Аппаратный способ
При аппаратном способе один из алгоритмов формирования чисел с заданным законом распределения реализуется в специализированном устройстве, называемом генератором случайных чисел (ГСЧ), подключаемом к ЭВМ. При этом ЭВМ содержит программный комплекс, поддерживающий работу этого устройства. Укрупненная блок-схема ГСЧ приведена на рис. 10.
ГСЧ содержит запоминающее устройство ЗУ для хранения информации о законе распределения, операционное устройство ОПУ для выполнения преобразований над равномерно распределенными числами в соответствии с алгоритмом преобразования, реализованным в устройстве управления УУ, генератор равномерно распределенных чисел ГРСЧ.
В данной лабораторной работе для создания файлов ПСЧ с требуемым законом распределения наряду с процедурами пользователей предлагается использовать интерактивный программный комплекс «Автоматизированная система формирования случайных чисел с произвольным законом распределения» IMITATOR.EXE. Этот комплекс в интерактивном режиме позволяет создавать файлы псевдослучайных чисел требуемого объема, причем исходная информация о виде распределения может задаваться следующим образом: в виде гистограммы, выбираться из предложенной библиотеки, вводиться с экрана в аналитическом виде.
Порядок выполнения работы
Изучить теоретический материал по данной теме.
Создать наборы данных с требуемыми законами распределения (вид законов распределения см. в задании к лабораторной работе №1) одним из двух способов по указанию преподавателя.
Первый способ предполагает написание соответствующей процедуры формирования чисел по требуемому закону распределения на одном из универсальных языков программирования.
Второй способ создания требуемой последовательности заключается в использовании автоматизированной системы IMITATOR.EXE.
Пользуясь автоматизированной системой обработки статистической информации ANALYZE.EXE, построить гистограмму статистического распределения для чисел из каждого созданного в п.2 файла.
Визуально сравнив гистограмму с теоретическим видом функции распределения (см. приложения 1, 2), дать первичную оценку качества полученных в п.2 последовательностей.
Оформить и защитить отчет по лабораторной работе.
Лабораторная работа №6
ИССЛЕДОВАНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ С ТРЕБУЕМЫМ ЗАКОНОМ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
Цель работы: изучение основных методов статистического тестирования последовательностей случайных чисел; анализ качества полученных в лабораторной работе №5 последовательностей случайных чисел.
Анализ чисел с заданным законом распределения проводится с помощью системы ANALYZE.EXE, в основе функционирования которой заложены методы исследования случайных и псевдослучайных чисел, описанные в лабораторной работе №4.
Эта система позволяет:
- проверить соответствие числовых характеристик последовательности ее теоретическим параметрам (значения теоретических параметров приведены в приложениях 1, 2);
- аппроксимировать статистическое распределение теоретическим;
- проверить соответствие чисел последовательности требуемому закону распределения по критериям согласия хи-квадрат и Колмогорова;
- исследовать независимость чисел последовательности друг от друга, т.е. корреляционные характеристики последовательности.
Пример. Исследование последовательности нормально распределенных ПСЧ, созданной с применением процедуры из лабораторной работы №5.