SU822198A2

SU822198A2 - Устройство дл анализа веро тностныхХАРАКТЕРиСТиК дАТчиКА СлучАйНыХчиСЕл

Info

Publication number: SU822198A2
Application number: SU792761787A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Михайлович Захаров; Юрий Степанович Комаров; Николай Владимирович Одринский
Original assignee: Казанский Ордена Трудового Красногознамени Государственный Универ-Ситет Им. B.И.Ульянова (Ленина)
Priority date: 1979-05-04
Filing date: 1979-05-04
Publication date: 1981-04-15

Description

Изобретение относится к анализу характеристик случайных процессов и предназначено для оценки качества случайности равномерно распределен- ς ных случайных чисел.

По основному авт.св. № 590754 известно устройство, содержащее индикатор , первый вход которого подключен к выходу блока управления, а второй вход - к выходу блока сравнения, первая группа входов которого соединена с выходами коммутатора соответственно^ первая группа входов которого является входами устройств-a, первый и второй регистры памяти, входы кото- ’’ рых соединены с выходом блока управления, а выходы - со вторыми группами входов коммутатора и блока сравнения соответственно £f| .

Однако данное устройство не позволяет оценивать случайность входных чисел по центральному моменту второго порядка и коэффициента корреляции, что· снижает точность анализа.

Цель изобретения - повышение точности анализа равномерно распределенных чисел.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для анализа вероятностных характеристик датчика случайных 30 чисел дополнительно содержит схему сравнения и блок элементов И, выход которого соединен с входом второго регистра памяти, информационный вход блока элементов И подключен к выходу коммутатора, а управляющий вход - к' выходу блока управления, соединенного с управляющим входом схемы сравнения, выход которой подключен к информационному входу первого регистра памяти;

а информационный вход схемы сравнения соединен с дополнительным выходом датчика случайных чисел.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит блок 1 управления,датчик 2 случайных чисел (ДСЧ), первый регистр 3 памяти, коммутатор 4 (представляющий собой сумматор по модулю два), блок 5 сравнения, второй регистр 6 памяти, индикатор 7, схему 8 сравнения и блок 9 элементов И.

Схема 8 представляет собой одноразрядную схему сравнения, первый вход которой соединен со старшим разрядом ДСЧ 2,второй вход - с выходом блока 1 управлений, выход блока 8 соединен с первым регистром 3 памяти

Первые входа каждого элемента И блока 9 соединены с выходами коммутатора 4, вторые входы - с блоком 1 управления, а выходы - со вторым регистром 6 памяти.

В предлагаемом устройстве используется тест, основанный на применении цепей Маркова-Брунса, формируемых на рыходе блока сравнения устройства.

Процесс формирования цепей Маркова-Брунса состоит в соединении входных случайных чисел R; в порядке их следования с выхода датчика случайных чисел в двучленные сцепленные группы вида R^Rg, RgR^, ^r3^r4»·· ^по с^леДУ^ю“ тему правилу, реализуемому за два · такта работы устройства.

В первом такте схемой 8 сравнения проверяется условие

R< Ъ 0,5, (*) и если условие (¼) выполняется, то число через коммутатор 4 (пред- 20 ставляющий собой сумматор по модулю два) поступает на второй регистр 6 памяти в инверсном коде, если же Rj<0,5, то оно поступает в регистр в прямом коде. 25

Во втором такте проверяется условие (*)для следующего входного числа R^^O, 5.Если R_<44>0,5,to число R;через коммутатор 4 поступает в инверсном коде на блок 5 сравнения (если же jq R₁₄<0,5,to оно поступает на блок 5 сравнения в прямом коде), где оно сравнивается с содержимым второго регистра 6 памяти (6 числом R<).

Если результат сравнения положи- ,, телен, т.е. если R^R^ , то считается, что поступило событие F, которое появляется на выходе блока 5. Если же результат сравнения отрицателен, то на выходе блока 5 фиксируется событие в.Если блок 5 сравне- 40 ния фиксирует результат равенства, то на его выходе появляется событие Е.

После окончания операции сравнения число R^^ с выходов коммутатора 4 переписывается во второй регистр _с6 па- 45 мяти и начинается новый цикл формирования очередного события.

Для проверки условия (*) содержимое старшего разряда датчика 2 случайных чисел поступает на схему 8 сравнения, jq на второй вход которой поступает единичный сигнал с блока 1 управления. Если в старшем разряде датчика 2 за писана единица, то по сигналу, поступающему со схем 8 сравнения на пря-__ мые входы первого регистра 3 памяти, ³⁵ с его выходов в коммутатор 4 поступают единицы, которые суммируются в коммутаторе (сумматоре по модулю два) с числом R; й тем самым инвертируется это число. 60

Если же условие (-К)не выполняется, т.е. в старшем разряде ДСЧ 2 записана цифра 0, то с выходов первого регистра 3 памяти во все разряды коммутатора 4 (сумматора по модулю 65

2) поступают нулевые сигналы и число R; проходит на выход коммутатора в.прямом коде.

Таким образом, путем объединения входных случайных чисел в двучленные сцепленные группы на выходах блока 5 формируется последовательность событий Е, F и G, которые уже будут не независимыми, а связанными в цепь МарковаБрунса.

Последовательность событий E,F,G поступает на индикатор 7, который подсчитывает общее число S событий, частоту К появления событий Е, частоту m появления событий F , значения математических ожиданий частот χ и т, дисперсии и коэффициент корреляции этих частот.

Полученные эмпирические значения этих характеристик сравниваются (при заданном статистическом уровне значимости) с известными теоретическими значениями, которые для рассматриваемой цепи Маркова-Брунса соответствен

-г но равны:

_о 5 о 2S /-2 4S ^{4 Я:}5’^ГП * 5 ’ Ϊ25+4 *

Предлагаемое устройство позволя ет по сравнению с известными повысить точность анализа равномерно распределенных случайных чисел за счет дополнительной проверки на случайность по центральному моменту второго порядка и коэффициенту корре ляции за счет применения теста, основанного на использовании цепей Маркова-Брунса. Кроме того, предлагаемое устройство может быть использовано в качестве генератора цепей Маркова-Брунса, которые можно снимать с выхода блока сравнения.

Claims

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА ВЕРОЯТНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДАТЧИКА СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ Первые входы каждого элемента И блока 9 соединены с выходами коммута тора 4, вторые входы - с блоком 1 управлени , а выходы - со вторым регистром 6 пам ти. В предлагаемом устройстве испольэуетс тест, основанный на применени цепей Маркова-Брунса, формируемых на выходе блока сравнени устройства. Процесс формировани цепей Маркова-Брунса состоит в соединении входных случайных чисел R в пор дке их следовани с выхода датчика случайны чисел в двучленные сцепленные группы вида , щему правилу, реализуемому за два такта работы устройства. В первом такте схемой 8 сравнени провер етс условие R : 0,5, (г) и если условие (-К) выполн етс , то число R через коммутатор 4 (представл кхдий собой сумматор по модулю два) поступает на второй регистр 6 пам ти в инверсном коде, если же ,5, то оно поступает в регистр в пр мом коде. Во втором такте провер етс условие ()дл следующего входного числа ,5.Если ,5,то число R через коммутатор 4 поступает в инверсном коде на блок 5 сравнени (если же ,5,TO оно поступает на блок 5 сравнени в пр мом коде, гд оно сравниваетс с содержимым второго регистра 6 пам ти (и числом R). Если результат сравнени положителен , т.е. если R, , то считаетс , что поступило событие F, которое по вл етс на выходе блока 5. Еели же результат сравнени отрицателен , то на выходе блока 5 фиксиру етс событие 6.Если блок 5 сравнени фиксирует результат равенства, т на его выходе по вл етс событие Е. После окончани операции сравнени число R с выходов коммутатора 4 п реписываетс во второй регистр 6 па м ти и начинаетс новый цикл формировани очередного событи . Дл проверки услови () содержимо старшего разр да датчика 2 случайны чисел поступает на схему 8 сравнени на второй вход которой поступает ед ничный сигнал с блока 1 управлени . Если в старшем разр де датчика 2 за писана единица, то по сигналу, поступающему со cxeNBii 8 сравнени на п мые входы первого регистра 3 пам ти с его выходов в коммутатор 4 поступают единицы, которые суммируютс в коммутаторе ( сумматоре по модулю два) с числом R; и тем самым инвер тируетс это число. Если же условие (-К) не выполн етс , т.е. в старшем разр де ДСЧ 2 за писана цифра О, то с выходов первого регистра 3 пам ти во все разр ды коммутатора 4 (сумматора по модулю ) поступают нулевые сигналы и число J проходит на выход коммутатора .пр мом коде. Таким образом, путем объединени ходных случайных чисел в двучленные цепленные группы на выходах блока 5 ормируетс последовательность событий , F и G, которые уже будут не незавиимыми , а св занными в цепь Марковарунса . Последовательность событий E,F,G оступает на индикатор 7, который под читывает общее число S событий, часоту к по влени событий Е, частоту m по влени событий Р , значени математических ожиданий частот к и , дисперсии и коэффициент коррел ции этих частот. Полученные эмпирические значени этих характеристик сравниваютс (при заданном статистическом уровне значикюсти ) с известными теоретическими значени ми, которые дл рассматриваемой цепи Маркова-Брунса соответственно равны: о 5 о 2S -2 4S 1 s .,пп -.,(,.,,---.- . Предлагаемое устройство позвол ет по сравнению с известными повысить точность анализа равномерно распределенных случайных чисел за счет дополнительной проверки на случайность по центральному моменту второго пор дка и коэффициенту коррел ции за счет применени теста, основанного на использовании цепей Маркова-Брунса . Кроме того, предлагаемое устройство может быть использовано в качестве генератора цепей Маркова-Брунса , которые можно снимать с выхода блока сравнени . Формула изобретени Устройство дл анализа веро тностных характеристик датчика случайных чисел по авт.св. № 590754, о т л и гч а ю щ е е с тем, что, с целью повышени тоЧ:ности устройства, оно содержит схему сравнени -и блок эле-; ментов И, выход которого соединен с .входом второго регистра пам ти, информационный вход блока элементов И подключен к выходу коммутатора, а управл ющий вход - к выходу блока управлени , соединенного с управл ющим входом схемы сравнени , выход которого подключен к информационному входу первого регистра пг1м ти, а информгщионный вход скемл сравнени соединен с дополнительным выходом датчика случайных чисел. Источники информгщии, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 590754, кл. G 15/36, 1976 (прототип).