дл  этих целей требуетс  лишь один сумматор по модулю два, 1/2D -триггера, 1/2 генератора равноверо тной двоичной цифры и 1/2 генератора тактовых импульсов. Следует заметить, что в прототипе и предлагает мом устройстве значени  &- и Q,KOpvрелированы , так как порождаютс  одним состо нием триггеров (в предлагаемом устройстве зависимость меньше, так как одно и тоже состо ние триггеров может породить два значени  | , два значени  2 в прототипе - только по одному). В р де случаев наличи  коррел ции огра ничивает использование устройства в двухканальном режиме. При реализации одноканального режима, например при генерировании только последовательности , в устройстве-прототипе все равно требуетс  две группы по гп сумматоров по модулю два. В предлагаемом же устройстве m сумматоров по модулю два второй группы используютс  только дд  организации второго канала. Следователь но, в одноканальном режиме преимущества предлагаемого устройства более очевидньт . Кроме того, как это следует из (1) и (2) а видно вз фиг. 4 в устройстве генерируютс  последовательности из чисел (включа  нулевую комбинацию), а не , Последнее также  вл етс  отличительным положительным свойством устройства. Предлагаемое устройство формирует последовательность практически неограниченной длины,так как период последовательности стремитс  к бесконечности даже при ограниченной разр дной сетке базового регистра сдвига. Кроме того, устройство позвол ет воспроизводить три типа последовательности (в базовом - . один) при одном и том же порождающем полиноме. Предлагаемое устройство отличаетс  высоким быстродействием: скорость формировани  п -разр дного числа в п раз выше. Формула изобретени  Генератор псевдослучайных чисел, содержаишй две группы из m сумматоров по модулю два и группу из гп триггеров синхронизирующие входы которых подключены к выходу генератора тактовых импульсов и входу генератора равноверо  тной двоичной цифры, а выходы триггеров группы подключены к первым входам соответствующих сумматоров по модулю два первой группы, причем выходы j ( j m ) младших триггеров группы подключены к вторым входам j старших сумматоров по модулю два первой группы, а вторые входы т - j младших сумматоров по модулю два первой группы подклк чены к выходам tti - j старших сумматоров по мйдупю два первой группы, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  генератора, информационные входы триггеров группы подключены к выходам соответствующих сумматоров по модулю два первой группы, третьи входы которых подключены к первому . выходу генератора равноверо тной двоичной цифры, второй выход которого подключен к первым входам сумматоров по модулю два второй группы, вторые входы которых подключены к выходам соответствующих сумматоров по модулю два первой группы. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Яковлев В. В., Федоров Р.Ф. Веро тностные вычислительные машины. Л., Машиностроение, 1974, с. 344..
  2. 2., Авторское свидетельство СССР № 634329, кл. Q 06 F 7/58, 1976,
  3. 3. Авторское свидетельство СССР № 708381, кл. Q Об F 7/58, 1978. (прототип).
SU813348025A 1981-10-20 1981-10-20 Генератор псевдослучайных чисел SU1001097A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813348025A SU1001097A1 (ru) 1981-10-20 1981-10-20 Генератор псевдослучайных чисел

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813348025A SU1001097A1 (ru) 1981-10-20 1981-10-20 Генератор псевдослучайных чисел

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1001097A1 true SU1001097A1 (ru) 1983-02-28

Family

ID=20980427

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813348025A SU1001097A1 (ru) 1981-10-20 1981-10-20 Генератор псевдослучайных чисел

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1001097A1 (ru)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1260078A (en) Random sequence generators
SU1001097A1 (ru) Генератор псевдослучайных чисел
SU1539774A1 (ru) Генератор псевдослучайной последовательности
US3519941A (en) Threshold gate counters
SU625222A1 (ru) Генератор псевдослучайных чисел
SU734870A1 (ru) Устройство дл формировани импульсных кодов псевдослучайных последовательностей
SU966864A1 (ru) Устройство дл формировани сдвинутых копий псевдослучайной последовательности
RU2007032C1 (ru) Устройство для формирования элементов мультипликативных групп полей галуа gf (p)
RU2020759C1 (ru) Устройство для формирования остатка по произвольному модулю от числа
SU871314A2 (ru) Дискретный согласованный фильтр
RU2022332C1 (ru) Генератор дискретных ортогональных сигналов
RU2081451C1 (ru) Генератор последовательностей случайных чисел
SU1101804A1 (ru) Стохастический генератор функций Уолша
RU2275683C2 (ru) Генератор функций уолша
SU1223350A1 (ru) Генератор псевдослучайных чисел
RU2030104C1 (ru) Генератор псевдослучайных последовательностей
SU468231A1 (ru) Генератор равномерно распределенных псевдослучайных чисел
SU1246091A1 (ru) Устройство дл извлечени квадратного корн
SU1023326A1 (ru) Генератор псевдослучайных последовательностей
SU734666A1 (ru) Устройство дл преобразовани двоичного кода в веро тностно-импульсную последовательность
SU966693A1 (ru) Генератор псевдослучайных чисел
SU1177910A1 (ru) Устройство для формирования четверично-кодированных последовательностей
SU1672445A1 (ru) Генератор равномерно распределенных случайных чисел
SU459773A1 (ru) Датчик случайных кодов
SU1697071A1 (ru) Генератор ортогонально противоположных сигналов