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云主機租用:偽隨機數是什么,生成的方式有幾種

發布日期:2022-05-20 20:03 | 文章來源:騰訊云

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偽隨機數是用確定性的算法計算出來自[0,1]均勻分布的隨機數序列。偽隨機數并不是真正的隨機,但具有類似于隨機數的統計特征,如均勻性、獨立性等。生成偽隨機數的方法有:1、直接法;2、逆轉法;3、接受拒絕法。

偽隨機數

偽隨機數是用確定性的算法計算出來自[0,1]均勻分布的隨機數序列,并不是真正的隨機,但具有類似于隨機數的統計特征,如均勻性、獨立性等。

在計算偽隨機數時,若使用的初值(種子)不變,那么偽隨機數的數序也不變。偽隨機數可以用計算機大量生成,在模擬研究中為了提高模擬效率,一般采用偽隨機數代替真正的隨機數。模擬中使用的一般是循環周期極長并能通過隨機數檢驗的偽隨機數,以保證計算結果的隨機性。

生成方法:

一般地,偽隨機數的生成方法主要有以下3種:

(1) 直接法(Direct Method),根據分布函數的物理意義生成。缺點是僅適用于某些具有特殊分布的隨機數,如二項式分布、泊松分布。

(2) 逆轉法(Inversion Method),假設U服從[0,1]區間上的均勻分布,令X=F-1(U),則X的累計分布函數(CDF)為F。該方法原理簡單、編程方便、適用性廣。

(3)接受拒絕法(Acceptance-Rejection Method):假設希望生成的隨機數的概率密度函數(PDF)為f,則首先找到一個PDF為g的隨機數發生器與常數c,使得f(x)≤cg(x),然后根據接收拒絕算法求解。由于算法平均運算c次才能得到一個希望生成的隨機數,因此c的取值必須盡可能小。顯然,該算法的缺點是較難確定g與c。

因此,偽隨機數生成器(PRNG)一般采用逆轉法,其基礎是均勻分布,均勻分布PRNG的優劣決定了整個隨機數體系的優劣。


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