SU703852A1 - Генератор псевдослучайных чисел - Google Patents

Description

(54) ГЕНЕРАТОР ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ

1

Изобретение относитс  к области вычислительной техники и может быть использовано при моделировании случайных процессов .

Известны генераторы псевдослучайных чисел на основе регистров сдвига с сумматорами по модулю два в цепи обратной св зи 1 .

Однако генераторы такого типа имеют существенный недостаток. В случае выборки очередного псевдослучайного числа в каждый такт работы устройства наблюдаетс  жестка  коррел ци  между последующими значени ми многоразр дных кодов псевдослучайных чисел. Во избежание наличи  коррел ционной зависимости в таких устройствах необходимо .осуществл ть выборку выходных чисел только через 1: тактов, где - разр дность псевдослучайного числа, an - разр дность регистра сдвига. Но при этом по вл етс  второй существенный недостаток - малое быстродействие, которое в предельном случае в п раз меньше тактовой частоты работы устройства.

Данные недостатки устран ютс  в р де устройств, позвол ющих генерировать в каждый такт многоразр дные некоррелированные псевдослучайные числа.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению  вл етс  генератор псевдослучайных чисел, содержащий первый и второй регистры сдвига 2.

Такой генератор позвол ет генерировать многоразр дные коды в каждый такт работы устройства, однако имеет малый период последовательности псевдослучайных чисел.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей генератора за счет увеличени  периода формируемой последовательности псевдослучайных чисел

Claims (2)

1. Дл  достижени  поставленной цели генератор содержит первый и второй делители частоты, элемент И-НЕ, элемент И, группу элементов ИЛИ и группу элементов И, выходы которых соединены со входами второго регистра сдвига соответственно, выходы которого  вл ютс  выходами генератора и через элемент И-НЬ соединены с первыми входами группы элементов ИЛИ, выходы которых соединены с первыми входами группы элементов И соответственно, вторые входы которых соединены с выходами первого pefйСтpa с дви г а сбответстве ййго, вход« сд в иг которого подключен Квыходу второго делител  частоты, вход которого объединен со вторыми входами группы элементов ИЛИ и подключен к первому входу элемента И и К выходу первого делител  частоты, вход Которого  вл етс  входом тактовых импуль гов и подключен ко второму входу элемента И, выход которого соединен со входом «сдвиг второго регистра сдвига. Блок-схема генератора приведена на чертеже. Генератор содержит первый и второй рекуррентные регистры 1 и 2 сдвига, первый и второй делители 3 и 4 частоты, группу 5 элементов И, входы которых соединены с выходами регистра, 1 и группы 6 элементов ИЛИ, а выходы - со входами регистра 2, выходы которого через элемент И-НЕ 7 соединены со входами группы 6 элементов ИЛИ, вторые входы которых объединены со входом элемента И 8, подключены к выходу первого делител  3 частоты и через второй делитель 4 частоты соединё ны со входом «сдвиг регистра 1. Вход тактовых импульсов соединен со входом первого делител  3 частоты и через элемент И. 8 - со входом «сдвиг регистра 2. Работает генератор следующим образом. После первоначального занесени  произвольных чисел в регистры 1 и 2 по сигналам генератора тактовых импульсов в регистре 2 начинает происходить смена состо ний с периодом L На ( 1)-ом такте работы по сигналу делител  3 ча :тотьГзначёни  разр дов регистра 2 суммируютс  по модулю два со значением, наход щимс  в разр дах регистра 1. Получаетс  новое число в регистре 2, которое дает начало новому элементарному циклу. На ()-ом такте работбг этого цикла происход йТ следующее изменение состо ни  регистра 2 и т. д. Элемент И 8 необходим дл  запрещени  изменени  состо ни  регистра 2 в такт суммиро .вани . Так как коэффициентыделени  делителей 3 и 4 частоты равны 1, Т О в течение тактов суммировани  из регистра 1 б ёт11фМеДитГ%ТйЧествесЛ аг&ейого одно же число. Второе слагаемое, наход щеес  в разр дах регистра 2, в каждом тактё ёумиировани  новое, поэтому наступит такой й01йент, коГДа слагае мые совпадут, ипоскольку поразр дное суммирование ведетс  по модулю два, то результатом будет нулева  последовательность. В этом случае срабатывает элемент И-НЕ 7 и сигнал на .,., -- . .------ f. --.--.. -- - -. -- -t,-.™1-..-:;.wi-4.,Jtjt..--- - ; Г - - .- его выходе разрещит проведение еще одного суммировани  в следующий такт работы, результатом которого буДе нО&6ё й6лО1в регистре 2. Еще один такт суммировани  необходим, так как иначе регистр в течение . тактов генерировал бы только нулевую комбинацию. Число «О мы получаем с периодом ()() + L Через 1.тактЪв суммировани  мен етс  состо ние регистра 1, из него теперь будет поступать новое число, и весь предыдущий цикл повтор етс . Так будет продолжатьс  до тех пЬр, пока регистр 1 не пройдет свой полный период. Таким образом, общий период последовательности , выдаваемый предлагаемым генератором , определ етс  как Т : ()() + 1(2 - 1) () . ИспОлШОвание предлагаемого генератора псевдослучайных чисел позволит без значительнь1Х аппаратурных затрат получать псевдослучайные числа с достаточно больщим периодом повторени , что особенно важно при использовании его в веро тностных преобразовател х и в устройства преобразовани  входной информации стохастических вычислительных мащин. ВозможнОстЬ получени  числа «О на выходе данного генератора улучшает качество выходной последовательности двоичных чисел. Формула изобретени  Генератор псевдослучайных чисел, содержащий первый и второй регистры сДвига, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей генератора за счет увеличени  периода формируемой пъследовательности псевдослучайных чисел, он содержит первый и второй делители частоты , элемент И-НЕ, элементИ, группу элементов ИЛИ и группу элементов И, выходы которых соединены со входами второго регистра сдвТ1 ГасОотве±ственно, выходы которого  вл ютс  выходами генератора и через элемент И-НЕ СОеЖнены с первыми входами группы элементов ИЛИ, выходы которых соединены с первыми входами группы элементов И соответственно, вторые входы которых соединены с выходами первого регистра сдвига соответственно, вход «сдвиг Которого подключен к выходу второго дели-; тел  частоты, вход которого объединен со -вторыми входами группы элементов ИЛИ И подключен К первому входу элемента И и к выходу первого Делител  частоты, вход котОрогО  вл етс  ВХОДОМ тактовых импульсов и подключен ко второму входу элемента И, выходК0т0р 0г0 соединен со входом «сдвиг второго регистра сдвига. Источники информации, прин Тйе йо внимание при экспертизе . 1.Яковлев В. В. и Федоров Р. Ф. Стохастические вычислительные мащины. Л., «Машиностроение, 1974, с. 246 - 270.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 436340, кл. G 06 F 1/02, 1973 (прототип).

   о

   ,

   ОГрГ

   ; |ПГ Т -f

   ::х