SU1569828A1 - Генератор потока псевдослучайных чисел - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области вычислительной техники и может быть использовано в задачах статического моделировани  и дл  имитации случайных сигналов. Целью изобретени   вл етс  увеличение периода генерируемых псевдослучайных чисел, обладающих определенными коррел ционными свойствами и одномерной функцией распределени  веро тностей. Генератор потока псевдослучайных чисел содержит генератор тактовых импульсов, распределитель импульсов, регистр, T-триггер, D-триггер, первый и второй двоичные счетчики, три сумматора, выходы которых образуют выход генератора. Цель изобретени  достигаетс  за счет использовани  различных путей формировани  трех составных частей генерируемого числа, кажда  из которых получаетс  на выходе соответствующего сумматора. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано в задачах статического модели- , звани  и дл  имитации случайных сигналов .

Цель изобретени  - увеличение периода генерируемых псевдослучайных чисел, обладающих определенными кор- релЖционными свойствами и одномерной функцией распределени  веро тностей.

На чертеже приведена блок-схема ;енератора.

Генератор потока псевдослучайных чисел включает в себ  генератор 1 тактовых импульсов, распределитель 2 импульсов , регистр 3, Т-триггер 4, D-триггер 5, двоичные счетчики 6 и 7, сумматоры 8 - 10, выход генератора 11 образуют выходы всех трех сумматоров 8 - 10.

Генератор потока псевдослучайных чисел работает следующим образом.

Генератор тактовых импульсов 1 генерирует опорную последовательность импульсов, поступающих на вход распределител  2 импульсов, на счетный вход Т-триггера 4, тактирующий вход D-триг- гера 5 и счетный вход первого двоичного счетчика 6. На первом выходе распределител  2 импульсов через каждые k4 тактовых импульсов по вл етс  кратковременный импульс, поступающий на вход разрешени  записи регистра 3. По этому сигналу осуществл етс  параллельна  запись содержимого третьего сумматора 10 в регистр 3. Следовательно , число в регистре 3 может измен тьс  через каждые Ц тактов работы . Т-триггер 4 с приходом каждого тактового импульса мен ет свое состо СП

es

оо ю

00

ие па противоположное о Инверсный выод т--триггера 4 св зан с входом упавлени  инверсией выходного кода регистра 33 в св зи с чем в зависимости

т состо ни  Т-триггера 4 выходной од регистра либо совпадает с кодом числа,, хран щегос  в регистре, либо на выход поступает обратный код этого исла. Подобное изменение выходного кода регистра 3 будет происходить с приходом каждого очередного тактового импульса. Положительный фронт

импульса с инверсного выхода Т-триггера 4 воздействует на счетный вход второго двоичного счетчика 79 увеличива  каждый раз его содержимое на единицу. Такое увеличение продолжаетс  до полного заполнени  счетчика 7Э когда на его выходе окончани  счета по вл етс  сигнал с уровнем логического О вместо сигнала с уровнем логической имевшего место до этого момента, По очередному тактовому импульсуs поступающему на тактовый вход D-триггера 5, D-триггер 5 скопирует этот сигнал,, в результате чего из состо ни  1 он перейдет в состо ние О. В результате такого перехода на инверсном выходе D-триггера 5 по вл етс  импульсs воздействующий на вход управлени  записью двоичного счетчика 7 По этому импульсу осуществл етс  перепись выходного кода регистра 3 в счетчик о В результате изменени  содержимого счетчика 7 сигнал на его выходе окончани  счета измен етс  ча противоположный, т.е. на сигнал с уровнем логической Г 3 по очередному тактовому импульсу D-триггер также перейдет в единичное состо ние и на его инверсном выходе будет иметь место нулевой сигнал. Тем самым за- вершаетс  операци  предустановки счетчика 7 и он вновь продолжает работу в режиме счета импульсов по счетному входу,

Тактовые импульсы, поступающие с генератора тактовых импульсов на счетный вход первого двоичного счетчика 6, последовательно увеличивают его содержимое до предельного значени  1-1, где 1 - выбранный коэффициент пересчета счетчика 6, после чего счетчик возвращаетс  в исходное нулевое состо ние и начинает заполн тьс  заново.

Сумматоры 8 - 10 осуществл ют суммирование входных кодов: первый сум1

t

0

5

Q

5

О

0

матор 8 суммирует однобитный сигнал, поступающий с инверсного выхода Т-триггера 4, код с.разр дных выходов счетчика -7 и выходной код регистра 3S второй сумматор 9 суммирует однобитный сигнал- с пр мого выхода Т-триггера 4, код с разр дных выходов счетчика 6 и выходной код регистра 3, третий сумматор 10 суммирует выходные коды с первого сумматора 8 и второго сумматора, 9, а также однобитный сигнал , формируемый на втором выходе распределител  2 импульсов. Этот сигнал представл ет собой положительный импульсs по вл ющийс  по прошествии k2 тактовых импульсов (kg-dc,,) после по влени  импульса по первому выходу распределител  2 импульсов и дл щийс  (,) тактов, т.е. до момента по влени  очередного импульса по первому выходу распределител  2,

Дл  правильной работы генератора потока псевдослучайных чисел разр дность га сумматоров 8-10, регистра 3 и второго счетчика 7 должна быть одинаковой . При этом в качестве результата суммировани  принимаетс  код, соответствующий младшим р зр дам получающейс  суммы Кроме этогог следует выбрать k, s „

Выход генератора 11 потока псевдослучайных чисел образуют выходы сумматоров 8 - 10, Следовательно5 на вы™ ходе могут образовыватьс  последовательность (Зт)-разр дных двоичных чисел. Генератор может использоватьс  и в качестве трехканального генератора коррелированных m-разр дных псевдослучайных чисел,

Использование различных путей формировани  трех составных частей генерируемого числа9 образующихс  на выходах первого, второго и третьего сумматоров, позвол ет увеличить период получающейс  псевдослучайной последовательности чисел.

Анализ веро тностных свойств числовых последовательностей; образующихс  на выходе данного генератора, проведенный с помощью метода статистического моделировани  (параметры модели , , , m 3;4|5), позвол ет установить, что генерируемые числа имеют приближенно равномерное распределение с быстро затухающей монотонной автокоррел ционной функцией . С увеличением m степень равномерности распределени  и скорость затухани  коррел ционной функции увеличиваетс .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Генератор потока псевдослучайных чисел, содержащий генератор тактовых импульсов и регистр, отличающийс  тем, что, с целью увеличе- ни  периода генерируемых псевдослучайных чисел, в него введены распределитель импульсов, Т-триггер, D-триггер, первый и второй двоичные счетчики, три сумматора, причем выход генератора тактовых импульсов соединен со счетными входами Т-триггера и первого двоичного счетчика, с тактовым входом распределител  импульсов и тактирующим входом D-триггера, инверсный выход которого соединен с входом разрешени  записи второго двоичного счетчика , выход окончани  счета которого соединен с D-входом D-триггера, а раз

   р дные выходы - с первым входом пер- 25

   15

   5

   вого сумматора, инверсный выход ( Т-триггера соединен с вторым входом первого сумматора, со счетным входом второго двоичного счетчика и входом управлени  инверсией выходного кода регистра, разр дные выходы которого соединены с информационным входом второго двоичного счетчика, с третьим входом первого и первым входом второго сумматоров, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами третьего сумматора, выход которого соединен с информационным 5 входом регистра, первый и второй выходы распределител  импульсов соединены соответственно со входом разрешени  записи регистра и с третыгм входом третьего сумматора, выход первого двоичного счетчика соединен со вторым входом второго сумматора, третий ..вход которого соединен с пр ьым выходом Т-триггера, выход геноратора образуют выходы первого, второго н третьего сумматоров.

   0