SU1088011A1 - Устройство дл контрол генератора случайных чисел - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ГЕНЕРАТОРА СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом контролируемого генератора случайных чисел , первый элемент И, второй элемент И, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И, Я-$-триггер, пр мой выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, счетЬчик, о т л и ч а ю щ е е с   тем, что, с целью повышени  быстродействи , оно содержит I. ЕГРГг;.)}, .; I I S jf . Se&.lis,:;;;;.;., J два элемента ИЛИ, третий элемент И, четвертый элемент И, первый вход которого соединен с инверсшлм выходом триггера, вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом Первого элемента И, а его второй вход с BTOpidM входом четвертого элемента И и с выходом третьего элемента И, а выход первого элемента ИЛИ - со счетнш4 входом счетчика, первьй вход второго элемента ИЛИ - сS-вхог дом триггера и с выходом второго Элемента И, второй вход второго алемента ИЛИ - с S-входом триггера и выходом четвертого элемента И, а выход второго элемента ИШ - с R-входом счетчика, первьй вход третьего (Л элемента И соединен с пр мым выхоG дом двоичного разр да контролируемого генератора случайных чисел второй вход третьего элемента И с выходом генератора тактовых импульсов и с первым входом первого элемента И, второй вход котЬрого соеди00 00 нен с инверсным выходом двоичного разр да контролируемого генератора случайных чисел, выходомустройства  вл етс  выход счетчика.

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано в генераторах случайных чисел дл  быстрого обнаружени  возникающих в них отказов.

Задача контрол  (анализа) характеристик и работоспособности генераторов случайных чисел возникает всег-. да при использовании аппаратных генераторов . Степень довери  к ним, обеспечение достоверности их работы во многом определ 1ртс  средствами их контрол . Степень контролируемости генераторов может иметь различную глубину - от контрол  по отклонению, от матожидани  и .дисперсии до определени  законов распределени  веро тностей и моментов высших пор дков. Контроль может осуществл тьс  как с .помощью аппаратных средств, так и с помощью программных. Контроль с помощью аппаратных средств позвол ет распределить во времени процесс контрол  и потреблени  случайных чисел.

Известно устройство дл  автоматического контрол  генератора случайных чисел, содержащее блок управлени , генератор случайных чисел, первые элементы И, первый элемент ИЛИ, второй элемент И, первый элемент задержки, первый счетчик, второй счетчик, дешифратор, третий счетчик , второй элемент ИЛИ, третий и четвертый элементы И, п тый элемент И, третий элемент ИЛИ, четвертый элемент ИЛИ, первый триггер, второй триггер, второй элемент задержки, п тый элемент И, четвертый счетчик. Практически это не устройство, а -система контрол , реализующа  поперемен но алгоритмы контрол  двух основных показателей качества ГСЧ-отклонени  от равноверо тности и коррел ционног го мамента 1 .

Недостатком устройства  вл етс  сложность технической реализации и большой объем оборудовани  самого генератора случайных чисел.

Известно устройство дл  анализа веро тностных характеристик датчика случайных чисел, содержащее блок управлени , датчик случайных чисел, первый регистр пам ти, коммутатор, блок сравнени , второй регистр пам т ти, индикатор, схему сравнени  и блок элементов И. Устройство (без блока генератора ) представл ет собой блок предварительной обработки инфор-

мации, выполн ющий функции формировани  цепи Маркова-Брунса и предварительного ее анализа Г23.

Блок индикатора в этом устройстве  вл етс  не чем иным, как цифровым многофункциональным статистическим анализатором, дл  реализации которот го требуетс  объем оборудовани , сравнимый с объемом остальной схемы устройства, что неприемлемо дл  генераторов широкого применени .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство дл  статистического анализа датчика случайных сигналов, содержащее счетчик числа испытаний, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом Сдвиг регистра сдвига, информационный вход которого соединен с пр мым выходом датчика случайных чисел, пр мой и инверсный выходы которого и выходы регистра сдвига соединены со входами группы переключателей соответственно перва  группа выходов которого соединена с группой входов первого эл емента. И соответственно, выход, которого соединен со входом счетчика результата, второй элемент И, переключатель и триггер, единичный вход которого соединен с выходом счетчика числа испытаний, вход которого соединен с выходом счетчика числа испытаний, вход которого соединен с выходом переключател , 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 переключател  и с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера, нулевой вход которого  вл етс  устройства СЗ J.

Известное устройство позвол ет определить условные веро тности по влени , тех или иных комбинаций двоичных символов, что в принципе дает возможность исследовать коррел ционные характеристики генераторов случайных чисел в широких пределах, но дл  этого требуетс  последующа 

обработка результатов анализа. .

чем результаты анализа (контрол  ) определ ютс  после завершени  объема выборки.

Таким образом, статические методы контрол  генераторов случайных I чисел и все перечисленные устройства их реализующие, обладают следующим недостатком - задержкой обнаружени  отказа ГСЧ, в худшем случае равной времени накоплени  объема выборки. Массив случайных чисел, сформированный за это врем , будучи использованным в реальной задаче, приведет к частичному или полному искажению результатов. Чобы предотвратить потери , вызванные отказами ГОЧ, процесс решени  задачи должен прерыватьс  как можно раньше при их возникновёНИИ .

Целью изобретени   вл етс  повьпиение быстродействи  устройства за счет сокращени  времени обнаружени  отказа.

Дл  достижени  поставленной цели устройство дл  контрол  генератора случайных чисел, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которо го соединен с входом контролируемого генератора случайных чисел, первой элемент И, второй элемент И, первый вход которого соединен с выходом . первого элемента И, R -триггер, пр мой выход которого соединен со втог рым входом второго элемента И, счетчик , введены два элемента ИЛИ, третий элемент И, четвертый элемент И, первый вход которого соединен с инверсным выходом триггера, первый вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом первого элемента И, а его второй вход - со вторым входом четвертого элемента И и с выходом треть его элемента И, а выход первого элемента ИЛИ соединен со счетным входом счетчика, первый вход второго элемента ИЛИ соединен сR-входом триггера и с выходом второго элемента И, второй вход второго элемента ИЛИ соединен с 5-входом триггера и выходом четвертогр элемента И, а выход второго элемента ИЛИ соеданен с R-входом счетчика, первый вход третьего элемента И соединен с пр мым выходом двоичного разр да контролируемого генератора случайных- чисел, второй вход третьего элёмента И соединен с выходом генератог ра тактовых импульсов и с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом двоичного разр да контролируемого генератора случайных чисел, выходом устройства  вл етс  выход счетчика.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит генератор I тактовых импульсов, контролируемый генератор 2 случайнь1Х чисел, эле ,менты И 3 и 4, RS -триггер 5, элементы И 6 и 7, элементы ИЛИ 8 и 9, счетчик 10.

. Устройство работает следующим образом ..

Датчик 2 случайных чисел по каждому импульсу тактового генератора 1 формирует двоичный разр д случайного числа, т.е. формирует бинарную последовательность , в которой затем подсчитываетс  число следующих подг р д единиц или нулей.

Допустим, триггер 3 в единичном состо нии. При нуле на выход датчика прохождение импульса тактового тенератора разрешаетс  через первьй элемент И 4 и запрещаетс  через третий элемент И 3. С выхода первого элемента И 4 импульс проходит на вход первого элемента ШШ 8 и далее на счетный вход счетчика результата 10. Однов ременно, приход  на второй элемент И 6 вместе с высоким логическим уровнем с выхода триггера 5 ,иьтул устанавливает триггер 5 по R-входу в нулевое состо ние, а также через второй элемент ИЛИ 9 сбрасывает в нуль содержимое счетчика 10. Если на выходе датчика случайных чисел при следующем тактовом импульсе тоже будет нуль, то с выхода первого элемента И 4 импульс через элемент ИЛИ 8 пройдет на счетный вход счетчика 10 результата и увеличит его состо ние на единицу (так как npep iдущим импульсом триггер 5 установлен в нуль, то прохождение импульсов

через элемент И 6 запрещено.).

Последующие импульсы тактового

генератора при неизменном состо нии выхода датчика 2 случайных чисел будут последовательно увеличивать состо ние счетчика 10 результата. Единица , по вивща с  на выходе генератора случайньгх чисел, запретит прохдение импульсов тактового генератора 1 через первый элемент И 4 и разрешит их прохождение через третий элемент И 3, что повлечет за собой перевод триггера 5 в единичное состо ние , а также обнуле1 ие счетчика.

реэультата. Последующие импул| сы тактового генератора при единичном уровне на выходе блока 2 будут увели чивать состо ние счетчика IQ; тригтг Гер 5 будет сохран ть свое состо ние до. нового изменени  выхода контролируемого разр да датчика случайных «шсел.

Схема симметрична относительно подсчета следующих подр д единиц шш нулей. Реально, дл  по влени  сигнала на выходе устройства нужно, чтобы подр д следовали 2 1 одинаковых

символов, так как в момент перехода от единичной последовательности к .нулевой (.и наоборот ) на счетчик 10 приходит два импульса - на R -BXOJJ и вход + I, Сигнал на R -входе задерживаетс  дольше - на врем  задержки элемента ИЛИ 9, чего достаточно, чтобы импульс, пришедший вместе с ним на счетный вход, не был подсчитан .

По вление сигнала на выходе счетчика свидетельствует о неисправном состо нии генератора 2.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ГЕНЕРАТОРА СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ, содержащее генератор тактовых импульсов, выход, которого соединен с входом контролируемого генератора случайных чисел, первый элемент И, второй элемент И, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И, й-$-триггер, прямой выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, счетчик, о т л и чающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит два элемента ИЛИ, третий элемент И, четвертый элемент И, первый вход которого соединен с инверсным выходом триггера, первый вход первого ’ элемента ИЛИ соединен с выходом первого элемента И, а его второй вход с вторым входом четвертого элемента И и с выходом третьего элемента И, а выход первого элемента ИЛИ - со счетным входом счетчика, первый вход второго элемента ИЛИ - сЙ-вхог дом триггера и с выходом второго элемента И, второй вход второго элемента ИЛИ - с 5“Входом триггера и выходом четвертого элемента И, а выход второго элемента ИЛИ - с R-входом счетчика, первый вход третьего элемента И соединен с прямым выходом двоичного разряда контролируемого генератора случайных чисел< второй вход третьего элемента И с выходом генератора тактовых импульсов и с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом двоичного разряда контролируемого генератора случайных чисел, выходом устройства является выход счетчика.

   SU „1088011