- •1. Математическое моделирование как метод исследования.
- •2. Цифровое моделирование случайных величин и процессов.
- •3. Характеристика равномерного закона распределения.
- •4. Элементарные статистические процедуры (определения).
- •5. Генераторы псевдослучайных чисел (гпсч).
- •Методы, связанные с выделением средних разрядов:
- •2) Рекуррентные отношения 1-го порядка.
- •6. Экспериментальное определение интервала апериодичности.
- •7. Построение гистограммы и проверка на равномерность.
- •8. Проверка случайности методом серий.
- •9. Нахождение оценок параметров случайных выборок.
- •10. Контрольные вопросы.
- •11. Задание и порядок выполнения работы.
- •12. Содержание отчета.
8. Проверка случайности методом серий.
Для проверки случайности преобразуем получаемые при помощи ГПСЧ числа следующим образом:
В
полученной последовательности
выявляем серии. Серией называется
отрезок выборки, состоящий из идущих
подряд элементов одного типа. Число
элементов серии называется ее длиной.
Тип серии характеризуется значением
элементов выборки
.
Обозначим
через
и
соответственно число серий типа 0 и 1
длиной i
;
- общее число серий длины i;
S
– общее число серий в выборке,
и
- соответственно число элементов в
выборке объемом
.
При случайном чередовании элементов выборки вероятность появления общего числа серий определяется по формуле:
для
четного числа серий и
для
нечетного числа серий.
Выявляя
вероятность при разных
,
можно построить теоретический закон
распределения общего числа серий при
известном объеме выборки. При увеличении
объема выборки закон распределения
общего числа серий асимптотически
приближается к нормальному с
характеристиками
.
Вероятность
появления общего числа серий вычисляется
по формуле
(*),
где
нормированный закон нормального
распределения. Формулой (*) можно
воспользоваться при n>20.
Задаваясь вероятностью
отклонения верной гипотезы по таблице
нормированного нормального закона
распределения (см. приложение) находят
u
и из формулы
получают
минимально допустимое значение общего
числа серий Smin=z
, учитывая, что u
при
- величина отрицательная. Если в
используемой выборке общее число серий
окажется больше Smin
, то гипотеза о случайности принимается.
Рассмотренная проверка называется
проверкой по количеству серий.
Можно
сделать проверку и по максимальной
длине серий. Для этого случая доказано,
что для серий большой длины закон
распределения
и
(
- число серий не менее К) при
хорошо аппроксимируется законом
распределения Пуассона
(*), где
.
На
основании (*) получим вероятность
появления хотя бы одной серии длиной
не меньше К
.
(**)
Задаваясь,
из (**) находят критическое значение
длины серии
.
Если исследуемая выборка не содержит
серий длиннее K
при заданном уровне значимости ,
то гипотеза о случайности принимается.
9. Нахождение оценок параметров случайных выборок.
Значения
M(x)
и D(x)
характерны для бесконечной последовательности
чисел. Поэтому оценки математического
ожидания
и дисперсии
,
полученные на основе конечной
последовательности чисел, будут
отличаться от теоретических. По величине
модуля разности
и
можно судить о принадлежности выборки
к совокупности чисел с равномерным
законом распределения.
Вычисляем оценки параметров распределения либо их точечные оценки :
где
величина
- середина
-го
интервала разбиения области реализации
значений величины Х.
10. Контрольные вопросы.
Определение случайной величины и ее характеристик.
Равномерный закон распределения случайной величины.
Алгоритмы получения выборок ПСЧ, используемые в данной работе.
Алгоритм построения гистограммы функции плотности вероятности.
Нахождение оценок параметров случайной выборки.
Сущность проверки по критерию согласия
.
