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第1008章 随机数生成器测试优化(2/5)

审,明确测试流程(环境校准→数据采集→指标计算→问题定位)、数据记录规范(每组数据需 2 人核对签名)、异常处理预案(如设备故障时暂停测试,标记断点后续补测),为后续 1000 次测试奠定严谨的执行基础。

    三、历史补充与证据:测试方案与指标档案

    1965 年 2 月的《“73 式” 随机数生成器 1000 次测试方案与指标体系档案》(档案号:SJ-1965-001),现存于研发团队档案库,包含测试环境参数表、指标定义表、数据记录模板,共页,由马工、陈工共同编制,是测试执行的核心凭证,档案标注 “内部技术文档,保密等级:军用秘密”。

    档案中 “测试环境参数表” 详细标注:常态环境 “温度控制精度 ±0.5c,湿度控制精度 ±2%,电磁干扰测量设备型号 EmI-1965,校准日期 ”;强电磁环境 “电磁信号发生器输出功率 10w,场强计型号 CS-1964,测量误差≤2%”,环境参数与野战实际场景高度一致,确保测试有效性。

    指标定义表明确计算方法与判定标准:分布均匀性偏差计算公式为 “|(总位数 ×50% - 实际‘0’位数)÷ 总位数 ×100%|”,举例 “ 位数据中‘0’为 位,偏差 =|-|÷×100%=0.025%”;游程特性判定标准标注 “最长游程>14 位或某长度游程占比偏离理论值 ±5%,即判定不达标”,计算方法与判定标准清晰,避免主观解读。

    数据记录模板设计规范,包含 “测试序号(1-1000)、环境类型(常态 / 强电磁,勾选)、随机数(32 位二进制,分 4 段填写,每段 8 位)、噪声源波形备注(如‘强电磁下波形波动幅度 ±0.2V,频率无明显偏移’)、异常标记(如‘第 345 组数据连续 5 个 1,疑似游程异常’)、记录人签名、核对人签名”,模板附 3 张空白样例,标注填写注意事项(如二进制数字需清晰,不得涂改)。

    档案末尾 “测试分工表” 显示:马工负责环境校准与数据记录,陈工负责噪声源波形观测与异常初步判断,王工负责设备故障处理(如示波器探头接触不良、电磁干扰仪功率波动),李工负责后期指标计算与分析,分工明确且责任到人,确保 1000 次测试高效、准确推进,档案有团队 4 人签名,日期为 2 月 6 日。

    四、初始 1000 次测试与问题定位

    2 月 7 日 - 2 月 8 日,团队按方案开展初始 1000 次测试,常态与强电磁环境各 500 次,马工团队全程记录数据,陈工同步观测噪声源状态,共采集 位随机数数据,通过指标计算与波形分析,精准定位出 3 类需优化的问题,为后续优化指明方向。

    分布均匀性偏差超标:常态环境下,1000 组数据共 位,“0” 占比 49.97%,偏差 0.03%(超目标 ±0.02%);强电磁环境下 “0” 占比 49.95%,偏差 0.05%(超目标 ±0.03%)。进一步分析噪声源输出波形发现:3AG1 晶体管在 1. 电压区间输出 “1” 的概率偏高(60%),低于 1.2V 或高于 1.3V 时输出 “0” 概率偏高,导致整体分布不均衡,这是硬件层面的核心问题。

    游程长度异常:常态环境下最长游程达位(超目标位),共出现 2 次(第 123 组、第 456 组);强电磁环境下最长游程位,出现 1 次(第 789 组)。追溯对应时段示波器波形发现:强电磁干扰导致噪声源短时间内输出稳定信号(波形波动幅度从 ±0.1V 降至 ±0.05V),形成超长游程,暴露抗干扰能力不足的短板。

    抗预测能力不足:通过 “滑动窗口预测法” 对 1000 组数据进行测试,常态环境下预测准确率 0.0002%(超目标 0.0001%),强电磁环境下升至 0.0005%。分析随机数序列发现:存在 “每位重复一次小规律”(如第 1-8 位与第 17-24 位的 “0”“1” 分布相似度达 60%),易被预测算法捕捉,需通过算法优化打破潜在规律。

    2 月 8 日晚,团队召开问题分析会,形成《初始 1000 次测试问题报告》,详细记录 3 类问题的表现、数据支撑、根源定位(硬件电压区间特性 / 抗干扰不足、算法规律残留),附异常数据片段与波形截图,为后续硬件修改与算法优化提供精准依据,避免盲目调整。

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    五、算法与硬件的优化方向确定

    基于问题定位,陈工团队结合约束条件(成本、功耗、体积),确定 “硬件优化噪声采集 + 算法增加后置处理” 的双维度优化方向,避免单一优化无法覆盖所有问题,优化方案兼具针对性与可行性。

    硬件优化:针对噪声源电压区间不均
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