SU860041A1 - Генератор случайных чисел - Google Patents

Description

(54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ

Изобретение относитс  к вычислитель ной технике и может быть использовано при моделировании случайных . величин. Известен генератор случайных чисе с равноверо тньи распределением двоичных нулей и единиц, в котором разр ды случайного числа формируютс  последовательно и который содержит источник шума, формирователь случайных импульсов, сдвиговый регистр и генератор тактовых импульсов l. Однако этот генератор имеет откл нени  веро тностей сигналов от вели ны 0,5. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  ген ратор случайных чисел, в котором сигнсшы от источника шума поступают на формирователь случайных импульсо состо щий из элемеитов двоичной логики (вентилей, одноразр дных счет4iiKOB , и далее случайные импульсы поступают в сдвиговый регистр, в котором формируетс  случайное число 2. Недостаток известного генератора , построенного на элементги двоичной логики, заклюааетс  в тс. Что при отказах элементов ГСЧ вмес то случайного числа начинает на своем выходе формировать фиксированные числа одного из трех видов: 0000..., 1111..., 1010..., т.е. на выходе ГСЧ отсутствует случайна  знакоперемена. Цель изобретени  - повышение точности генератора. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в генератор случайных чисел , содержащий источник шума, выход которого соединен с первым входом формировател  случайных импульсов , второй вход которого подключен к первому выходу генератора тактсзых импульсов и объединен с входом Сдвиг регистра сдвига, выходы которого  вл ютс  информационными выходами генератора, введены элемент , НЕ и элемент И, выход которого  вл етс  выходом Контроль генератора, а входы элемента И подключены соответственно ко второму выходу генератора тактовых импульсов , к выходу формировател  с тучайных импульсов и к одному из четных выходов регистра сдвига, информационный вход которого через элемент НЕ..подк.шочен к выходу формировател  случайных импульсов.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого генератора случайных чисел на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие его работу.

Генератор содержит источник 1 шума , выход которого соединен с первым входом формировател  2 случайных импульсов , подключенного выходом через элемент НЕ 3 ко входу регистра 4 сдвига, Другой вход последнего соединен со входами формировател  2 и генератора 5 тактовых импульсов, выход которого подключен ко входу элементами 6. Другие входы элемента И6 соединены с выходами формировател  2 и регистра 4 сдвига соответственно .

Генератор работает следующим образом .

При исправной работе фиг.2а шумовое напр жение от источника 1 шума поступает на формирователь 2 случайных импульсов. В момент поступлени  тактового импульса формирователь 2 формирует нуль или единицу, в зависимости от того четное или нечетное количество выбросов шумового напр же НИН поступило на его вход в промежуток времени между двум  тактовыми импульсами. При этом веро тность по влени  единиц и нулей на выходе формировател  равна 0,5. Случайные импульсы с его выхода через элемент НЕ 3 подаютс  в регистр 4 дл  образовани  случайного числа.

С выхода одного из четных разр дов регистра 4 и выхода формировател  импульсы подаютс  на входы элемен та И б. Поскольку веро тность по влени  импульсов на выходе формировател  и на выходах регистра 4 равна 0,5, то на выходе элемента И 6 с вер тностью Р-О,5- 0,5-0,25 по вл ютс  импульсы, которые и  вл ютс  признаком наличи  случайной энакоперемены на выходе ГСЧ. Далее эти импульсы используютс  в цел х контрол  генератора ,

Неисправна  работа генератора, когда на выходе формировател  происходит формирование детерминированных последовательностей вида 000,.., или 1111..., или 10101010... приведена на фиг. 26. дл  последовательности вида 101010... . Поскольку сигналы на выходах четных разр дов .регистра 4 представл ет собой инверсию сигналов, поступающих с выхода формировател , совпадени  единиц на входах элемента И 6 не происходит и на его выходе импульсы отсутствуют, что  вл етс  признаком неисправности генератора. Аналогично работает генератор при неисправност х , привод щих к формированию на выходе формировател  детерминированных последовательностей вида 111... или 000... .

Фосмула изобоетени  Генератор случайных чисел, содержащий источник шума, выход которого соединен с первьм входом формировател  случайных импульсов, второй вход которого подключен к первому выходу генератора тактовых импульсов и объединен с входом Сдвиг регистра сдвига, выходы которого  вл ютс  информационными выходами

от личающийгенератора ,

с   тем, что, с целью повышени  точности, он содержит элемент НЕ и элемент И, выход которого  вл етс  выходом Контроль генератора, а входы элемента И подключены соответственно ко второму выходу генератора тактовых импульсов, к выходу формировател  случайных импульсов и к одному из четных выходов регистра сдвига, информационный вход которого через элемент НЕ подключен к выходу формировател  случайных импульсов.

Источники информации прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 417782, кл. G 06 F 1/02, 1974.

2.Свердлик А.Н. Некоторые вопросы образовани  случайных величин

в цифровых вычислительных машинах. Л., изд. ЛВИКА им. Можайского, 1965, с. 47 (прототип).

а

вьпоЗ

ЛЛЛJlAJLLл JUЫL J J ЛлJUJJlAlл otefibi 1

Фм1

Claims (1)

1. Фоомула изобиетения

   Генератор случайных чисел, содержащий источник шума, выход которого соединен с первьм входом формирователя случайных импульсов, второй вход которого подключен к первому выходу генератора тактовых импульсов и объединен с входом Сдвиг регистра сдвига, выходы которого являются информационными выходами генератора, о_от личающийс я тем, что, с целью повышения точности, он содержит элемент НЕ и элемент И, выход которого является выходом Контроль генератора, а входы элемента И подключены соответственно ко второму выходу генератора тактовых импульсов, к выходу формирователя случайных импульсов и к одному из четных выходов регистра сдвига, информационный вход которого через элемент НЕ подключен к выходу формирователя случайных импульсов.