Быстродействующий генератор случайных чисел

Анотація

При проведении экспериментов в области радиолокационной техники, связи, навигации и т. д. широко используются датчик случайных чисел (ДСЧ). Необходимость в таком датчике возникает всякий раз, когда эксперимент проводится методом Монте–Карло. ДСЧ также широко используются в различных имитаторах случайных сигналов и при моделировании случайных процессов на ЭВМ.

Получать необходимые для проведения эксперимента случайные числа можно различными способами. В частности, существуют таблицы случайных чисел, однако их неудобно использовать для решения «больших» задач. Существуют физические датчики случайных чисел, однако их применяют сравнительно редко по следующим причинам: невозможно воспроизвести выборочную последовательность для повторения эксперимента, практически нельзя гарантировать постоянную удовлетворительную работу датчика. Широко распространено получение случайных чисел с помощью ЭВМ по рекуррентным соотношениям, однако для экономии машинного времени и повышения скорости генерирования случайных чисел целесообразно использовать генераторы на основе регистров сдвига с обратными связями, сочетающие в себе достоинства машинных способов получения случайных чисел с быстродействием физических датчиков.

В основу генератора случайных чисел, описываемого в данной статье, положен регистр сдвига с обратными связями, генерирующий последовательность максимальной длины. Последовательности максимальной длины, генерируемые регистрами с обратными связями, имеют почти все признаки реализаций случайных последовательностей и называются псевдослучайными (ПС) последовательностями. Основные вопросы теории генерирования ПС-последовательностей рассмотрены в [1].