Генератор равномерных случайных величин по технологии полного вихревого массива

ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2017. № 2

УДК 681.3.06(075)

DOI: 10.18698/0236-3933-2017-2-86-110

ГЕНЕРАТОР РАВНОМЕРНЫХ СЛУЧАЙНЫХ ВЕЛИЧИН

ПО ТЕХНОЛОГИИ ПОЛНОГО ВИХРЕВОГО МАССИВА

А.Ф. Деон

deonalex@mail.ru

Ю.А. Меняев

yamenyaev@uams.edu

МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация

Институт исследования рака им. Уинтропа Рокфеллера, Арканзас, США

Аннотация

Ключевые слова

Генераторы равномерно распределенных случайных

величин активно используются в различных приложе-

ниях, начиная от математики, моделирования радио-

электронных и технических конструкций вплоть до

медицинских и биологических исследований. Предло-

жен новый подход к генерации случайных величин на

основе объединения возможностей начального кон-

груэнтного массива с глобальным вихрем кольцевой

технологии для полных стохастических последова-

тельностей. Экспериментально подтверждено, что для

полных последовательностей такой тип генерации

обеспечивает равномерное распределение случайных

величин. Предлагаемое программное обеспечение

допускает методы настройки технологии генерации,

где случайные величины могут принимать любую

битовую длину. Рассмотрено автоматическое переклю-

чение параметров генератора, таких как начальные

значения и конгруэнтные константы, что позволяет

увеличивать число вариантов генерируемых последо-

вательностей. Приведенные результаты тестирования

подтверждают абсолютную равномерность распреде-

ления без каких-либо повторений или пропусков

в генерируемых последовательностях случайных

величин

Генератор псевдослучайных вели-

чин, случайные последовательно-

сти, конгруэнтная величина, вих-

ревой генератор

Поступила в редакцию 13.12.2016

Введение.

Псевдогенераторы случайных величин (PRNG) представляют собой хо-

рошо известную технологию с широким приложением в различных областях,

начиная от криптографии [1–3], моделирования случайных процессов [4, 5], полно-

го тестирования технических систем [6, 7], до медицинских [8] и биологических [9,

10] исследований. Значительные успехи достигнуты в таких направлениях, как ли-

нейные конгруэнтные генераторы [11, 12] и последующие вихревые алгоритмиче-

ские генераторы, в которых обычно используются числа Мерсена [13, 14]. Важные

результаты были получены в применении чисел Фибоначчи [15, 16], алгоритма

BBS [17] и др. Однако вопросы повторяемости элементов и полноты наборов эле-

ментов таких генераторов по-прежнему актуальны.