SU868734A1 - Генератор псевдослучайных чисел - Google Patents

Description

. (54) ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано в качестве устройства дл  получени  случайных чисел при решении задач методом Монте-Карло, а также дл  построени  генераторов случайных процессов с заданными характеристика ми. Известен генератор псевдослучайHfcJx чисел, содержащий регистр сдвига с сумматором по модулю два в цепи обратной св зи l. Недостатком такого генератора  вл етс  наличие периода в формулируемой последовательности. Известно также устройство, в кото ром дл  приближени  свойств псевдослучайных чисел к свойствам истинно случайных, полученных физическими способами, период повторени  последо вательности увеличен до величины . однако периодичность в указанном устройстве сохран етс . . Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  генератор псевдослучайных чисе.л, содержащий первую и вторую группы двухвходовых сумматоров по МО дулю два, первую и вторую группы эле ментов И, группу элементов ИЛИ, труп пу триггеров и генератор равноверо тной двоичной цифры. Подобный генератор предназначен дл  генерировани  за один такт двух т-разр дных псевдослучайных чисел 3 . Недостаток рписанного устройства отличие веро тности по влени  нул  или- единицы в. разр дах чисел от 0,5 по обоим каналам. Так, веро тность по влени  нул  или единицы в любом I разр да псевдослучайного числа по обоим каналам определ етс  из выражений . РСОк-О-- 2 ..,. j 1 (у,-0) Jг 2 Известно , что построение таких высокоэффективных устройств, какие приведены в 2, имеет смысл при небольших значени х величины..1п. В эте л случае выражение К характеризующее отклонение от равноверо тности , принимает значение, величина которого в р де случаев оказываетс  недопустимой. Даже при , ,001. Цель изобретени  - повышение точности генератора за счет приближе7

ни  веро тности нул .или единицы в разр дах псевдослучайности чисел по первому и второму каналам к 0,5. Поставленна  цель достигаетс  тем, что генератор, содержащий первую и вторую группы двухвходовых сумматоров по модулю два, первую и вторую группы трехвходовых сумматоров по модулю два, первую и вторую группы элементов И, группу элементов ИЛИ, группу триггеров и генератор равноверо тной двоичной цифры, ко входу которого подключен выход генератора тактовых импульсов, а единичный и нулевой выходы генератора равноверо тной двоичной цифры подключены к первым входам первой и второй групп элементов И соответственно, второй вход m-j младших элементов И первой группы подключен к выходам m-j младших двухвходовых сумматоров по модулю два первой группы, второй вход j младших двухвходовых сумматоров по модулю два второй группы, выходы i-X элементов И первой и второй группы подключены ко входам i-го элемента ИЛИ, выход которого подключен ко входу i-го триггера , к первым входам i-x двухвходовых сумматоров по модулю два первой и второй групп подключены единичные выходы i-X триггеров, ко вторым входам m-2j младших двухвходовых сумматоров по модулю два первой группы подключены выходы m-2j . старших сумматоров по модулю два первой группы, выход генератора тактовых импульсов подключен к синхровходам триггеров, содержит первую группу из j трехвходовых сумматоров по модулю два и вторую группу из m-j трехвходовых сумматоров по модулю два, к первым входам , i-X трехвходовых сумматоров по модулю два первой и второй групп подключены единичные выходы (m-j+i)«x и {j+l)x триггеров, соответственно, вторые входы j трехвходовых сумматоров по модулю два первой группы подключены к выходам j младших триггеров , вторые входы m-j трехвходовых сумматоров по модулю два второй группы подключены к выходам m-j младших триггеров, третьи входы j трехвходовых сумматоров по модулю два первой группы подключены к нулевому выходу генератора равноверо тной двоичной цифр1, третьи входы j трехвходовых сумматоров по модулю два второй группы подключены к единичным выходам генератора равноверо тной цифры, выходы j трехвходовыЗс сумматоров по модулю два первой группы подключены соответственно ко вторым входам j старших двухвходовых сумматоров по модулю два первой группы , а выходы j старших трехвходовых сумматоров по модулю два второй группы подключены соответственно ко вторым входам j младших двухвходовых сумматоров по модулю два второй группы , кроме того, выход 1-го трехвходового сумматора по модулю два первой группы подключен ко второму входу (m-j+i)-ro элемента И первой группы , выход f-го трехвходового суммаJ тора по модулю два второй группы псздключен ко второму входу (j-H)-ro элемента И второй группы.

На фиг.1 приведена структурна  схема генератора дл  случа ,когла на фиг.2 - функциональна  схема генератора псевдослучайных чисел дл  , на фиг.З - временна  диаграмма работы генератора дл  .

В общем случае генератор псевдослучайных чисел состоит из m триггеров 1, m элементов ИЛИ 2, первой группы Ki элементов И 3, второй группы m элементов И 4, генератора 5 равноверо тной двоичной цифры, первой группы m-j двухвходовых сумматоров б по 1модулю два, второй группы j двухвходовых сумматоров 7 по модулю два, первой группы j трехвходовых сумматоров 8 по модулю 8, второй группы m-j трехвходовых сумматоров 9 по модулю два.

Количество двухвходовых сумматоров по модулю два в первой группе равн етс  m-j, а во второй группеJ . В тоже врем  количество трехвходовых сумматоров по модулю два в первой и второй группе равн етс  j и m-j соответственно. На выходах двухвходовых и трехвходовых сумматоров по модулю два первых групп получаютс  значени  псевдослучайного числа 1 а , а2,...,а а на вы::одах вторых групп получаютс  значени  псевдослучайного числа , , .. . ,а. Числа Ё1 и 2 представл ют собой тразр дные коды или их инверсии Мпоследовательностей/ порождаемых слу-. чайными полиномами Ч(2) и Ч (г), причем периоды обо- их последовательностей одинаковы.

5 Последовательность следовани  кодов отлична и случайна как в первой, так и во второй М-последовательности. По вление пр мого кода М-последовательности или его инверсии по первому и

0 второму каналу определ етс  значением очередного отсчета на выходе генератора равноверо тной двоичной цифры . Выходы D-триггеров и генератора равноверо тной цифры соединены со

5 входами трехвходовых сумматоров по моду;во два первой и второй группы согласно выражени м;

aw-i()--bw.it«)®b.it)® ©x(),(3)

«LH-

-b.W©b.()®

Claims (3)

1. Яковлев В.В., Федоров Р.ФВеро тностные вычислительные машины . Л., Мсшшностроение, 1974/

с.344..

2.Авторское свидетельство СССР 524175, кл. G 06 F 1/02, 1975.

3.Авторское свидетельство СССР по за вке W 2505976/18-24,

кл. G 06 F 1/02, 1978 (прототип).

Х() f/ГЛ) f2(k)