(54) ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ
Изобрете1гае относитс к вычислительной технике и может быть использовано в качестве устройства ал получени случайных чисел при решении задач методом Монте-Карло, а также дл построени генераторов случайных процессов с .заданными характеристиками. Весьма важной областью применени подобных устройств вл етс область генерировани случайных процессов с равномерным спектром, используемых дл идентификации систем автоматического управлени . Известен генератор псевдослучайных чисел, содержаи1ий два регистра сдвига и группу сумматоров по модулю дваШ . Недостатком этого генератора вл етс сложность структурного построени . Кроме того, при построении генератора необходимо выбирать структуры исходных генераторов такими, чтобы их периоды . вл лись взаимно простыми числами, что не всегда оказываетс возможным. Наиболее близким по технической сущности к изоб ретению гвп етс генератор псевдослучайных чисел, содержащий триггеров со счетным входом в v - i сумматоров по модулю два 2 . Величина .j выбираетс в зависимости от разр дности регистра сдвига w (от колвчества триггеров со счетным входом). Подобный генератор предназначендл генерировани за один такт, по приходу тактового импульса, очередного ил - раэр дного псевдослучайного числа. Б отлвчие от известных устройств подобного типа данный генератор отличаетс максимальным быстродействием и минимальными удельными аппаратурными затратами. В то же врем он обладает одним существенным недостатком, который выражаетс в том, что не дл любого vn оквгзываетс известной величина j . Цель изобретени - расширение функциональных возможностей генератора псевдослучайных чисел, что достигаетс возможностью построени генератора дл любого m и дл любого неприводимого многочлена при фиксированном . 390 Поставленна цепь достигаетс тем, чго в генератор псевдослучайных чисел, содержащий ж триггеров первой группы, дополнитепьновведены и триггеров второй групш:., И1 групп элементов И и ;m-BxoaoBMK сумматоров по модулю цва, причем в каждой из vvi групп элементов И содержитс по wi элементов И, выходы И1 элементов И группы (i 1, 2, . ,м} подключеш. к (входам i-го сумматора по модулю два, а к-первому входу i -го элемента И i -ой группы (1, 2, ...,Hi) подключен единичный выход i -го триггера второй группы, а единичЕый выход it-го триггера первой группы подключен ко второму входу ()-ro элемента И t-ой группы, а выход i-rq сумматора по модулю два подключен ко второму входу-f -ro элемента И (i +) -о группы; выход i -го сумматора по модулю два подключен к D входу (vMi-l-t)го триггера первой группы, к сиихровходу которого подключен выход генератора тактовых импульсов, причем выходами устройства вл ютс выходы HI сумматоров по модулю два, с которых по прихоцу тактового импульса снимаетс очёредНое псевдослучайное число, а R,S входы триггеров шторой группы вл ютс входом устройства. На фиг. 1 приведена обща функциональна схема генератора , на фиг. 2 функциональна схема генератора при « 3, 1; на фиг. 3 - последовательность состо ний триггеров известного и предлагаемого генераторов. Функциональна схема генератора псевдослучайных чисел включает первую группу ,из И1 триггеров 1, вторую группу из in триггеров 3.,wi групп из i двухвходовых элементов И 3 и vn wi -входо&ЫХ сумматоров 4 по модулю два, причем выходы уп элементов И i -ой группы 3 подключены к vi входам t, -го сумматора х1 ,,„. 4 по модулю, два, к первому входу г -го V элемента И L -ой группы 3 подключен единичный выход f -го триггера второй группы 2, а выход i -то триггера 1 Первой группы подключен ко второму вхоДУ (1+г-1)-го элемента И -ой группы -- О, а ВЫХОД t -ГО сумматора 4 по модулю два под1Шючеи ко второму влоду i -го ajjeMeHTa И (г+О-ой группы 3, выход -го сумматора Фпо модулю два подключен к D входу (w-l-i)-ro триггера 1 первьй группы, к синхровходу которого Подключен выход генератора тактовых импульсов, причем выходами устройства 4 вл ютс выходы м сумматоров по модулю два, с которых по приходу тактового импульса снимаетс .очередное псевдослучайное число, а RS входы триггеров второй группы 2 вл ютс входами устройства . Функционирование генератора псевдослучайных чисел происходит следующим образом. В исходном состо нии на триггеры второй группы 2 по RS входам записываютс значени коэффициентов, задающих структуру цепи обратной св зи регистра сдвига, а содержимое к-го разр да триггеров 1 первой группы может принимать значени нул , или единицы. Запрещенным вл етс код, равный нулю, хран щийс а триггерах первой группы 1, в против„QJ случае последовательность кодов выраншетс в последовательность нулевых кодов. В зависимости от кодов, хран щихс на триггервх 1 и 2 первой и второй группы на-выходе комбинационной части, состо щей из элементов И 3 и сут маторов 4 по модулю два формирует значение очередного кода- По приходу тактового импульса значение очередного па записываетс на триггеры,, первой группы. После прохождени переходных процессов во всех цеп х на выходе сумматоров 4 по модулю два получаетс значение очередного кода, таким образом на выходе устройства генерируетс последовательность кодов VM последовательности. На фиг. 3 приведена последовательность состо ний триггеров первой группы. Анализиру эту последовательность можно заметить, что предлагаемый генератор при И1 3 и J 1 функционирует как и известный , В то же врем структура генератора, приведенного на фиг. 1 и фиг. 2,позвол ет генерировать любыеvn последовательности на базе регистра сдвига определенной разр дности. Причем замена одной vn последовательносmtv гчг I-IT-iti-TS Tti-v UTr if Trrrt n Г nVTrni-ЧТГГ ГТС1 t ITtbY i ти на другую производитс .путем перезаписи на триггерах второй группы новых коэффициентов, соответствующих новой последовательности. Возможность переза- и коэффициентов позвол ет-генериро ,, п т(, ттгж.чпппкиыр IVI ппг-ПйПпв т льностн вать произвольные i последовательности и, raKiCvi образом, расщирить функциональные возможности Генератора псевдослучай цых чисел. фор,ду„а изобретени Генератор псевдослучайных чисел, содержащий m триггеров первой группы. отличающийс тем, что, с целью расширени функциональных возмож ностей генератора за счет обеспечени генерировани любой и/1 последовательности , он содержит триггеров второй группы, у групп по и элементов И в каждой группе и w сумматоров по модулю два, выходы W элементов И г -ой группы (, 2, ...,) подключены к ) входам i-го сумматора по модулю два соответственно, к первому входуi,го элемента И -ой группы ( 1, 2 и) подключен единичный выход i -го триггера второй группы, единичный выхо i-го триггера второй группы, единичны выход i -го триггера первой группы под к.пючен ко второму входу (i +v-l)-ro элемента И -ой группы, выход i -го сумматора по модулю два подключен ко второму входу I -го элемента И (4. + ) - о и группы, выход i -го сумматора по модулю два подключен к О входу (и-bl-i) -го триггера первой .группы, к синхровхоцу которого подключен выход генератора тактовых импульсов, причем выходами устройства вл ютс выходы сумматоров по модулю два, а входами R,S входы триггеров второй группы. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Яковлев В. В, и Федоров Р. Ф. Веро тностные вычислительные машины, Л., ГМашиностроение, 1974, с. 344., , 2.Авторское свидетельство СССР № 572823, кл. G 07 С 15/ОО, 1977 (прототип).
ф1/г.г