输入数据建模21随机数和随机变量随机数的产生
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生成随机数的方法
生成随机数的方法有多种,其中常见的方法包括:
1. 使用随机数发生器函数:大多数编程语言提供了随机数发生器函数,可以通过调用这些函数来生成随机数。
例如,在Python中可以使用random模块的randint()函数来生成指定范围内的随机整数。
2. 使用时间戳:可以使用当前时间的毫秒数作为随机数的种子,然后通过一定的算法生成一个随机数。
例如,在Python中可以使用time模块的time()函数获取当前时间的时间戳。
3. 使用硬件设备:某些硬件设备具有随机性质,可以通过读取这些设备的输入数据来生成随机数。
例如,通过读取麦克风的噪声或者键盘的输入来获取随机数。
4. 使用加密算法:某些加密算法具有随机性质,可以利用这些算法生成随机数。
例如,在Java中可以使用SecureRandom类来生成随机数。
需要注意的是,生成的随机数是伪随机数,完全随机数是不存在的。
python随机数的产生及函数定义关键参数详解(可编辑)(文档可以直接使用,也可根据实际需要修改使用,可编辑推荐下载)python随机数的产生及函数定义关键参数详解python随机数的产生学习Python的人都知道,在Python中产生随机函数的模块是random,下面是小编为大家整理的一些random模块中的常见函数的用法。
当然要产生随机函数,首先是要导入random模块:>>>import random1、random.randomrandom.random()用于生成一个0到1的随机浮点数: 0 <= n < 1.0>>> random.random() # Random float x,2、random.uniformrandom.uniform的函数原型为:random.uniform(a, b),用于生成一个指定范围内的随机符点数,两个参数其中一个是上限,一个是下限。
如果a > b,则生成的随机数n: a <= n <= b。
如果 a <b,则 b <= n <= a。
>>> random.uniform(1, 10) # Random float x,3、random.randintrandom.randint()的函数原型为:random.randint(a, b),用于生成一个指定范围内的整数。
其中参数a是下限,参数b是上限,生成的随机数n: a <= n <= b>>> random.randint(10, 100)4、random.randrangerandom.randrange的函数原型为:random.randrange([start], stop[, step]),从指定范围内,按指定基数递增的集合中获取一个随机数。
如:random.randrange(10, 100, 2),结果相当于从[10, 12, 14, 16, ... 96, 98]序列中获取一个随机数。
数字的随机数生成在计算机编程中,生成随机数是一项常见的任务。
随机数在很多应用中起到重要作用,比如模拟实验、密码生成、游戏设计等。
在这篇文章中,我们将介绍一些常见的方法来生成数字的随机数。
1. 伪随机数生成器伪随机数生成器是计算机程序中常用的一种随机数生成方法。
它是基于一个初始种子值,通过特定的算法生成随机序列。
这个序列看起来是随机的,但实际上是可以复现的。
在许多应用中,并不需要真正的随机性,伪随机数就足够满足需求。
常用的伪随机数生成算法有线性同余法和梅森旋转算法。
线性同余法使用一个递推公式生成随机数,可以通过调整公式中的参数来改变随机数的分布。
而梅森旋转算法是一种更复杂的算法,它利用位运算和异或操作生成高质量的随机数。
2. 真随机数生成器与伪随机数生成器不同,真随机数生成器利用物理过程来产生真正的随机数。
这些物理过程可以是不可预测的,比如测量大气噪声、宇宙射线或者衰变等。
真随机数生成器的随机性是无法通过算法复现的,因此在一些安全性要求比较高的领域,如密码学,真随机数是必不可少的。
3. 随机数的分布生成随机数不仅仅要考虑随机性的问题,还需要考虑随机数的分布情况。
在一些应用中,需要生成符合特定概率分布的随机数。
常见的概率分布包括均匀分布、正态分布、指数分布等。
为了满足这些要求,可以使用一些特定的算法来生成相应分布的随机数。
4. 随机数生成的应用随机数生成在许多领域中都有广泛的应用。
在模拟实验中,随机数能够模拟真实世界中的不确定性,从而提供更准确的结果。
在密码学中,随机数被用于生成密钥、初始化向量等关键参数,以增强密码的安全性。
在游戏设计中,随机数能够增加游戏的可玩性和挑战性,使游戏变得更加有趣。
5. 小结无论是伪随机数生成还是真随机数生成,生成数字的随机数在计算机编程中都是一项重要的任务。
通过合适的算法,我们可以获得满足需求的随机数。
同时,我们还需要考虑随机数的分布情况,以及随机数生成的应用场景。
只有深入理解随机数的特性和相关算法,我们才能更好地应用它们,满足实际需求。
下面我们介绍一种如何用计算器产生指定的两个整数之间的取整数值的岁数。
例如,要产生1~25之间的取整数值的随机数,按键过程如下:PRB -> -> -> -> RAND RANDISTAT DEGENTER RANDI(1,25)STAT DEGENTER RANDI(1,25)3.STAT DEG以后反复按ENTER键,就可以不断产生你需要的随机数同样的,我们可以用0表示反面朝上,1表示正面朝上,里用计算器不断地产生0,1两个随机数,以代替掷硬币试验,按键过程如下:PRB -> -> -> -> RAND RANDISTAT DEGENTER RANDI(0,1)STAT DEGENTER RANDI(1,25)0.STAT DEG我们也可以用计算机产生随机数,而且可以直接统计出频数和频率。
下面以掷硬币的实验为例给出计算机产生随机数的方法。
每个具有统计功能的软件都有随机函数。
以Excel软件为例,打开Excel软件,执行下面步骤:1.选定A1格,键入“=RANDBETWEEN(0,1)”【RANDBETWEEN(a,b)产生从a到b的随机数】按ENTER键,则在此表格中的数是随机产生的0或1.2.选定A1格,按住Ctrl+C快捷键,然后选定要随机产生0,1的格,比如A2到A100的数均为随机产生的0或1,这样我们很快就得到了100个随机产生的0,1,相当于做了100次随机试验。
3.选定C1格,键入频数函数“=FREQUENCY(A1:A100,0.5)”,按Enter键,则此格中的数是统计A1至A100中,比0.5小的数的个数,即0出现的频数,也就是反面朝上的频数。
4.选定D1格,键入“=1-C1/100”,按Enter键,在此格中的数是这100次试验中出现1的频率,即正面朝上的频率。
用同样的方法,可以得到掷任意次硬币正面朝上的频率,用Excel软件把得到的数据画成频率折线图,它更直观的告诉我们:频率在概率附近波动。
随机数的产生随机数的产生1.随机数的概念随机数是在一定范围内随机产生的数,并且得到这个范围内任何一个数的机会是均等的.它可以帮助我们模拟随机试验,特别是一些成本高、时间长的试验,用随机模拟的方法可以起到降低成本,缩短时间的作用.2.随机数的产生方法:一般用试验的方法,如把数字标在小球上,搅拌均匀,用统计中的抽签法等抽样方法,可以产生某个范围内的随机数.在计算器或计算机中可以应用随机函数产生某个范围的伪随机数,当作随机数来应用.3.随机模拟法(蒙特卡罗法):用计算机或计算器模拟试验的方法,具体步骤如下:(1)用计算器或计算机产生某个范围内的随机数,并赋予每个随机数一定的意义;(2)统计代表某意义的随机数的个数M和总的随机数个数N;(3)计算频率()n Mf AN作为所求概率的近似值.要点诠释:1.对于抽签法等抽样方法试验,如果亲手做大量重复试验的话,花费的时间太多,因此利用计算机或计算器做随机模拟试验可以大大节省时间.2.随机函数RANDBETWEEN(a,b)产生从整数a到整数b的取整数值的随机数.3. 随机数具有广泛的应用,可以帮助我们安排和模拟一些试验,这样可以代替我们自己做大量重复试验,比如现在很多城市的重要考试采用产生随机数的方法把考生分配到各个考场中.4.在区间[a,b]上的均匀随机数与整数值随机数的共同点都是等可能取值,不同点是均匀随机数可以取区间内的任意一个实数,整数值随机数只取区间内的整数.5.利用几何概型的概率公式,结合随机模拟试验,可以解决求概率、面积、参数值等一系列问题,体现了数学知识的应用价值.6.用随机模拟试验不规则图形的面积的基本思想是,构造一个包含这个图形的规则图形作为参照,通过计算机产生某区间内的均匀随机数,再利用两个图形的面积之比近似等于分别落在这两个图形区域内的均匀随机点的个数之比来解决.7.利用计算机和线性变换Y=X*(b-a)+a,可以产生任意区间[a,b]上的均匀随机数.。
3、随机数与随机变量3.1随机数的生成与检验3.1.1 随机数与伪随机数 仿真中最基本的随机数:U(0 , 1)⎩⎨⎧≤≤=其它,,0101)(x x f +其它各种分布的随机数均可通过对U(0,1)随机数的变换得到。
++习惯上,称其它分布的随机数为随机变量。
随机数的产生方法手工机械及电子装置数学方法+由数学方法生成的随机数是按一定算法递推生成的,由于在已知初值的情况下,其每一个所生成的数均是可预知的,故被称为伪随机数。
今后在不引起混淆的情况下,也简称之为随机数。
++现代仿真中所用的随机数均为伪随机数。
3.1.2随机数发生器所谓随机数发生器即为用数学方法产生随机数的递推公式。
优良随机数发生器的品性总体均匀,样本随机,序列独立;足够长的周期;生成速度快,占用内存少,完全可重复。
1 早期随机数发生器平方取中随机数发生器n n n x u x x 10=⎢⎣⎡=x 0为2k 位非负整数。
缺点最终退化2 线性同余随机数发生器应用最广泛的随机数发生器之一,简称generator)x u ax x n n n /(==m 为模数,初值x 0均为非负整数。
称数列x n 重复值之间的最短长度为记为T 。
若T =m c ≠0的LCG 为乘同余发生器。
混合同余发生器的“满周期定理”若满足下列三个条件,则混合同余发生器可达到满周期:(1)c与m互素(可同时整除c与m的整数只有1);(2)对任意素数q,若q能整除m,则q也能整除a-1;(3)若4能整除m,则4也能整除a-1。
为延长随机数发生器的周期,通常取m=2b,b为所用计算机的字长减1。
优点随机数周期尽可能大;便于参数选取(能整除m的素数只有2);可利用“整数溢出”简化计算。
参数选取的基本原则m = 2ba= 4α+1c= 2β+1还有其他一些需考虑的因素,如怎样消除相关性,这一般需要选取较大的a(a<m),且a在二进制表示中,0,1无明显规律性。
一种在32x n= ( 314159269 u n= x n-1/ 231乘同余随机数发生器无法达到满周期,但可达到最大周期。