SU590790A1 - Random number generator - Google Patents

Random number generator

Info

Publication number
SU590790A1
SU590790A1 SU752172038A SU2172038A SU590790A1 SU 590790 A1 SU590790 A1 SU 590790A1 SU 752172038 A SU752172038 A SU 752172038A SU 2172038 A SU2172038 A SU 2172038A SU 590790 A1 SU590790 A1 SU 590790A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
multiplier
numbers
sensor
Prior art date
Application number
SU752172038A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Антс Альфредович Коорт
Original Assignee
Предприятие П/Я Г-4934
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 Предприятие П/Я Г-4934 filed Critical Предприятие П/Я Г-4934
Priority to SU752172038A priority Critical patent/SU590790A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU590790A1 publication Critical patent/SU590790A1/en

Links

Landscapes

  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Description

1one

Изобретение относитс  к области вычислительной техники и может найти применеиис при моделировании марковской последовательности случайных чисел с гамма-распределением .The invention relates to the field of computer technology and can be used in modeling a Markov random number sequence with a gamma distribution.

Известны генераторы случайных чисел.Known random number generators.

Один из известных генераторов случайных чисел содержит регистр сдвига, генератор случайных символов, генератор тактовых импульсов , веро тностный (1, т)-пол осник, элемент ИЛИ и эле.менты И. Однако этот генератор не позвол ет получить марковские последовательности случайных чисел с одномерным распределение.м веро тности, отличным от распределени  Бериулли .One of the known random number generators contains a shift register, a random symbol generator, a clock pulse generator, a probability (1, t) field, an OR element, and element I. However, this generator does not allow one to obtain Markov sequences of random numbers with one-dimensional The distribution of the probability m is different from the Berioulli distribution.

Другой из известных генераторов случайных чисел содержит источник случайных и.мпульсов , блок формировани  импульсов, фильтр иизких частот, электронный ключ, амплитудный селектор, многофазный ждущий мультивибратор, блоки пам ти, блок управлени  и матричный переключатель. Однако этот генератор не позвол ет получить случайные числа с точно заданным одномерным распределением веро тности, а может лишь аппроксимировать заданное точное распределение веро тности с помощью фильтра низких частот и .матричного переключател  2.Another known random number generator comprises a source of random impulses, a pulse shaping unit, a low frequency filter, an electronic key, an amplitude selector, a multiphase standby multivibrator, memory blocks, a control unit, and a matrix switch. However, this generator does not allow obtaining random numbers with a precisely specified one-dimensional probability distribution, but can only approximate a given exact probability distribution using a low-pass filter and a dummy switch 2.

Иаиболее близким техническим рещением к данному изобретению  вл етс  генератор And the closest technical solution to this invention is a generator

случайных чисел, содержащий первый умножитель , выход которого  вл етс  выходом генератора , первый вход соединен с выходом первого датчика чисел, а второй вход - с выходом блока последовательного сум.мировани , первый вход которого соединен с выходом блока сравнени , входы которого подключены соответственно к выходам иервого блока пам ти и счетчика, вход которого соединен с выходом генератора и.мнульсов и со входом датчика нормальных случайных чисел 3.random numbers containing the first multiplier, the output of which is the generator output, the first input is connected to the output of the first number sensor, and the second input is connected to the output of a sequential sum block, the first input of which is connected to the output of the comparison unit, the inputs of which are connected respectively to the outputs A memory unit and a counter whose input is connected to the generator output and multiple pulses and to the sensor input of normal random numbers 3.

Хот  этот генератор последовательности случайных чисел основан на точных зависимост х между распределени ми исходных и вь:раб2тывае.мых случайных чисел, его недостаток заключаетс  в том, что ои вырабатывает только некоррелированные между собой случайные числа. Это обсто тельство ограничивает область применени  генератора , поскольку усложнение задач, решаемых методом цифрового моделировани  и методом статистических испытаний, требует не только генерировани  последовате .чьностей случайных чисел с распределени ми , более сложными по сравнению с равномерным или нормальным распределением, но и с определенными и причем регулируемыми коррел ционными св з ми между числами последовательности.Although this generator of a sequence of random numbers is based on the exact dependencies between the distributions of the original and the vi: random numbers of random numbers, its disadvantage is that they only generate random numbers that are uncorrelated with each other. This circumstance limits the scope of the generator, since the complication of problems solved by digital modeling and statistical testing requires not only generating sequences of random numbers with random distributions that are more complicated than even or normal distributions, but also with certain adjustable correlations between sequence numbers.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей генератора за €чет получени  марковской последовательности случайных чисел с гамма-расиределением.The aim of the invention is to extend the functionality of the generator by obtaining a Markovian sequence of random numbers with gamma distribution.

Дл  достижени  поставленной дели датчик дополнительно содержит второй умножитель, первый сумматор, первый квадратор, элемент задержки, второй блок пам ти, третий умножитель , блок извлечени  квадратного кори , второй сумматор, второй датчик чисел, иивертор , второй квадратор и третий датчик чисел, выход которого соединен с первым входом второго умножител  и через второй квадратор и инвертор - с первым входом второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго датчика чисел, а выход через блок извлечени  квадратного корп -к первому входу третьего умножител , выход которого соединен с иервым входом первого судМматора, а второй вход через второй блок пам ти и элемент задержки - с выходом первого сумматора и входом первого квадратора, выход которого соединен со вторым входом блока последовательного суммировани , а второй вход первого сумматора - с выходом второго умножител , причем второй вход второго умножител  соединен с выходом датчика нормальных случайных чисел.To achieve the delivered product, the sensor further comprises a second multiplier, a first adder, a first quad, a delay element, a second memory block, a third multiplier, a square measles extraction unit, a second adder, a second number sensor, and a ivertor, a second quad, and a third number sensor, whose output connected to the first input of the second multiplier and through the second quad and inverter to the first input of the second adder, the second input of which is connected to the output of the second number sensor, and the output through the square block extraction block the first input of the third multiplier, the output of which is connected to the first input of the first court, and the second input through the second memory unit and the delay element to the output of the first adder and the input of the first quad, the output of which is connected to the second input of the sequential summation unit, and the second input of the first adder - with the output of the second multiplier, and the second input of the second multiplier is connected to the output of the sensor of normal random numbers.

Блок-схема генератора приведена на чертеже .The block diagram of the generator is shown in the drawing.

Генератор содержит генератор 1 импульсов, датчик 2 иормальпых случайных чпсел, счетчик 3, первый квадратор 4, блок 5 последовательиого суммировани , первый умножитель 6, второй умножитель 7, первый сумматор 8, второй блок 9 пам ти, элемент 10 задержки, третий умножитель 11, третий датчик 12 чисел , второй квадратор 13, инвертор 14, второй сумматор 15, блок 16 извлечени  квадратного корн , второй датчик 17 чисел, первый блок 18 пам ти, блок 19 сравнени , первый датчик 20 чисел и выходную клемму 21.The generator contains a pulse generator 1, a sensor 2 and a normal random number, a counter 3, the first quad 4, a sequential summation block 5, a first multiplier 6, a second multiplier 7, a first adder 8, a second block 9 of memory, a delay element 10, a third multiplier 11, a third number sensor 12, a second quad 13, an inverter 14, a second adder 15, a square root extraction unit 16, a second number sensor 17, a first memory block 18, a comparison unit 19, a first number sensor 20 and an output terminal 21.

Выход генератора 1 импульсов соединен со входами датчика 2 нормальных случайных чисел и Счетчика 3. Выход датчика 2 нормальных случайных чисел соединен со вторым входом второго умножител  7, выход которого соединен со вторым входом первого сумматора 8. Выход первого сумматора 8 подключен ко входу первого квадратора 4, выход которого - ко второму входу блока 5 последовательного суммировани . Выход блока 5 последовательного суммировани  соединен со вторым входом первого умножител  6, выход которого соединен с выходной клеммой 21. Выход первого квадратора 8 соединен также через последовательно соединеппые второй 9 пам ти и элемент 10 задержки со вторым входом третьего умножител  11, выход которого соединен с первым входом первого сумматора 8. Выход третьего датчика 12 чисел присоединен к первому входу второго умножител  7 и через последовательно соединенные второй квадратор 3 п инверторThe output of the pulse generator 1 is connected to the inputs of the sensor 2 normal random numbers and Counter 3. The output of the sensor 2 normal random numbers connected to the second input of the second multiplier 7, the output of which is connected to the second input of the first adder 8. The output of the first adder 8 is connected to the input of the first quad by 4 , the output of which is to the second input of the block 5 of sequential summation. The output of the sequential summation unit 5 is connected to the second input of the first multiplier 6, the output of which is connected to the output terminal 21. The output of the first quadrant 8 is also connected via a serially connected second 9 memory and a delay element 10 to the second input of the third multiplier 11, the output of which is connected to the first the input of the first adder 8. The output of the third sensor 12 numbers attached to the first input of the second multiplier 7 and through series-connected second quadrant 3 n inverter

14 - к первому входу второго сумматора 15. Ко второму входу второго сумматора 15 присоединен выход второго датчика 17 чисел. Выход второго сумматора 15 через блок 16 извлечени  квадратного корн  соединен с первым входом третьего умножител  И. Выход счетчика 3 соединен с одним из входов блока 19 сравнени , к другому входу которого иодключеи выход иервого блока 18 пам ти, а к выходу - первый вход блока 5 последовательного сум.мировани . Выход первого датчика 20 чисел соединен с первым входом первого умножител  6.14 - to the first input of the second adder 15. To the second input of the second adder 15 is connected to the output of the second sensor 17 numbers. The output of the second adder 15 is connected via the extraction unit 16 to the first input of the third multiplier I. The output of the counter 3 is connected to one of the inputs of the comparison unit 19, to the other input of which is a switch the output of the first memory block 18, and to the output the first input of the block 5 consecutive sum. The output of the first sensor 20 numbers connected to the first input of the first multiplier 6.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Геиератор I импульсов, управл ющий датчиком 2 нормальных случайных чисел и счетчиком 3, а также последовательно соединенные первый квадратор 4, блок 5 последовательного суммировани  п первый умножитель 6 необходимы дл  генерировани  последовательности случайных чпсел с одномерным гамма-распределенпем полупелого параметра . Датчик 2 формпрует нормально распределенные независимые случайные числа с нулевым средним значением и единичной дисперсией . Получение необходимого одномерного распределени  веро тности осповано на том обсто тельстве, что сумма кв.адратов независимых нормальных случайных чисел, расиределеппых одинаково с нулевым средним значением, имеет гамма-расиределение полупелого параметра. Последовательность случайных чисел ириобретает свойство марковости благодар  тому, что возводимое в кваррат первым квадратором 4 нормальное случайное число образуетс  сложепием в первом су.мматоре 8 генерируемого в датчике 2 на каждом его такте нового независимого нормальпого числа, умноженного во втором умножителе 7 на положительное число, меньщее едипппы, и сформированного на предыдуще .м такте нормального числа с выхода первого сумматора 8, хранимого во втором блокеA geerator of I pulses, controlling sensor 2 of normal random numbers and counter 3, as well as serially connected first quadrant 4, block 5 of sequential summation and first multiplier 6 are needed to generate a sequence of random quaps with a one-dimensional gamma-distributed semipopular parameter. Sensor 2 forms normally distributed independent random numbers with zero mean value and unit variance. The obtaining of the required one-dimensional probability distribution is settled on the fact that the sum of squares of independent normal random numbers that are equally distributed with the zero mean value has the gamma distribution of the semi-melted parameter. The sequence of random numbers acquires the Markov property due to the fact that a normal random number raised to a quarter by the first quadrant 4 is formed by adding a succession in the first sum.mator 8 generated in sensor 2 to each new tact of a new independent normal number multiplied in the second multiplier 7 by a positive number less than edippi, and formed on the previous .m cycle of a normal number from the output of the first adder 8, stored in the second block

9 иам ти, задерживаемого элементом 10 задержки на один такт и умножаемого в третьем умножителе 11 на иоложительиое число, меньшее единицы. Положительные числа, меньшие единицы, постзпают на первые входы умпожителей 7 п II: на вход второго у.множител  7 непосредственно с выхода третьего датчика 12, а на вход третьего умножител  11 - после преобразовани .9 and these are delayed by the element 10 of the delay by one clock and multiplied by a positive number less than one in the third multiplier 11. Positive numbers, smaller ones, are sent to the first inputs of the amplifiers 7 and II: to the input of the second multiplier 7 directly from the output of the third sensor 12, and to the input of the third multiplier 11 - after conversion.

Марковска  последовательность случайных чисел с гамма-распределепие.м характеризуетс  трем  параметра.ми: степенью коррел ционной св зи, параметром формы и масштабом чисел. Дл  удобства пользовани  генераторомA Markov sequence of random numbers with a gamma distribution is characterized by three parameters: a degree of correlation, a form parameter, and a scale of numbers. For ease of use generator

случайных чисел желательно, чтобы изменение этих параметров происходило независимо друг от друга. Дл  того чтобы изменеиие степени коррел ционной св зи не зависело от изменени  масштаба генерируемых чисел,random numbers it is desirable that the change of these parameters occur independently of each other. In order to change the degree of correlation not depend on the scale of the generated numbers,

должно соблюдатьс  следующее соотношениеthe following relationship should be observed

между числами на первых входах умнож ителей 7 и 11between the numbers at the first inputs of multiplicates of numbers 7 and 11

Cj - УС - Ci,Cj - CSS - Ci,

где Ci - уровень первого входа второго умножител  7; Cz-уровень первого входа третьего умножител  И и С - положительна  константа .where Ci is the level of the first input of the second multiplier 7; The Cz-level of the first input of the third multiplier And and C is a positive constant.

Дл  обеспечени  этого услови  положительное число от третьего датчика 12 чисел подаетс  на первый вход третьего умножител  11 через последовательно соединенные второй квадратор 13, инвертор 14, второй сумматор 15 и блок 16 извлечени  квадратного корн , причем на второй вход второго сумматора 15 подаетс  посто нное число от второго датчика 17 чисел.To ensure this condition, a positive number from the third sensor 12 numbers is supplied to the first input of the third multiplier 11 through the second quadrant 13 connected in series, the inverter 14, the second adder 15 and the square root extractor 16, and the second input of the second adder 15 is supplied from second gauge 17 numbers.

Форма кривой одномерной плотности веро тности случайных чисел с гамма-распределением определ етс  количеством слагаемых в сумме предварительно возведенных в квадрат нормальных случайных чисел, образуемой в блоке 5 последовательного суммировани . Суммирование прекращаетс  импульсом на перво.м входе блока 5 последовательного суммировани  после определенного количества тактовых импульсов с генератора импульсов 3. Дл  изменени  формы одномерного распределени  случайных чисел применен первый блок 18 пам ти дл  хранени  различных целых положительных чисел, задаваемых исход  из требований к последовательности случайных чисел. При совпадении числа тактовых импульсов с содержанием первого блока 18 пам ти в блоке 19 сравнени  образуетс  импульс, прекращающий суммирование и передающий содержимое блока 5 последовательного суммировани  на второй вход первого умножител  6. Марковска  последовательность случайных чисел с гаммараспределением снимаетс  с выхода умножител  6.The shape of the curve of the one-dimensional probability density of random numbers with a gamma distribution is determined by the number of terms in the sum of the pre-squared normal random numbers formed in block 5 of sequential summation. The summation is terminated by a pulse at the initial input of block 5 of sequential summation after a certain number of clock pulses from pulse generator 3. To change the shape of the one-dimensional distribution of random numbers, the first memory block 18 is used to store various positive integers determined from the sequence of random numbers . When the number of clock pulses coincides with the contents of the first memory block 18 in the comparison block 19, a pulse is formed that stops summing and transfers the contents of the sequential summation block 5 to the second input of the first multiplier 6. The Markov sequence of random numbers with gamma distribution is removed from the output of the multiplier 6.

Таким образом, насто щее изобретение позвол ет получить марковскую последовательность случайных чисел с гамма-распределением , т. е. оно обеспечивает достижение поставленной перед ним цели.Thus, the present invention makes it possible to obtain a Markov sequence of random numbers with a gamma distribution, i.e., it ensures the achievement of its goal.

В генераторе случайных чисел можно осуществить изменение масщтаба генерируемых чисел, например, с помощью первого датчика 20 чисел.In the random number generator, you can change the scale of the generated numbers, for example, using the first sensor of 20 numbers.

К достоинствам генератора следует отнести независимое друг от друга регулирование трех параметров, характеризующих марковскую последовательность случайных чисел с гамма-распределением.The advantages of the generator include independent control of three parameters characterizing the Markov sequence of random numbers with gamma distribution.

Некоррелированную последовательность случайных чисел с гамма-распределением можно получить установлением максимального числа на выходе третьего датчика 12 чисел . В этом случае па первом входе третьего умножител  11 будет число О, а следовательно , и второе слагаемое на входе первого сумматора 8 окажетс  равным нулю.An uncorrelated sequence of random numbers with a gamma distribution can be obtained by setting the maximum number at the output of the third gauge to 12 numbers. In this case, the first input of the third multiplier 11 will be the number O, and hence the second term at the input of the first adder 8 will be equal to zero.

При помощи этоге генератора можно получить и марковскую приблизительно нормальную последовательность случайных чисел. Дл  этого в первом блоке 18 пам ти должно хранитьс  достаточно больщое число, предположительно не меньще нескольких дес тков. В технике цифрового моделировани  и при рещенип различных задач методом статистических иснытапий псевдослучайные числаWith the help of this generator, it is possible to obtain a Markov approximately normal sequence of random numbers. For this, a sufficiently large number, presumably at least several tens, must be stored in the first block 18 of the memory. In the technique of digital modeling and in solving various problems by the method of statistical istapy pseudo-random numbers

имеют определенные преимущества перед случайными . К достоинствам генератора следует причислить то, что можно генерировать как случайные, так и псевдослучайные последовательности в зависимости от того,  вл етс  лиhave certain advantages over random ones. The advantages of the generator include the fact that it is possible to generate both random and pseudo-random sequences, depending on whether

датчик 2 датчиком случайных нормальных чисел или датчиком псевдослучайных нормальных чисел.sensor 2 is a sensor of random normal numbers or a pseudo-random normal number sensor.

Важные в практике «хи -квадрат-распределение , распределение Эрланга и экспоненциальное распределение  вл ютс  частными случа ми гамма-распределени  при определенных значени х его двух параметров. Поэтому путем введени  определенных чисел в первый блок 18 пам ти и установлени  опрёделенного числа па выходе первого датчика 20 чисел можно при помощи предложенного генератора генерировать марковские последовательности случайных чисел с «хи квадрат-распределением , распределением Эрланга и экспоненциальным распределением, с регулировкой степени коррел ции между последовательными случайными числами посредством третьего датчика 12 чисел. Таким образом, предложенный генератор случайных чисел обладает новыми и более широкими возможност ми по сравнению с существующими генераторами и позвол ет решать более сложные задачи из области цифрового моделировани  и статистических испытаний.The chi-squared distribution, the Erlang distribution, and the exponential distribution that are important in practice are special cases of the gamma distribution for certain values of its two parameters. Therefore, by introducing certain numbers into the first memory block 18 and establishing a definite number on the output of the first sensor 20 numbers, using the proposed generator, generate Markov random number sequences with "chi square distribution, Erlang distribution and exponential distribution, with adjustment of the degree of correlation between consecutive random numbers by means of a third sensor 12 numbers. Thus, the proposed random number generator has new and wider possibilities in comparison with existing generators and allows solving more complex problems from the field of digital modeling and statistical tests.

Claims (3)

1.Авторское свидетельство СССР №437061, кл. G 06F 1/02, 1973.1. USSR author's certificate No. 437061, cl. G 06F 1/02, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР №466500, кл. G 06F 1/02, 1973.2. USSR author's certificate №466500, cl. G 06F 1/02, 1973. 3.Патент США № 3.811.038, кл. G 06F 7/38, 1972.3. US Patent No. 3.811.038, cl. G 06F 7/38, 1972.
SU752172038A 1975-09-11 1975-09-11 Random number generator SU590790A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU752172038A SU590790A1 (en) 1975-09-11 1975-09-11 Random number generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU752172038A SU590790A1 (en) 1975-09-11 1975-09-11 Random number generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU590790A1 true SU590790A1 (en) 1978-01-30

Family

ID=20631652

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU752172038A SU590790A1 (en) 1975-09-11 1975-09-11 Random number generator

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU590790A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3506813A (en) Signal-to-noise ratio enhancement methods and means
GB2242044A (en) Pseudo-random sequence generators
SU590790A1 (en) Random number generator
RU2246174C1 (en) Poisson pulse stream generator
SU1042014A1 (en) Random number markovian sequence generator
SU903873A1 (en) Generator of random numbers for simulating general population by objects of a sample
SU1005044A1 (en) Equally probability binary digit generator
SU552628A1 (en) Markov random number sequence sensor
SU734643A1 (en) Random pulse process generator
RU2060536C1 (en) Universal oscillator of signals having arbitrary shape
SU742910A1 (en) Pseudorandom binary train generator
SU834931A1 (en) Frequency divider with fractional countrown
SU815888A1 (en) Method of discriminating pulse signal
SU744684A1 (en) Pseudorandom signal generator
SU1015381A1 (en) Random process generator
SU941974A1 (en) Pseudo-random sequence generator
SU894720A1 (en) Function computing device
SU1100622A1 (en) Random process generator
SU991433A1 (en) Device for simulating failures with variable time pitch
SU1005293A1 (en) Pulse repetition frequency multiplier
RU2050585C1 (en) Random process generator
SU962935A1 (en) Pseudorandom time interval generator
KR100202327B1 (en) Timming generator for plural reference oscillator
SU955045A1 (en) Experimental correlated random number generator
SU619923A1 (en) Device for determining pseudorandom signal phase