Презентація на тему:
Порівняння генераторів псевдовипадкових чисел в системах імітаційного моделювання

Порівняння генераторів псевдовипадкових чисел в системах імітаційного моделювання OpenGPSS, GPSS World та AnyLogic Діденко Дмитро Георгійович Старший викладач кафедри ММСА ННК «ІПСА» Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут» Київ, Україна Порівняння генераторів псевдовипадкових чисел в системах моделювання

www.simulation.kiev.ua * Від Бернуллі до Вейбула: OpenGPSS (29 розподілів); GPSS World (24 розподіли); AnyLogic (29 розподілів). 1. Велика кількість імовірносних розподілів Порівняння генераторів псевдовипадкових чисел в системах моделювання Діденко Д.Г. © 2011

www.simulation.kiev.ua * Набори (батареї) тестів: NIST; TEST-U01; CRYPT-X; The pLab Project; DIEHARD; ENT. 2. Тести псевдовипадкових послідовностей Порівняння генераторів псевдовипадкових чисел в системах моделювання Діденко Д.Г. © 2011

3.1. Схема проведення експерименту OpenGPSS, GPSS World, AnyLogic TXT- Файл 46 МБайт 4 млн. рядків TXT- Файл результатів GPSS-програма, JAVA-програма BIN-Файл 15 МБайт VB-сценарій Тести Diehard Порівняння генераторів псевдовипадкових чисел в системах моделювання Діденко Д.Г. © 2011

3.1. Схема проведення експерименту OpenGPSS, GPSS World, AnyLogic TXT- Файл 46 МБайт 4 млн. рядків TXT- Файл результатів GPSS-програма, JAVA-програма BIN-Файл 15 МБайт VB-сценарій Тести Diehard Порівняння генераторів псевдовипадкових чисел в системах моделювання Діденко Д.Г. © 2011

3.1. Схема проведення експерименту OpenGPSS, GPSS World, AnyLogic TXT- Файл 46 МБайт 4 млн. рядків TXT- Файл результатів GPSS-програма, JAVA-програма BIN-Файл 15 МБайт VB-сценарій Тести Diehard Порівняння генераторів псевдовипадкових чисел в системах моделювання Діденко Д.Г. © 2011

3.1. Схема проведення експерименту OpenGPSS, GPSS World, AnyLogic TXT- Файл 46 МБайт 4 млн. рядків TXT- Файл результатів GPSS-програма, JAVA-програма BIN-Файл 15 МБайт VB-сценарій Тести Diehard Порівняння генераторів псевдовипадкових чисел в системах моделювання Діденко Д.Г. © 2011

3.1. Схема проведення експерименту OpenGPSS, GPSS World, AnyLogic TXT- Файл 46 МБайт 4 млн. рядків TXT- Файл результатів GPSS-програма, JAVA-програма BIN-Файл 15 МБайт VB-сценарій Тести Diehard Порівняння генераторів псевдовипадкових чисел в системах моделювання Діденко Д.Г. © 2011

3.1. Схема проведення експерименту OpenGPSS, GPSS World, AnyLogic TXT- Файл 46 МБайт 4 млн. рядків TXT- Файл результатів GPSS-програма, JAVA-програма BIN-Файл 15 МБайт VB-сценарій Тести Diehard Порівняння генераторів псевдовипадкових чисел в системах моделювання Діденко Д.Г. © 2011

3.1. Схема проведення експерименту OpenGPSS, GPSS World, AnyLogic TXT- Файл 46 МБайт 4 млн. рядків TXT- Файл результатів GPSS-програма, JAVA-програма BIN-Файл 15 МБайт VB-сценарій Тести Diehard Порівняння генераторів псевдовипадкових чисел в системах моделювання Діденко Д.Г. © 2011

3.1. Схема проведення експерименту OpenGPSS, GPSS World, AnyLogic TXT- Файл 46 МБайт 4 млн. рядків TXT- Файл результатів GPSS-програма, JAVA-програма BIN-Файл 15 МБайт VB-сценарій Тести Diehard Порівняння генераторів псевдовипадкових чисел в системах моделювання Діденко Д.Г. © 2011

www.simulation.kiev.ua * RMULT 300;початкове зміщення GENERATE 1 ;переносимо псевдовипадкове число у зберігаєму ;величину SAVEVALUE XN1,RN1 TERMINATE ;часовий сегмент GENERATE 1024 TERMINATE 1 START 1 4.1. Тестова програма для OpenGPSS Порівняння генераторів псевдовипадкових чисел в системах моделювання Діденко Д.Г. © 2011

www.simulation.kiev.ua * FACTORY FUNCTION RN1,C2 0,-0.5/1,0.5 ;Scale1 = 2 ^ 32 - 1=4294967295 PLATE VARIABLE FN$FACTORY#4294967295\1 GENERATE 1 WRITE V$PLATE,1 TERMINATE ;генеруємо один з транзактів, який буде відкривати/закривати файл GENERATE 1,,,1 OPEN "d:\test.txt",1,ERROR_BLOCK_1 ADVANCE 4000000;задаємо кількість згенерованих чисел CLOSE 100,1 TERMINATE 1 ERROR_BLOCK_1 TERMINATE 1 RMULT 200 START 1 4.2. Тестова програма для GPSS World Порівняння генераторів псевдовипадкових чисел в системах моделювання Діденко Д.Г. © 2011

www.simulation.kiev.ua * double x; int z; for( int i=0; i

5. Результати проходження тестів з пакету DIEHARD Порівняння генераторів псевдовипадкових чисел в системах моделювання Діденко Д.Г. © 2011

6. Результати проходження тестів з пакету DIEHARD (продовження) Порівняння генераторів псевдовипадкових чисел в системах моделювання Діденко Д.Г. © 2011

7. Перевірка статистичної гіпотези о випадковості потоку даних Табличне значення критерію Хі-квадрат 36,2 Порівняння генераторів псевдовипадкових чисел в системах моделювання Діденко Д.Г. © 2011

www.simulation.kiev.ua * Робота з системним пакетом dbsm_random: 1) початкове зміщення для ГПЧ dbms_random.seed(300); 2) отримання наступного числа a := dbms_random.random; 8. Використання вбудованого ДПЧ в Oracle Порівняння генераторів псевдовипадкових чисел в системах моделювання Діденко Д.Г. © 2011

www.simulation.kiev.ua * Переваги і недоліки dbsm_random: + вбудовано в Oracle; + широке застосування; - неможливо отримати поточне зміщення. 8. Використання вбудованого ГПЧ в Oracle (продовження) Порівняння генераторів псевдовипадкових чисел в системах моделювання Діденко Д.Г. © 2011

www.simulation.kiev.ua * лінійний конгруентний метод Xn+1 = (aXn + c) mod m; квадратичний конгруентний метод Хn+1 = (dXn2+aXn+c) mod m; генератор на основі об’єднання шляхом складання по mod 232 двох генераторів: запізнілого генератора Фібоначі Xn = Xn-99 Xn-33 mod 232 та генератора на основі добутку з переносом Yn = 30903 Yn-1 carry mod 216; генератор М-послідовностей; вихор Мерсена. 9. Способи покращення ГПЧ Порівняння генераторів псевдовипадкових чисел в системах моделювання Діденко Д.Г. © 2011

www.simulation.kiev.ua * розширений конгруентний генератор - Xn = 213 (Xn-1 + Xn-2 + Xn-3 ) mod (232 - 5); алгоритм “Marsaglia-Multicarry” (Джордж Марсаглія); алгоритм “xor-shift” (Джордж Марсаглія); алгоритм Блюма-Блюма-Шуба; генератор на основі добутку з переносом - Xn = (2111111111 Xn-4 + 1492 Xn-3 + 1778 Xn-2 + 5115 Xn-1) carry mod 232; генератор на основі добутку з переносом - Xn = a Xn-1 carry mod 232. 10. Модифікації Лінійного Конгруентного Методу Порівняння генераторів псевдовипадкових чисел в системах моделювання Діденко Д.Г. © 2011

11. Приклади Лінійного Конгруентного Методу Порівняння генераторів псевдовипадкових чисел в системах моделювання Діденко Д.Г. © 2011

11. Приклади Лінійного Конгруентного Методу (продовження) Порівняння генераторів псевдовипадкових чисел в системах моделювання Діденко Д.Г. © 2011

12. Результати проходження тестів з пакету DIEHARD Порівняння генераторів псевдовипадкових чисел в системах моделювання Діденко Д.Г. © 2011

12. Результати проходження тестів з пакету DIEHARD (продовження) Порівняння генераторів псевдовипадкових чисел в системах моделювання Діденко Д.Г. © 2011

13. Перевірка статистичної гіпотези о випадковості потоку даних Табличне значення критерію Хі-квадрат 36,2 Порівняння генераторів псевдовипадкових чисел в системах моделювання Діденко Д.Г. © 2011

www.simulation.kiev.ua * 14. Настройка ГПЧ в системі OpenGPSS Порівняння генераторів псевдовипадкових чисел в системах моделювання Діденко Д.Г. © 2011

Питання ? www.simulation.kiev.ua Порівняння генераторів псевдовипадкових чисел в системах моделювання Діденко Д.Г. © 2011