伪随机数[均匀分布的伪随机数]
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所谓真伪随机其实分别指的是几率和概率。
所谓概率,用Dota里话说,就是出现得并不规律,但是大致上就是这么多次数。比如17%,如果是每2000次为一周期,那么17%意味着,尽管你不确定这340次究竟会什么时候出现,但2000次中必然出现340次,不多一次也不会少一次。貌似这就是伪随机了。概率事件之间相互影响,一旦这一次没有触发,那么下一次触发的概率就会变大。形象而言,概率事件就好比,一个班有50位同学抓阄抽奖,纸条总计50个,其中10个有有奖,40个没奖。可以确定,按理说每个人平均都有20%的中奖可能。一旦第一位同学没有抽到,那么剩下同学平均中奖的可能性就会从20%提高到20.40%,以此类推,如果前10位同学都没有中奖,那么剩下同学中奖概率将提高到平均25%。但是不管谁中谁没中,最后横竖只有20%的人中奖。这就是20%的中奖概率。
而真随机则是指几率。比如17%的几率,意味着你这次触发特殊事件是17%的可能性,下次也是,每一次都是。如果你这次失败,下次依然保持在17%的可能性。。同样使用上面抽奖的例子,这次把20%概率换成20%的几率,那么就成了这样了:50个同学,每人会得到一个装着50张纸条的盒子,其中有10张有奖,40张不中奖,每人可以抽10张纸条。那么这时候,大家抽奖就是个抽各的,互不影响。你抽中了不会导致别人中或者不中,这就是几率,意味着事件之间毫无联系,说不定50个人总计可以抽到1000张全部奖品,或者50人全部空手而回。虽然同样是20%的可能性,概率是所有事件相互影响,总体可能性保持在20%,而几率是所有事件相互独立,单次可能性保持在20%,但总体中奖分布则在0到100%之间浮动。
现在的计算机还无法产生一个真正的随机数,它能产生的随机数都是伪随机数,在这方面它跟人脑还没法比,但是它有强大的计算功能,可以通过复杂的计算弥补这一缺点。 存在一个基本的随机率m,被的随机率都以m和固有概率共同计算,如网络游戏中攻击力的浮动,装备的精炼。m=f(t)是时间t的函数,t至少精确到0.01秒。t还是一个周期较大的周期函数.因为计算机是结构,条理非常清晰的数理逻辑. 它所执行的东西都是按照人们编好的程序一步一步来的. 所以这并不是真正的随机.举个例子来说,你玩过网游吧,一般的游戏里都有本地图内随机传送的技能或物品. 如果真随机的话,你无限次传送可以到达任何一个地方. 但如果伪随机的话,无限次传送之后有些地方仍然是无法到达的。 计算机通过复杂得计算,让大家看起来好像是数据之类的东西是处于随机状态的,但是他还是有一定的规律。真正的随机,没办法预测下一步。
结构可以预先确定,可重复产生和复制,具有某种随机序列随机特性的序列码。伪随机码序列一般可以利用移位寄存器网络产生,该网络由R级串联双态器件移位脉冲产生器和模二加法器组成。该网络可以产生码长为15的伪随机码。在计算机、通信系统中我们采用的随机数、随机码均为伪随机数、伪随机码。所谓“随机码”,就是无论这个码有多长都不会出现循环的现象,而“伪随机码”在码长达到一定程度时会从其第一位开始循环,由于出现的循环长度相当大,例如CDMA采用42的伪随机码,重复的可能性为4.4万亿分之一,所以可以当成随机码使用。 中文名:伪随机码 利用:移位寄存器网络产生 例如:CDMA采用42的伪随机码 特点:结构可预先确定,重复产生和复制
一般地,伪随机数的生成方法主要有以下3种:
(1) 直接法(Direct Method),根据分布函数的物理意义生成。缺点是仅适用于某些具有特殊分布的随机数,如二项式分布、泊松分布。
(2) 逆转法(Inversion Method),假设U服从[0,1]区间上的均匀分布,令X=F-1(U),则X的累计分布函数(CDF)为F。该方法原理简单、编程方便、适用性广。
(3)接受拒绝法(Acceptance-Rejection Method):假设希望生成的随机数的概率密度函数(PDF)为f,则首先找到一个PDF为g的随机数发生器与常数c,使得f(x)≤cg(x),然后根据接收拒绝算法求解。由于算法平均运算c次才能得到一个希望生成的随机数,因此c的取值必须尽可能小。显然,该算法的缺点是较难确定g与c。
因此,伪随机数生成器(PRNG)一般采用逆转法,其基础是均匀分布,均匀分布PRNG的优劣决定了整个随机数体系的优劣[7]。下文研究均匀分布的PRNG。
计算机不会产生绝对随机的随机数,计算机只能产生“伪随机数”。其实绝对随机的随机数只是一种理想的随机数,即使计算机怎样发展,它也不会产生一串绝对随机的随机数。计算机只能生成相对的随机数,即伪随机数。
随机数三个特性
1、随机性:完全乱序;
2、不可推测性:从已有的数,无法推测出下一个数;
3、不可重复性:随机数之间不重复。
真随机数是伴随着物理实验的,比如:抛硬币、掷骰子、电子元件的噪音、核裂变等,它的结果符合三大特性的。
伪随机数
伪随机数是通过一定算法,获得一个随机的值,并不是真的随机。伪随机又分为强伪随机数和弱伪随机数。强伪随机数:更加贴近真随机数,满足特性的。随机性和不可推测性,难以预测。弱伪随机数:满足随机性,可以预测。
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