SU962935A1 - Pseudorandom time interval generator - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может &лть использовано при моделированииимпульсных случайных процессов с заг данными статистическими характеристиками .The invention relates to automation and computing and can & nt be used in simulating impulse random processes with data and statistical characteristics.

Известен генератор равномерно распределенных псевдослучайных чисел, содержагций сдвиговый регистр с полусумматорами в цепи обратной св зи 1,A known generator of uniformly distributed pseudo-random numbers, the decontamination shift register with half adders in the feedback circuit 1,

К недостаткам этого устройства относитс  невозможность независимого управлени  первыми двум  моментами генерируемой последовательности равномерно распределенных двоичных чисел.The disadvantages of this device include the inability to independently control the first two moments of the generated sequence of uniformly distributed binary numbers.

Известен также управл емый генератор случайных чисел, содержащий последовательно соединенные источник случайных пуассоновских импульсов, блок формировани , двухвходовой элемент И, счетчик, регистр пгил ти, дешифратор , матричный переключатель и блок управлени , соединенный с распределителем импульсов, два выхода которого подключены к входам c6pocei, счетчика и регистра пам ти соответственно , а два других - к элементу пам ти , выход которого соединен с ВТОРЫМ входом элемента И .A controlled random number generator is also known, containing a series-connected source of random Poisson pulses, a shaping unit, a two-input element AND, a counter, a register, a decoder, a matrix switch, and a control unit connected to the pulse distributor, two outputs of which are connected to c6pocei inputs, the counter and the memory register respectively, and the other two to the memory element whose output is connected to the SECOND input of the AND element.

Недостатками этого устройства  вл ютс  сложность и сравнительно невысока  точность установки заданных статистических характеристик генерируемых случайных чисел как вследствие наличи  пуассоновского генератора , обладающего, как правило, нестабильной интенсивностю выходного потока импульсов, так и вследствие The disadvantages of this device are the complexity and relatively low accuracy of the installation of the specified statistical characteristics of the generated random numbers both due to the presence of a Poisson generator, which has, as a rule, an unstable intensity of the output pulse flow, and

10 погрешности, вносимой матричным переключателем законов распределени , аппроксимирующим последние с определенной степенью точности.10 errors introduced by the matrix switch of the distribution laws, which approximate the latter with a certain degree of accuracy.

Наиболее близким техническим ре15 шением к изобретению  вл етс  генератор случайных чисел, содержащий 1 генератор равномерно распределенных случайных чисел, генератор тактов, вентили, цифровую схему сравнени , The closest technical solution to the invention is a random number generator, containing 1 evenly distributed random number generator, clock generator, valves, digital comparison circuit,

50 выход которой со единен с ее входом через линии задержки, двоичный счетчик , дешифратор и запоминающее устройство 3 .50 output of which is connected to its input through a delay line, a binary counter, a decoder and a storage device 3.

Недостатком этого устройства  в25 л етс  его сложность и невозможность точной установки заданных значений моментов генерируемой последовательности чисел вследствие аппроксимации функции распределени  конечным чис30 лом равномерных интервалов.A disadvantage of this device is its complexity and the impossibility of precisely setting the specified values of the moments of the generated sequence of numbers due to the approximation of the distribution function by a finite number of uniform intervals.

Цель изобретени  - повышение точ;ности независимой установки первых двух моментов генерируемых псевдослучайных чисел и упрощение устройства .The purpose of the invention is to improve the accuracy of the independent installation of the first two moments of the generated pseudo-random numbers and simplify the device.

Дл  достижени  поставленной цели в генератор псевдослучайных чисел, содержаии1й генератор М-последовательности , дешифратор, выходы которого соединены с адресными входами блока пам ти, введены группа ключей, сумматор и два переключател  , выходы которых соединены с входами дешифратор а , выходы генератора М-последовательности соединены с первыми информационными входами ключей группы, вторые информационные входы которых подключены к выходу источника постоанного напр жени , перва  группа выходов блока пам ти соединена с управл ющими входами ключей группы, выходы которых соединены с первой группой входов сумматора, втора  группа входов которого соединена с второй группой выходов блока пам ти, выходы сумматора  вл ютс  группой, выходов генератора.To achieve this goal, a group of keys, an adder and two switches, the outputs of which are connected to the inputs of the decoder a, the outputs of the M-sequence generator are entered into the pseudo-random number generator, which contains the M-sequence generator, the decoder, which outputs are connected to the inputs of the decoder a. with the first information inputs of the group keys, the second information inputs of which are connected to the output of the constant voltage source, the first group of outputs of the memory unit is connected to the control input key group, the outputs of which are connected with the first group of inputs of the adder, whose second set of inputs connected to the outputs of the second group memory unit, the adder outputs are group generator outputs.

На чертеже представлена схема генератора .The drawing shows a diagram of the generator.

Генератор содержит генератор 1Мпоследовательности , группу ключей 2i-j , сумматор 3, источник 4 посто нного напр жени , блок 5 пам ти , дешифратор б, и переключатель 7 и 8.The generator contains a 1M sequence generator, a key group 2i-j, an adder 3, a constant voltage source 4, a memory block 5, a decoder b, and a switch 7 and 8.

Генератор работает следующим образом .The generator works as follows.

В зависимости от положени  переключателей 7 и 8 с помощью дешифратора б на управл ющие входы ключей 2-1...2-N подаютс  потенциалы с первой группы выходов блока 5 пам ти, подключающие 6 млада1их разр дов генератора 1 М-последовательности к соответствующим первым входам сумматора 3. На старшие разр ды первых входов сумматора 3 при этом подаютс  потенциалы, соответствующие нулю дл  данной серии примен емых микросхем . На вторые входы сумматора 3 подаетс  посто нное двоичное число со второй группы выходов блока 5 пам ти. Величина этого числа зависит от положени  переключателей 7 и 8. Потенциалы шин первой и второй групп выходов блока 5 пам ти определ ютс  положени ми переключателей 8. Последние через дешифратор б управл ют входами блока 5 пам ти таким образом, чтобы вызвать на его выходах такую-комбинацию единиц и нулей, котора  соответствует заданным значени м математического ожидани  и дисперсии генерируемыхустройством псевдослучайных равномерно распределенных двоичных чисел.Depending on the position of the switches 7 and 8, using the decoder b, the control inputs of the keys 2-1 ... 2-N are supplied with the potentials from the first group of outputs of the memory block 5, connecting 6 small bits of the 1 M-generator to the corresponding The inputs of the adder 3. For the higher bits of the first inputs of the adder 3, the potentials corresponding to zero for the given series of chips used are supplied. The second inputs of the adder 3 are supplied with a constant binary number from the second group of outputs of the memory block 5. The magnitude of this number depends on the position of the switches 7 and 8. The bus potentials of the first and second groups of outputs of memory block 5 are determined by the positions of switches 8. The latter via the decoder b control the inputs of memory block 5 so as to cause its outputs a combination of ones and zeros, which corresponds to the specified values of the expectation and variance of the device-generated pseudo-random uniformly distributed binary numbers.

При кёцвдом такте срабатывани  генератора 1 на вход сумматора 3 посту павт случайное число М, равномерноWhen the kyotzvdom tact of operation of the generator 1 to the input of the adder 3 post Pavt random number M, uniformly

распределенное, в диапазоне (0,), где 6- число младших разр дов, подключенных при помощи управл емых ключей 2-1...2-N к первым входам сум-. |матора 3. На вторые входы сумматора 3distributed, in the range (0,), where 6 is the number of low-order bits connected with the controlled keys 2-1 ... 2-N to the first inputs of the sum-. Matora 3. On the second inputs of the adder 3

подаетс  посто нное число А со второй группы выходов запоминающего устройства 5.A constant number A is fed from the second group of outputs of the memory device 5.

Таким образом, случайное число Z, генерируемое в каждом такте срабатывани  устройства, может быть представлено в видеThus, the random number Z generated in each clock cycle of the device can be represented as

.Z М + А..Z M + A.

Математическое ожидание (первый момент ) числа ZMathematical expectation (first moment) of number Z

fZ А,fZ A,

а его дисперси  (второй момент)and its dispersion (second moment)

:,Ъ.:, B.

Дл  6-разр дного равномерно распределенного числа М математическое ожидание и дисперси  имеют видFor a 6-bit uniformly distributed number M, the expectation and variance are

, . тч . Ci«M) , tch. Ci "M)

-, Лм- Тогда -, lm- Then

D-i D-i

i 1i i 1i

Измен   состо ние второй группы выходов блока пам ти 5 при понФэщи,Changing the state of the second group of outputs of the memory block 5 during pFAS,

например, переключател  7, можно измен ть значение двоичного числа Аи, следовательно, значение первого момента случайного числа Z без изменени  его дисперсии. Осуществл   одновременное (при помощи переключател  8) изменение состо ни  первой и второй групп выходов блока Пс1м ти 5 таким образом, чтобыfor example, switch 7, it is possible to change the value of the binary number Au, therefore, the value of the first moment of the random number Z without changing its variance. Made a simultaneous (with the help of switch 8) changing the state of the first and second groups of outputs of the Ps1m ti 5 unit so that

8, eight,

- --1-A COM 5t,- --1-A COM 5t,

можно измен ть дисперсию D, без изме11ени  математического ожидани  Z,you can change the variance D, without changing the expectation Z,

Требуемые значени  чисел А и количества разр дов t дл  заданных величин Z и1) хран тс  в пам ти блока 5пам ти, откуда они извлекаютс  при по вленйи соответствующих сигналов на выходе дешифратора б положени  переключателей 7 и 8,The required values of the numbers A and the number of bits t for the given values Z and 1) are stored in the memory of the block 5pam, from where they are retrieved when corresponding signals are output at the output of the decoder 6, the positions of the switches 7 and 8,

Таким образом, на выходе устройства будет генеркрозатьс  последовательность псевдослучайных двоичныхThus, the output of the device will be the generation of a sequence of pseudo-random binary

чисел, равномерно распределенных в интервале (А; А) , математическое ожидание и дисперси  которых независимо и с высокой степенью точности могут устанавливатьс  при помощи переключателей 7 и 8,numbers evenly distributed in the interval (A; A), the mathematical expectation and dispersion of which, independently and with a high degree of accuracy, can be set using switches 7 and 8,

Claims (3)

1.Яковлев В.В., Федоров Р.Ф., Стохастические вычислительные маши;ны , Л., Мсштностроение, 1974.1. Yakovlev, V.V., Fedorov, RF, Stochastic Computing Machines; L., Msstrostroenie, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР 556471, кл. 006Р 7/58.2. Authors certificate of the USSR 556471, cl. 006Р 7/58. 3.Авторское свидетельство СССР 260969, кл. G06F 7/58.(прототип).3. The author's certificate of the USSR 260969, cl. G06F 7/58. (Prototype). Ч H