SU857983A1 - Random number generator - Google Patents

Random number generator Download PDF

Info

Publication number
SU857983A1
SU857983A1 SU792807634A SU2807634A SU857983A1 SU 857983 A1 SU857983 A1 SU 857983A1 SU 792807634 A SU792807634 A SU 792807634A SU 2807634 A SU2807634 A SU 2807634A SU 857983 A1 SU857983 A1 SU 857983A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
generator
memory
counter
Prior art date
Application number
SU792807634A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Сергеевич Антипин
Андрей Николаевич Смазнов
Леонид Тимофеевич Чернявский
Original Assignee
Войсковая Часть 25840
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 Войсковая Часть 25840 filed Critical Войсковая Часть 25840
Priority to SU792807634A priority Critical patent/SU857983A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU857983A1 publication Critical patent/SU857983A1/en

Links

Landscapes

  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)

Description

(54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ(54) GENERATOR OF RANDOM NUMBERS

1one

Изобретение относитс  к вычислительной технике, в частности дл  реализации на ЭВМ метода Монте-Карло, а° также дл  статистического моделировани  сложных систем, решени  задач теории надежности и т.д.The invention relates to computer technology, in particular for the implementation of a Monte-Carlo method on a computer, and also for statistical modeling of complex systems, solving problems of the theory of reliability, etc.

Генерируемые устройством случайные числа интерпретируютс  как случайные событи , которые могут по вл тьс  с соответствующими веро тност ми в моделируемой сложной системе.The random numbers generated by the device are interpreted as random events that can occur with corresponding probabilities in the complex system being modeled.

Известен генератор случайных чисел с заданными законами распределени . Он использует в качестве исходных данных веро тности по влени  нулей и единиц в каждом разр де генерируемого случайного числа, поступающие из ЭВМ Ul .A random number generator with predetermined distribution laws is known. It uses as the input data the probabilities of the occurrence of zeros and ones in each bit of the random number generated, coming from the Ul computer.

Генератор обеспечивает генерирован1|е случайных чисел с заданными законами распределени . Однако использование поразр дных веро тностей приводит как к усложнению алгоритмов их расчета на ЭВМ, так и процесса генерировани  случайных чисел в самом устройстве, а следовательно, и к увеличению необходимого оборудовани .The generator provides generated 1 | e random numbers with given distribution laws. However, the use of random probabilities leads both to a complication of the algorithms for calculating them on a computer, and the process of generating random numbers in the device itself, and, consequently, to an increase in the necessary equipment.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретениюThe closest technical solution to the present invention

 вл етс  генератор случайных чисел, содержащий первичный источник равномерно распределенных случайных чисел, генератор тактовых импульсов, блок сравнени , блок пам ти,счетчик C2j.is a random number generator containing a primary source of uniformly distributed random numbers, a clock generator, a comparison unit, a memory unit, a counter C2j.

Недостатком известного генератора  вл етс  то,- что он не позвол ет моделировать задачи теории надежнос10 ти.The disadvantage of the known generator is that it does not allow modeling the problems of the theory of reliability.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей генератора за счет формировани  случайного потока случайных чисел, отображающих The purpose of the invention is to expand the functionality of the generator by forming a random stream of random numbers representing

15 поток отказов с указанием номера отказавшего элемента.15 flow of failures with indication of the number of the failed item.

Дл  достижени  поставленной цели в генератор случайных чисел, содержащий генератор тактовых импульсов, To achieve this goal, a random number generator, containing a clock,

20 выход которого подключен к первому входу блока пам ти и к счетному входу счетчика, разр дные выходы .которого  вл ютс  выходами генератора, второй вход счетчика объединен с The 20 output of which is connected to the first input of the memory unit and to the counting input of the counter, the bit outputs of which are generator outputs, the second input of the counter is combined with

25 входом первичного источника равномерно распределенных случайных чисел и подключен к выходу блока сравнени , введены сумматор, регистр (Пам ти и умножитель, первый и второй (входы которого подключены соответст3025 the input of the primary source of uniformly distributed random numbers and connected to the output of the comparator block, entered the adder, register (Memory and multiplier, first and second (the inputs of which are connected to

венно к выходу первичного источника равномерно распределенных случайных чисел и к первому выходу блока пам ти , вьоход умножител  через регистр пам ти подключен к первому входу блока сравнени , второй вход которого через сумматор подключен к второму выходу блока пам ти, второй вход которого подключен к выходу блока сравнени .At the output of the primary source of uniformly distributed random numbers and to the first output of the memory block, the multiplier output is connected via a memory register to the first input of the comparison unit, the second input of which is connected via the adder to the second output of the memory block, the second input of which is connected to the output of the block compare.

На чертеже представлена блок-схема генератора.The drawing shows the block diagram of the generator.

Генератор содержит генератор 1 тактовых импульсов, первы( источник 2 равномерно распределенных случайных чисел, блок 3 пам ти, первый вход которого соединен с выходом генератора 1, блок 4 сравнени , выход которого соединен со входами блока 3 пам ти, источника 2 и с етчика 5, другой вход которого соединен с выходом генератора 1. Выход источникаThe generator contains 1 clock pulse generator, the first (source 2 evenly distributed random numbers, memory block 3, the first input of which is connected to generator 1 output, comparison block 4, the output of which is connected to the memory 3 inputs of source 2 and from the 5 , the other input of which is connected to the output of the generator 1. Source output

2через умножитель 6 и регистр 7 пам ти соединен со входом блока 4 сравнени , другой вход которого чере сумматор 8 соединен с выходом блока2 through multiplier 6 and memory register 7 is connected to the input of comparison unit 4, the other input of which through adder 8 is connected to output of the block

3пам ти, другой выход которого соединен с входом умножител  6.3 math tees, the other output of which is connected to the input of the multiplier 6.

В насто щее врем  получили широкое распространение статистические методы моделировани  при исследовании надежности сложных систем.Nowadays, statistical modeling methods are widely used to study the reliability of complex systems.

Дл  этого используют веро тностные модели исследуемых систем. Эти модели в большинстве случаев можно разделить на две основные части: структурную, представл ющую собой формализованное отображение системы в виде топологической структуры (графа), и алгоритмическую, т.е. комплекс алгоритмоб, позвол ющих исследовать топологическую структуру дл§ получени  необходимых оценок, реализаци  которых может быть осуществлена с помощью соответствующих устройств.For this, probabilistic models of the systems under investigation are used. In most cases, these models can be divided into two main parts: structural, which is a formalized mapping of the system as a topological structure (graph), and algorithmic, i.e. a complex of algorithms that allow one to investigate the topological structure in order to obtain the necessary estimates, the realization of which can be carried out using appropriate devices.

Ребра графа, описывающего систему представл ют собой элементы системы а вершины - точки соединени  этих элементов. Отказу какого-то элемента системы соответствует размыкание одноименного ребра графа.The edges of the graph describing the system are the elements of the system and the vertices are the points of connection of these elements. Failure of some element of the system corresponds to the opening of the same edge of the graph.

При моделировании задают поток отказов элементов системы, т.е. поток событий, состо щий в размыкании ребер описывающего систему графа и провод т р д статистических испытаний графа на св зность. По окончании испы-ваний получают оценки показате . лей тадежности системы.In the simulation, the flow of system element failures is set, i.e. the flow of events consisting in the opening of the edges of the graph system describing and conducting a series of statistical tests of the graph for connectivity. At the end of the test, the scores are given. Lei system reliability.

- При таком подходе к решению задачи надежности важнейшим звеном модели  вл етс  генератор потока отказов: от его качества зависит точност конечных результатов.“With this approach to solving the reliability problem, the most important element of the model is the failure flow generator: the accuracy of the final results depends on its quality.

При статистическом моделировании генератор потока отказов в каждой реализации должен выполн ть две основные функции: генерировать моментIn statistical modeling, the failure flow generator in each implementation must perform two main functions: generate moment

времени t, в который произошел отказ элемента в системе; указать номер отказавшего элемента с учетом веро тности его отказа, вычисленной на момент t, т.е. определ ть место возникновени  отказа. Место возникновени  отказа характеризуетс  номером этого элемента в системе.the time t at which the element failed in the system; indicate the number of the failed element, taking into account the probability of its failure, calculated at time t, i.e. determine where the failure occurred. The location of the failure is characterized by the number of this element in the system.

Алгоритм работы генератора заключаетс  в следующем:The algorithm of the generator is as follows:

1.Дл  каждого i-го элемента системы на момент времени t рассчитыва1етс  веро тность его отказа Q(t).1. For each i-th element of the system at time t, the probability of its failure Q (t) is calculated.

2.Определ етс  величина J, равна сумме веро тностей отказов по всем элементс1м 2. It is determined that J is equal to the sum of the probabilities of failures over all elements.

.(t),. (t),

1 one

где N - количество элементов в системе .where N is the number of elements in the system.

3. Из равномерного распределени  в интервале (0,1) выбираетс  число g , по которому получаетс  случайное число3. From the uniform distribution in the interval (0,1), the number g is selected, over which a random number is obtained.

gj-lj J.gj-lj J.

равномерно распределенное в интервале .evenly distributed in the interval.

4. При каждом последовательном суммировании провер ют дл  первой суммы условие f j Q -t (t) ; дл  каждой последующей - ui(t)., S ), где i последовательно принимает значени  1,2,...,k,...,N.4. For each successive summation, for the first sum, the condition f j Q -t (t) is checked; for each subsequent, ui (t)., S), where i sequentially takes the values 1,2, ..., k, ..., N.

Дл  фиксированного gj это неравенство выполн етс  лишь при какомто одном значении k, которое и определит номер отказавшего элемента.For fixed gj, this inequality is satisfied only for some one value of k, which will determine the number of the failed element.

При достаточно большом числе испытаний количество попаданий на i-ый участок интервала О- f пропорционально его длине (т.е. значению ((t), а это означает, что случайные событи  - отказы элементов, характеризуемые выпадающими номерами - врспроизвод тс  в соответствии с распределением веро тностей Q-, (t) .With a sufficiently large number of tests, the number of hits on the i-th segment of the interval O-f is proportional to its length (i.e. the value ((t)), which means that random events — element failures, characterized by drop-down numbers — are produced in accordance with probability distribution Q-, (t).

Генератор работает следуюа1им образом .The generator works as follows.

В блок 3, пам ти занос тс  зара нее рассчитанные значени  веро тностей отказов элементов сие темы ()In block 3, the memory records the calculated probability values for the failure of these elements ()

и их сумма f . Работа генератора тактируетс  генератором тактовых импульсов. Все устройство запускаетс  подачей импульса в цепь выхода блока 4 сравнени . При этом запускаетс  источник 2 сбрасываете  счетчик 5 и по первому выходу блока пам ти на второй вход умножител  6 поступает значение J. Тактовые импульсы генератора 1 поступают на первый вход счетчика 5 дл  подсчета и на первый вход блока 3 пам ти . С приходом каждого следующего (после запуска схемы) тактового импульса по ВТОРОМУ выходу блока 3 пам ти на вход сумматора 8 поступает очередное, начина  с первого.and their sum f. The generator is clocked by a clock pulse generator. The whole device is triggered by applying a pulse to the output circuit of the comparator unit 4. This starts the source 2 and resets the counter 5, and the first output of the memory unit receives the second input of the multiplier 6 value J. The clock pulses of the generator 1 are fed to the first input of the counter 5 for counting and to the first input of the memory block 3. With the arrival of each next (after starting the circuit) clock pulse, the SECOND output of memory block 3 at the input of the adder 8 receives the next one, starting with the first one.

значение (l(t) дл  суммировани . На первый вход блока 4 сравнени  через регистр 7 пам ти с умножител  6 поступает случайное число €у , равномерно распределенное в интервале (О, Т ). равное произведению значени  J из блока 3 пам ти и числа v ,. равномерно распределенн ое в иитервёше (О, 1); поступающего с выхода источника 2. На второй вход блока 4 сравнени  поступает с сумматора 8 накапливаема  по тактгш сумма значений веро тностей отказов элементов (t). Как только сумла 2jQv(t) превышает значение у , блок сравнени  вьодает импульс, по которому со счетчика 5 на выход генератора поступает число, равное подсчитанному за врем  сравнени  количеству тактовых импульсов f3To число соответствует минимальному количеству ) ), счита  с первого, при котор И4 сумма Sj((t) превысила значение §j , и, следовательно, согласно алгоритму, равно номеру отказавшего в системе элемента, счетчик 5 обнул етс , блок 3 пам ти приводитс  в исходиое состо ние (т.е. к адресу с номером ). Далее процесс выбора очередного номера отказавшего элемента дл  следующей реализации повтор етс .the value (l (t) for summation. The first input of the comparison unit 4 through the memory register 7 from multiplier 6 receives a random number € y uniformly distributed in the interval (O, T). equal to the product of the value J from memory block 3 and v,. uniformly distributed in the interface (O, 1); source 2 coming from the output to the second input of the comparison unit 4 comes from the adder 8 accumulated sum-at-times the sum of the probabilities of element failures (t). As soon as the total 2jQv (t) exceeds the value of y, the comparison unit triggers an impulse for which from counter 5 the generator output receives a number equal to the number of clock pulses f3To calculated during the comparison time, the number corresponds to the minimum number)), calculated from the first, at which I4 is the sum Sj ((t) exceeded the value of §j, and, therefore, according to the algorithm, is equal to the number of the failed in the element system, the counter 5 is zeroed out, the memory unit 3 is brought to its outgoing state (i.e., to the address number). Next, the process of selecting the next failed element number for the next implementation is repeated.

Фбрмула изобретени  Генератор случайных чисел, содержащий генератор тактовых импульсов.Invention Form A random number generator containing a clock pulse generator.

выход которого подключен к первому входу блока и к счетному входу счетчика, разр дные выходы которюго  вл ютс  выходами генератора, второй вход счетчика объединен с входом первичного источника равномерно распределенных случайных чисел и подключен к выходу блока сравнени , отличающийс   тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей генератора за счет the output of which is connected to the first input of the unit and to the counting input of the counter, the bit outputs of which are generator outputs, the second input of the counter is combined with the input of the primary source of uniformly distributed random numbers and connected to the output of the comparison unit, characterized in that generator capabilities due to

o формировани  случайного потока случайных чисел, он содержит сумматор, регистр пам ти и умножитель, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу первичного o forming a random stream of random numbers, it contains an adder, a memory register and a multiplier, the first and second inputs of which are connected respectively to the output of the primary

5 источника равномерно распределенных случайных чисел и к первому выходу блока пам ти, выход умножител  через регистр пам ти подключен к первому входу блока сравнени , второй вход 5 sources of uniformly distributed random numbers and to the first output of the memory block, the output of the multiplier through the memory register is connected to the first input of the comparison block, the second input

0 которого через сумматор подключен к второму выходу блока пгш ти, второй вход которого подключен к выходу блока сравнени .0 through which the adder is connected to the second output of the power unit, the second input of which is connected to the output of the comparison unit.

Источники информации, Information sources,

5 прин тые во внимание при экспертизе5 taken into account in the examination

I 1. Авторское свидетельство СССР 1 1855б9, кл. G Об F 7/58, 1966.I 1. USSR Author's Certificate 1 1855b9, cl. G About F 7/58, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР ,№260969, кл. G 06 F 7/58, 1968 (прототип ) .2. USSR author's certificate, No. 260969, cl. G 06 F 7/58, 1968 (prototype).

Claims (1)

Генератор случайных чисел, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к первому входу блока памяти и к счетному· входу счетчика, разрядные выходы которого являются выходами генератора, второй вход счетчика объединен с входом первичного источника равномерно распределенных случайных чисел и подключен к выходу блока сравнения, отличающийс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора за счет формирования случайного потока случайных чисел, он содержит сумматор, регистр памяти и умножитель, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу первичного источника равномерно распределенных случайных чисел и к первому выходу блока памяти, выход умножителя через регистр памяти подключен к первому входу блока сравнения, второй вход которого через сумматор подключен к второму выходу блока памяти, второй вход которого подключен к выходу блока сравнения.A random number generator containing a clock pulse generator, the output of which is connected to the first input of the memory unit and to the counter · input of the counter, the bit outputs of which are the generator outputs, the second input of the counter is combined with the input of the primary source of uniformly distributed random numbers and connected to the output of the comparison unit, characterized in that, in order to expand the functionality of the generator by generating a random stream of random numbers, it contains an adder, a memory register and a multiplier, the first and second inputs of which are connected respectively to the output of the primary source of uniformly distributed random numbers and to the first output of the memory block, the output of the multiplier through the memory register is connected to the first input of the comparison block, the second input of which is connected through the adder to the second output of the memory block, the second input of which is connected to the output of the comparison unit.
SU792807634A 1979-07-17 1979-07-17 Random number generator SU857983A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792807634A SU857983A1 (en) 1979-07-17 1979-07-17 Random number generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792807634A SU857983A1 (en) 1979-07-17 1979-07-17 Random number generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU857983A1 true SU857983A1 (en) 1981-08-23

Family

ID=20845464

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792807634A SU857983A1 (en) 1979-07-17 1979-07-17 Random number generator

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU857983A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jain et al. Statistical fault analysis
Trivedi et al. Decomposition in reliability analysis of fault-tolerant systems
Nelson et al. A computer program for approximating system reliability
Agrawal et al. Probabilistic analysis of random test generation method for irredundant combinational logic networks
CN105849570A (en) Closed loop simulation of computer model of physical system and actual real-time hardware component of the physical system
German New results for the analysis of deterministic and stochastic Petri nets
US6615379B1 (en) Method and apparatus for testing a logic device
SU857983A1 (en) Random number generator
Smith et al. On the structure of a class of nonlinear systems
CN109597392A (en) Facilitate the method, apparatus and equipment and machine readable media of fault diagnosis
KR101297484B1 (en) Method for modeling error of system on chip
Losq Efficiency of random compact testing
Hadjihassan et al. Quality improvement via optimization of tolerance intervals during the design stage
US3497684A (en) Direct reading statistical distributor estimator
Patrick et al. A toolkit for testing stochastic simulations against statistical oracles
US2686008A (en) Counting and scaling circuits
Littlewood What makes a reliable program: few bugs, or a small failure rate?
RU2763126C1 (en) Apparatus for predicting random events
Lala et al. Method for the diagonosis of a single intermittent fault in combinatorial logic circuits
RU196794U1 (en) NETWORK AND STREAM COMPUTER EXPLORATION MODELING SYSTEM
SU881759A1 (en) Device for statistic simulating of probability graph
US3023963A (en) Digital computing systems
JPH1152023A (en) Method for estimating faulty location of lsi and storage medium storing program for estimating faulty location of lsi
RU1775725C (en) Probabilistic graph simulating device
JP3127856B2 (en) LSI combination circuit fault inference device