当今世界,从航天工程到信息管理,从人工智能到过程控制,各个领域都少不了计算机的参与。
(资料图)
但计算机也并不是万能的,有很多事情是无法办到的,甚至于一些看似十分简单的事情,计算机也做不到,比如产生随机数。计算机不能产生随机数吗?很多活动,比如公司年会摇奖,不都是采用计算机摇号的方式进行的吗?的确,计算机可以生成随机数,但计算机所产生的随机数是要加上一个引号的,因为它并不是真正意义上的随机数,而是“伪随机数”。
为什么计算机只能产生伪随机数呢?因为电脑不会掷骰子。
掷骰子对于一个人来说是一件无比简单的事情,但对于计算机来说却是难于上青天,因为计算机的一切行为都必须要有一个特定的程序,产生随机数也不例外。什么是随机数?简单来讲就是一个数字的出现不遵循任何的规律,第一个数字的出现不能够决定第二个数字,同样的,第三个数字也与前两个数字没有任何关系,这对于计算机来说就是一件不可能的事情。计算机可以通过对算法的改进而让“伪随机数”的产生过程变得更加复杂,但这仍然不能改变“伪随机数”的本质。
那么计算机到底是如何产生“伪随机数”的呢?
最早的伪随机数生成法是由计算机之父冯·诺伊曼研发的,它被称为“平方取中法”,现在这种随机数生成方法已经被彻底废弃了。所谓平方取中法,首先必须得选定一个种子数字,这个数字是事先设定的,可以是1234,也可以是5678,就以5678为例吧,第一步是先对种子数字进行平方,5678乘以5678就等于32239684。
完成了第一步平方之后,就是第二步,取中。
所谓取中,就是取32239684的中间四个数,也就是去掉前面的32和后面的84,中间剩下的四个数是2396,这就是第一个随机数。第二个随机数就是让第一个随机数重复平方取中的计算过程,也就是2396乘以2396等于05740816,中间的四个数字是7408,这就是第二个随机数。由于平方取中法过于简单,只要知道了种子数字,就能够计算出之后所有的随机数,所以现在已经不再使用了。
另一种相对简单,但还在使用的随机数生成方法被称为“同余法”。
同余法首先要选定两个定数,比如第一个定数为444,第二个定数为1234。现在还是要先有一个种子数字,还是以5678为例吧。第一步是用种子乘以第一个定数,也就是5678乘以444等于2521032,接下来第二步就是用第一步的结果除以第二个定数,也就是2521032除以1234,四舍五入等于2043,这就是第一个随机数。第二个随机数的产生就是用第一个随机数重复上述步骤,2043乘以444,再除以1234,等于735,这就是第二个随机数。
相比平方取中法来说,同余法就要复杂多了,不仅要知道种子数字,还得知道两个定数,才能够计算出后面所出现的所有随机数。
当然,如果事先知道了所使用的是何种程序,再有足够多的随机数样本,也可以计算出定数。不过同余法还可以进行变形,比如在乘法之后再加入一个加法,再添加进去第三个定数,这样就变成了“线性同余法”,也就更复杂了一些。无论是同余法还是平方取中法,都是比较简单的随机数生成方法,而现在我们主要使用的随机数生成方法是要复杂得多的“梅森旋转算法”,这种算法涉及到了比较复杂的计算过程,涉及到了矩阵和矢量的数学知识,按照这种方法生成的随机数分布非常接近于真随机数,但其本质上仍然是伪随机数,每个数之间都是存在逻辑关系的。
更多内容请关注公众号:sunmonarch
凡本网注明“XXX(非现代青年网)提供”的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和其真实性负责。
原标题:张学友辟谣:演唱会预计半年后才开羊城晚报记者胡广欣张学友在今年1月发布新歌《日出时让街灯安睡》,2月10日歌曲的MV上线。早在2022
2023-02-13 10:37
原标题:浙江文旅观察:春节档能带动电影院回暖吗?中国新闻网记者童笑雨2023年的春节档,很火爆,很热闹。据国家电影专资办统计,整个春节假
2023-02-13 09:45
原标题:《中国乒乓之绝地反击》主题曲今上线(引题)回顾燃情岁月重走《光荣之路》(主题)今晚报讯(记者丁晓晨)由天津市委宣传部联合摄制
2023-02-13 09:48
原标题:天交室内乐音乐会令人耳目一新(引题)听西洋乐器讲述中国故事(主题)今晚报讯(记者高丽)昨天下午,天津交响乐团室内音乐会“西洋
2023-02-13 09:42
原标题:《中国奇谭》收官热度口碑双丰收羊城晚报记者王莉由上海美术电影制片厂、哔哩哔哩联合出品,速达、朱贝宁总监制,陈廖宇总导演的中式
2023-02-13 09:41
原标题:评剧《革命家庭》下月上海展演今晚报讯(记者王洋)记者自天津评剧院获悉,作为第十七届文华大奖获奖作品,大型现代评剧《革命家庭》
2023-02-13 09:52
原标题:中芭团长冯英:观众的信心给了我们力量北京日报记者韩轩芭蕾舞剧《红楼梦》总策划、制作人,中央芭蕾舞团团长冯英坦言,用西方舞蹈语
2023-02-13 08:56
原标题:陕西陶渠遗址发现8座“甲”字形大墓系两周时“京”国所在地中新网西安2月12日电(记者阿琳娜)记者12日从陕西省考古研究院获悉,考古人
2023-02-13 08:38
原标题:北美票房:《魔力麦克3:最后之舞》首映拔头筹中新社洛杉矶2月12日电(记者张朔)尽管口碑低开,《魔力麦克3:最后之舞》(MagicMike sL
2023-02-13 08:38
原标题:舞剧《赵氏孤儿》登台国家大剧院连演三场(引题)人性刻画入骨观众热泪盈眶(主题)北京日报记者高倩《赵氏孤儿》的故事可谓家喻户晓
2023-02-13 08:42
原标题:抵制劣迹艺人 必须“零容忍”作者:刘桂芳开年爆款剧《狂飙》昨日被曝出“剧中毒贩钟阿四的饰演者曾涉毒”,引发舆论哗然。在《狂飙
2023-02-13 08:38
原标题:原创芭蕾舞剧《红楼梦》在京首演2月10日,演员黎文韬(中)、邱芸庭(左)、徐琰在芭蕾舞剧《红楼梦》中分别饰演贾宝玉、林黛玉、薛宝
2023-02-12 13:33
原标题:人艺携手小柯打造《稳稳的幸福》开票今晚报讯(记者高爽)由音乐人小柯打造、天津人艺制作并出品的音乐剧《稳稳的幸福》将于2月18日至
2023-02-12 11:56
原标题:二十四节气,有诗亦有人工人日报—中工网记者陈俊宇阅读提示节气是中国人的生活美学,不仅是古人的诗意感触,也有点亮平凡生活中的仪
2023-02-12 08:55
【高谈阔论】原标题:去图书馆闻闻书香钱永广去图书馆闻闻书香,假日里,我经常这么做,这于我不是难事,因为离我家步行几分钟的距离,就有一
2023-02-12 07:55
原标题:文物里的中国故事郑东海近日,中国社会出版社发布了新书的推荐书单,由中国历史研究院主编的《十件文物里的中国故事》位列其中。《易
2023-02-12 07:44
大美非遗原标题:六十载匠心独运巧工做得琵琶来“嘈嘈切切错杂弹,大珠小珠落玉盘。”琵琶,素有“民乐之王”的美称,声音美妙,制作工序但繁
2023-02-12 05:33
【艺评】原标题:“最中国”的文化基因邓崎凡老话说,没出正月都是年,尤其是今年春节,年味至今还未消散。没有哪一个节日像春节这样集中展示
2023-02-12 05:50
原标题:特色民俗闹元宵农历正月十六,在福建省莆田市涵江区梧塘镇梧梓村,一场热闹的穿火民俗正在进行,青壮年男性赤脚抬着社神座轿越火而过
2023-02-12 05:32
【进击吧,国产科幻1】原标题:大国重工团建式喊话《流浪地球2》:“你们尽管想象,我们负责实现”(引题)硬核科幻与硬核制造的双向奔赴(主
2023-02-12 05:50
【新书榜单】原标题:卡夫卡的梦想生命的光亮《另一种审判:关于卡夫卡》[英]埃利亚斯·卡内蒂著,刘文杰译 广西师范大学出版社在寂寂无名的
2023-02-12 05:49
原标题:黄裳与《舞台生活四十年》沈鸿鑫黄裳先生是海上名编,也是一位学养丰瞻的作家和戏曲评论家,出版过《旧戏新谈》等著作。他有一桩特别
2023-02-11 22:44
原标题:《时光音乐会》推出胡夏专场今晚报(记者高爽)湖南卫视综艺《时光音乐会》昨晚播出胡夏专场,田震、孙悦、阿杜、周深、胡夏以及胡海
2023-02-11 14:44
原标题:《女士的品格》反套路演绎职场女性北京日报记者李夏至女性题材是近两年国产剧的热门主题,刚刚在湖南卫视和芒果TV开播的《女士的品格
2023-02-11 13:49
原标题:戏曲也国潮梨园正青春(引题)《戏码头》青年戏曲挑战赛来了(主题)武汉晚报讯(记者王娟 通讯员张斌)戏曲也国潮,梨园正青春。新
2023-02-11 13:43