SU1631540A1

SU1631540A1 - Генератор случайных чисел

Info

Publication number: SU1631540A1
Application number: SU884400026A
Authority: SU
Inventors: Виктор Васильевич Юдин; Александр Николаевич Кириллин
Original assignee: Рыбинский Авиационный Технологический Институт
Priority date: 1988-03-30
Filing date: 1988-03-30
Publication date: 1991-02-28

Abstract

Изобретение относитс к вычислительной технике и может быть использовано при построении имитационно- моделирующей аппаратуры. Цель изобретени - увеличение периода генерируемых Jчисел, а также улучшение их веро тностных свойств. Генератор содержит генетатор 1 тактовых импульсов , двоичный счетчик- 2, генератор 3 импульсов считывани , группу из та генераторов импульсов 4, группу из m умножителей частоты 5 с переменным коэффициентом умножени , элемент ИЛИ 6, группу из m регистров 7. Поставленна цель достигаетс за счет введени новых блоков с соответствующими св з ми. 1 ил.

Description

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении имитационномоделирующей аппаратуры. ^J $

Цель изобретения - увеличение периода генерируемых чисел, а также улучшение их вероятностных свойств; равномерности одновременного распределения вероятностей, некоррели- jq рованности соседних значений.

На чертеже изображена структурная схема генератора.

Генератор содержит генератор 1 тактовых импульсов, двоичный счет- 15 чик 2, генератор 3 импульсов считывания, группу из ш генераторов 4 импульсов, группу из га умножителей 5 частоты с переменным коэффициентом умножения, элемент ИЛИ 6, труп- ₂0 пу из га регистров 7.

Генератор работает следующим об разом.

К началу очередного цикла в ш регистрах группы регистров 7 хранятся 25 некоторые двоичные k-разрядные числа; X_h - в регистре 7_W, X _п+1 - в регистре 7_т_₍и т.д., Х_п+т.г в регистре 7|. Эти числа задают коэффициенты умножения умножителей 5 частоты, на jq информационные входы которых поступают импульсы от генераторов 4 импульсов с частотой f< от генератора 4<, с частотой от генератора 4_г и т.д., с частотой ί^οτ генера- ₃₅тора 4_W, Так как выходы всех делителей частоты соединены с входами схемы ИЛИ 6, на один из входов которой подаются также импульсы с частотой f₀ от генератора тактовых импульсов 1, на выходе элемента ИЛИ образуется последовательность импульсов, средняя частота следования которых приближенно равна

Импульсы с выхода элемента ИЛИ поступают на. счетный вход к-разрядного двоичного счетчика, вызывая его многократное переполнение. Цикл генерации очередного случайного числа продолжается до момента прихода импульса от генератора импульсов считывания. По этому импульсу .содержимое регистра Ίι переписывается в регистр 7₂, содержимое которого переписывается в регистр 7₃ и т.д._, в регистре / оказывается число из регистра 7_т_₍; это число Χ_ηνι является очередным выходным числом генератора случайных чисел; в регистр 7^ записывается число X _{п + гм} , отвечающее текущему содержимому счетчика 2. На этом данный цикл генерации случайного числа заканчивается и начинает„ „ ') ся новый, аналогичный предыдущему.

В данном генераторе фактически применяется комбинация двух известных методов генерации случайных чисел: метод пересчета последовательности импульсов за некоторый интервал времени, базирующийся на использовании естественной нестабильности, генераторов импульсов, и смешанный конгруэнтный метод, поскольку число Х_П4__т определяется соотношением ^n+m ~ fo ^{+ +} ⁺ ^ПА-т-2’^2 +·.· ⁺ Xn_+|frh-1 ⁺ + X_hf_m (mod2^K) .

Данное обстоятельство приводит к увеличению периода генерируемых случайных чисел и улучшению их вероятностных свойств. При этом частоты f₀, f ,, . ..,f_w , должны быть различными и соотноситься как простые числа; частота импульсов генератора импульсов считывания должна быть много меньше средней частоты импульсов на выходе схемы'ИЛИ; разрядность к счетчика и регистров должна быть выбрана не слишком большой, так чтобы в каждом цикле работы имело место многократное переполнение счетчика.

Вероятностные свойства случайных чисел, получаемых с помощью данного генератора, исследовались мето-, дом статического моделирования при следующих условиях m = 4, . к = 10. Моделирование показало, что период генерируемых случайных чисел очень велик (по крайней мере более Ю⁵* чисел) ; числа практически некоррели> рованы и подчиняются равномерному 'распределению вероятностей.

Claims

Формула изобретения

Генератор случайных чисел, содержащий генератор тактовых импульсов, двоичный счетчик, генератор импульсов считывания, отличающий5

163 с я тем, что, с целью увеличения периода генерируемых чисел, в него введены группа из ш (где ш = 1,2...) генераторов импульсов7 группа из m умножителей частоты с переменным коэффициентом умножения, элемент ИЛИ, группа из m регистров, причем выход i-ro генератора импульсов группы (i = 1,2,о..,ш) соединен с информационным входом i-ro умножителя частоты группы, выходы всех умножителей частоты группы и генератора тактовых импульсов соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом двоичного счетчика, разрядные выходы кото1540 6 рого соединены с информационными вхо дами первого регистра группы, разрядные выходы j-ro регистра группы соединены с информационными входами (j+1)-ro (где j = 1,2,...,m-1) регистра группы и разрядным входом задания коэффициента умножения умножителя частоты группы, информационные выходы m-го регистра группы являются разрядным выходом генератора и соединены с разрядным входом задания коэффициента умножения т-го умножителя частоты группы, выход ге15 нератора импульсов считывания соединен с входами управления считыванием-записью регистров группы.