Управляемый генератор случайнь!х величин

 

35! 2О7

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сои|а Советских

Социалистическт|х

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

М. Кл, 6 06f 1/02

Заявлено 29.?? ?.1969 (№ 1327554 18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 13.?Х.19721 Бюллетень X 27

Дата опубликования описания 25.?X.1972

Комитет па делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 681.142(088.8) Авторы изобретения

В. М. Захаров и M. Б. Немировски*, Заявитель

Казанский государственный университет им. В. И. Ульянова-Ленина

УПРАВЛЯЕМЬ?Й ГЕН ЕРАТОР СЛУЧАЙ НЬ?Х ВЕЛИЧИН

Изобретение предназначено для получения случайных последовательностей с заданным законом распределения и может быть применено при решении задач методом Монте-Карло, для реализации на вычислительной машине методов моделирования, случайного поиска, эвристических методов.

Известны управляемые генераторы случайных чисел, содержащие многоразрядный датчик случайных равномерно распределенных чисел, устройство для хранения заданных величин и параллельные схемы сравнения.

Однако при использовании в таких генераторах параллельных схем сравнения количество заданных величин в таких генераторах определяется количеством схем сравнения, поэтому в таком случае количество оборудования, необходимого для реализации блока схем сравнения, будет значительным.

В предлагаемом управляемом генераторе случайных величин уменьшение аппаратурных затрат, необходимых для реализации данной схемы и увеличения быстродействия, достигается, во-первых, заменой параллельны.; схем сравнения ассоциативным запоминающим устройством, что дает возможность одновременно совместить функцию хранения информации с функцией логического сравнения; во-вторых, заменой выходной обмотки, пронизывающей все верхние и нижние сердечники одной и-разрядной ячейки ассоциативного запомина|ощего устройства, на две отдельные выходные обмотки, одна из которых пронизывает верхние, другая нижние сердеч5 ники одной и-разрядной ячейки ассоциативного запоминающего устройства; в-третьих, заменой обычных индикаторов совпадения на индикаторные ячейки, ка?1(дая из которых имеет три устойчивы.: состояния. В результате

lo можно сократить количество оборудования, необходимого для хранения значений кодов заданных величин и реалпзацш| операции сравнения.

Иа фиг. 1 представлена блок-схема прсдла15 гаемого управляемого генератора случайных величин; на фиг. 2 — схема соединения сердечников одной ячсшси ассоциативной части ассоциативного запоминающего устройства.

Управляемый генератор случайных величин

20 содержит генератор 1 многоразрядных равномерно распределенных случайн1.1х двоичных чисел, слу?кащих в качестве задаваемого ассоциативного 1.ð11ç11àêà. Регистр 2 признака опроса слу?кит для хранения этих чисел в

2s процессе операции сравнения и выработки импульсов опроса для поразрядного сравнения задаш|ого ассоциативного признака с хранимым.

Ассоциативное запоминающее устройство зО (АЗУ) слу?кит для хранения ш|формацпи и

351207 одновременно выполняет функцию логического сравнения. АЗУ состоит нз ассоциативной части 3, служащей для храпения значений кодов величин lq (хранимые ассоциативныс призпаки) и выполнения операций сравнения хранимого ассоциативного признака с задаваемым и рабочей части 4.

Результаты сравнения фиксируются индикаторным устройством б, состоящим из т числа индикаторов б, равного количеству рабочих кодов. Каждый из индикаторов б представляет собой ячейку, имеющую три устойчивых состояния, которые фиксируют результаты сравнения, соответственно «больше», «равно», «меньше».

Устройство 7, состоящее из ряда (т — 1) схем 8 совпадения на два входа и т сборочных схем 9 на два входа, служат для фиксации того, чтобы задаваемый ассоциативный признак попал между двумя ближайшими значениями l> или был равен наименьшему из них.

Рабочая часть 4 АЗУ служит для хранения значений величин Л (рабочие коды). Тактовый генератор 10 предназначен для синхронизации работы всех блоков.

По шинам 11 и 12 вводятся рабочие коды и их ассоциативные признаки соответственно.

Расположение в ассоциативной части ассоциативных признаков упорядочено по величине их численных значений.

По сигналу, поступающему от генератора

10, генератор 1 вырабатывает многоразрядное равномерно распределенное случайное число, которое поступает в параллельном коде в регистр 2. Последний вырабатывает импульсы тока опроса для поразрядного сравнения задаваемого ассоциативного признака со всеми хранимыми.

Процесс выдачи рабочего кода, т. е. реализация соотношения l (R;(e осуществляется следующим образом.

Ассоциативная часть АЗУ выполняет логическую функцию разноименности. При сравнении каждого разряда (начиная со старшего) задаваемого ассоциативного признака (х) с каждым разрядом хранимого ассоциативного признака (у), если x= 1, у=О или х=О, у=1, то сигнал на индикатор поступает по соответствующим шинам.

На фиг. 2 изображена схема соединения сердечников ассоциативной части АЗУ (система z, два сердечника на бит). Приняты следующие обозначения: 1,„— постоянно действующий ток смещения; 4,д — импульс подготовки к стиранию информации; „— импульс стирания информации (импульс записи нуля); i» — импульс записи единицы (числовой); i„.< — импульс записи единицы (разрядной); tour — импульс опроса на соответствие единице; iorr0 — импульс опроса на соответствие нулю; в,g — выходные обмотки; е — выходной сигнал.

Под влиянием постоянно действующего тока смещения 1„, каждый сердечник может

65 находиться в одном из двух состояний: верхний сердечник — в состоянии «1 » или «О », нижний — в состоянии «1 "» или «О"». Хранение кода («1») в данном разряде означает, что верхний ссрдс шик находится в состоянии «1 », нижний — в состоянии «1 "». Хранение кода («О») в данном разряде означает, что верхний сердечник находится в состоянии

«О », нижний — в состоянии «О"».

Опрос (считывание) содержимого ассоциативной части АЗУ осуществляется без разрушения информации. При воздействии импульсов опроса малой длительности, действующих встречно току смещения, возможно получение разных по амплитуде и длительности выходных сигналов е в зависимости от состояния сердечника.

Рассмотрим верхний сердечник. Если orr находится в состоянии «1 », то при воздействии на него импульсов тока io r очень малой длительности в выходной обмотке wt будет наводиться помеха е=е малой амплитуды и малой длительности. Если этот сердечник находится в состоянии «О », то при воздействии на него тех же импульсов тока io r в выходной обмотке в будет наводиться сигнал, имеющий большую амплитуду и большую длительность, чем помеха е. Несмотря на то, что импульс тока iorrr создает поле, превышающее значение Н, (где Н, — коэрцитивная сила сердечника), перемагничивания сердечника из состояния «О » в «1 » не происходит в силу малой длительности импульса iorrrАналогично ведет себя нижний сердечник при воздействии на него кратковременных импульсов тока iorro.

Возможность считывания без разрушения информации используется для проведения операций сравнения, задаваемого ассоциативного признака с хранимым.

Пусть задаваемый ассоциативный признак определяется цифрой «1» (для некоторого разряда). Тогда на верхний сердечник подается импульс опроса на соответствие единице <опь Если этот сердечник находится в состоянии «1 », что имеет место при хранении кода «1» в данной паре сердечников (в данном разряде), то в выходной обмотке rr. r наводится помеха (сигнал нуля, или сигнал соответствия), т. е. e=em. Индикатор, связанный с выходной обмоткой ю,, не возбуждается от е, и остается в исходном состоянии. Если же верхний сердечник находится в состоянии

«О », что имеет место при хранении кода («О») в данном разряде, то в выходной обмотке г наводится большой сигнал (сигнал едишщы, или сигнал несоответствия), т. е. е.

Индикатор при этом возбуждается, что указывает а несоответствие хранимого и задаваемого ассоциативных признаков, Пусть теперь задаваемый ассоциативный признак определяется цифрой «О» (для некоторого разряда). Тогда на нижний сердечник подается импульс опроса на соответствие нулю 1,„О. При хранении код («О») в данном

351207 разряде в выходной обмотке наводится сигнал соответствия (е=е ). Прп хранении кода («1») в данном разряде в выходной обмотке ы наводится сигнал несоответствия е.

Таким образом, при сравнении хранимого и задаваемого ассоциативных признаков выполняется указанная выше логическая функция разноименности.

Индикатор работает следующим образом.

В начальном состоянии сигналом, поступающим от тактового генератора 10, индикатор устанавливается в состояние «равно», В состоянии «больше» или «меньше» индикатор переключается от первого же сигнала несоответствия задаваемого ассоциативного признака хранимому и остается в этом состоянии независимо от остальных, возникающих импульсов несоответствия. Если индикатор персключился в состояние «больше», то сигнал, появившийся на соответствующем выходе, означает, что хранимый ассоциативный признак больше, чем задаваемый; если индикатор переключился в состояние «меньше», то на соотвстствующсм выходе появляется сигнал «меньше».

Если хранимый и задаваемый ассоциатнвныс признаки полностью совпадают, то индикатор остается в исходном состоянии «равно», а сигнал появляется на соответствующем выкодс и поступает на первый вход сооТВсТствующей схемы.

Сигнал «больше» выхода индикатора поступает на первый вход соответствующей схемы совпадения; на второй вход этой схемы поступает сигнал «меньше» с выхода последующего индикатора. Так как хранимые ассоциативные признаки расположены упорядоченно, то попадание задаваемого ассоциативного признака между двумя значениями е2 опредсляется двумя ближайшими друг к другу индикаторами, т. с. на схему совпадения одновременно приходят сигнал «больше» от одного индикатора и сигнал «мсньше» вЂ” от

5 другого, и на выходе этой схемы вырабатывается сигнал, который поступает на второй вход соответствующей схемы сборки.

Появление сигнала на выходе собирательной схемы указывает на местонахождение

10 рабочего кода, который извлекается затем из рабочей части АЗУ путем проведения обычной операции считывания, выполняемой по сигналу, поступающему от тактового генератора !О.

Предмет изобретения

Управляемый генератор случайных величин, содержащий генератор равномерно распреде20 ленных случайных чисел, выход которого соединен со входом регистра признака опроса, а вход подключен к выходу тактового генератора, второй выход которого соединен со входом регистра признака опроса, а два дру25 гпх выхода подключены соответственно к выходному устройству и к индикаторам сравнения индикаторного устройства, логический блок, состоящий из схем совпадения и схем сборки, отлачающийся тем, что, с целью уве30 личения быстродействия, он содержит ассоциативную память, каждая числовая линейка которой соединена с соответствующим индикатором сравнения, один выход которого соединен через соответствующую схему совпаде35 ния и схему сборки с выходным устройством, другой выход подключен непосредственно к той же схеме сборки, а третий выход— к одному из входов схемы совпадения предыдущего старшего разряда.

351207

-4- j

Разряаы и -1 оп/ ЫО гх/ /оп/

//Оиг 2 апО 4/ О/7О Х/ Оп/

Составитель Э. Сенина

Техред Е. Борисова

Корректор 3. Тарасова

Редактор А. Батыгин

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3050, 4 Изд. ¹ 1288 Тира>к 406 Подписное

Ц1-1ИИП1Л Козкитета Ilo делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, /К-35, Ра -шская наб.. д. 4/5