Kalkulatory Matematyczne
Generator Liczb Losowych

Generator Liczb Losowych

Generatory liczb losowych mają różnorodne zastosowania wykraczające poza wybór liczby do określenia zwycięzcy nagrody. Dowiedz się, w jakich sytuacjach są idealne i jak rozwiązują problemy.

Random Numbers

39, 67, 34, 23, 58, 21, 45, 87, 12, 98, 12, 14, 16, 54, 90, 91, 12, 32, 52, 64, 83, 74, 28

Wystąpił błąd w obliczeniach.

Spis treści

  1. Podstawowy Generator Liczb Losowych
  2. Zaawansowany Generator Liczb Losowych
  3. Definicja Generatora Liczb Losowych
  4. Problemy, które Rozwiązuje Generator Liczb Losowych
  5. Kiedy Używać Generatora Liczb Losowych
  6. Historia Generatora Liczb Losowych

Generator Liczb Losowych

Generatory liczb losowych automatycznie wybierają z ograniczonego zakresu liczb bez przewidywalnych wzorców, jeśli chodzi o ich tworzenie. Każdy wybór kolejnej liczby jest całkowicie niezależny od poprzedniej. Jednak można określić zakres dystrybucji przed wygenerowaniem losowej liczby pomiędzy tymi limitami. Wymaga to danych wejściowych od użytkownika i jest całkowicie oparte na ich wymaganiach dotyczących losowości i zamierzonego wyniku.

Podstawowy Generator Liczb Losowych

Możesz użyć naszego podstawowego generatora liczb losowych, jeśli szukasz tylko jednej losowej liczby. Najpierw jednak musisz zdecydować, jakiego zakresu użyjesz dla swojej liczby. Zakres to zakres liczb, z których możesz wygenerować losową liczbę.

Na przykład, jeśli chcesz losową liczbę między 1 a 10, twój zakres będzie 1 – 10. Aby wprowadzić to do kalkulatora, wprowadź jeden jako dolny limit i dziesięć jako górny limit.

Zaawansowany Generator Liczb Losowych

Użyj rozszerzonej wersji generatora liczb losowych, jeśli chcesz wygenerować więcej niż jedną liczbę lub jeśli chcesz mieć do czynienia z dużo większym zakresem. Określ zakres dla dolnych i górnych limitów, a następnie wpisz, ile liczb chcesz wygenerować.

Masz również opcję wygenerowania liczb całkowitych lub dziesiętnych. Liczby całkowite to także liczby całkowite, takie jak 1, 2 i 3. Liczby dziesiętne to liczby oddzielone separatorem dziesiętnym (kropką lub przecinkiem) i zwykle wyglądają tak: 1,02; 2,12; 3,33 itp.

Nasz wszechstronny generator liczb losowych ma kilka innych opcji. Możesz wybrać, czy dopuścić powtarzanie wyników, posortować wyniki i ile cyfr chcesz, jeśli wolisz liczby dziesiętne.

Chociaż w większości przypadków idealne jest być precyzyjnym, niektóre sytuacje wymagają losowości. Jeśli szukasz wyników, których nikt nie może przewidzieć, potrzebujesz procesu, który generuje losowe wyniki. Tu właśnie z pomocą przychodzą generatory liczb losowych.

Generatory liczb losowych mają szeroki zakres zastosowań i są używane w branżach takich jak gry, bezpieczeństwo i loterie – ale można ich również używać w najbardziej przyziemnych scenariuszach. W tym przewodniku omówimy, czym są generatory liczb losowych, jak działają, niektóre z ich najpopularniejszych zastosowań oraz jak powstały.

Definicja Generatora Liczb Losowych

Generator liczb losowych wybiera losową liczbę lub liczby w oparciu o zakres, który mu podano. Może być oparty na sprzęcie lub pseudolosowy.

Sprzętowe generatory liczb losowych (HRNG) opierają się na zjawiskach fizycznych, takich jak szum atmosferyczny, szum termiczny i inne zjawiska, które w teorii nie są obliczalne. Klasycznymi przykładami są rzut monetą, kość do gry i koło ruletki. W branżach bezpieczeństwa i kryptografii używane są również bardziej zaawansowane urządzenia.

Pseudolosowe generatory liczb (PRNG) to algorytmy generujące sekwencję liczb, które przybliżają prawdziwą losowość. Często są używane w programach komputerowych, ponieważ są szybsze i łatwiejsze w implementacji niż sprzętowe generatory liczb losowych. Nasz kalkulator jest przykładem pseudolosowego generatora liczb losowych.

Problemy, które Rozwiązuje Generator Liczb Losowych

Generator liczb losowych może być używany w różnych ustawieniach. Możesz już go używać w małych sytuacjach, nie zdając sobie z tego sprawy. Jeśli masz trudności z podjęciem decyzji i sięgasz po rzut monetą, używasz generatora liczb losowych.

Wiele aplikacji wymaga pewnej formy losowości, w tym gry, symulacje i bezpieczeństwo. Na przykład gra może używać generatora liczb losowych do wyboru następnego ruchu każdego gracza lub określenia, jakie karty są rozdawane każdemu graczowi.

Symulacja może używać generatora liczb losowych do generowania losowych liczb do wykorzystania w swoich obliczeniach. Aplikacje zabezpieczeń mogą używać generatorów liczb losowych do generowania haseł jednorazowych lub kluczy szyfrowania.

Kiedy Używać Generatora Liczb Losowych

Wyniki z generatora liczb losowych mogą być przydatne w różnych scenariuszach, dużych i małych. Na przykład, jeśli wierzysz w moc szczęścia, możesz użyć naszego kalkulatora do wyboru swoich numerów loterii. Jeśli planujesz wydarzenie z losowaniem nagród, generator liczb losowych może pomóc Ci określić zwycięzców.

Możesz używać generatora liczb losowych podczas wykonywania statystycznych obliczeń na większą skalę.

Jeśli chcesz wiedzieć, kiedy używać generatora liczb losowych, oto sygnały, na które należy zwrócić uwagę:

  • Chciałbyś stworzyć poczucie przypadku w swojej grze lub aplikacji.
  • Musisz generować liczby, które są trudne do odgadnięcia.
  • Pracujesz z populacją, która jest zbyt duża, aby ją wyczerpująco wyliczyć.

Historia Generatora Liczb Losowych

Historia generatora liczb losowych jest owiana tajemnicą. Niektórzy twierdzą, że został on stworzony przez starożytnych Chińczyków do celów wróżbiarskich. Inni utrzymują, że arabski matematycy jako pierwsi używali go do celów hazardowych.

Bez względu na swoje pochodzenie, generator liczb losowych był używany przez wieki do tworzenia losowych wyników.

Kości, na przykład, przyjmowały w starożytności inne formy i kształty niż te, które znamy dzisiaj. Archeolodzy odkryli kości wykonane z różnych materiałów, takich jak patyki, muszle, kości, oraz kości mające tylko 2 lub 3 boki. Najstarsze znane kości sześcienne pochodzą z Doliny Indusu około 2500 roku p.n.e.

Najwcześniejsze udokumentowane wynalezienie elektronicznego generatora liczb losowych miało miejsce w 1947 roku, kiedy to korporacja RAND stworzyła urządzenie, które generowało losowe liczby poprzez dołączenie ruletki do komputera. Dzięki temu urządzeniu naukowcy po raz pierwszy uzyskali dostęp do obszernej sekwencji losowych liczb. Później te sekwencje liczb zostały opublikowane w książce przeznaczonej dla naukowców do wykorzystania w ich eksperymentach.

Inna podobna maszyna, ERNIE, zbudowana w dzisiejszym słynnym Bletchley Park w latach 40-tych XX wieku, była używana do generowania losowych liczb w brytyjskiej loterii Premium Bond. Później powstał film dokumentalny "The Importance of Being E.R.N.I.E." na temat tego generatora liczb losowych, aby rozwiać podejrzenia o nieuczciwości i braku losowości jego zasady działania.

John von Neumann dalej rozwijał generator liczb losowych w 1955 roku. Stworzył "metodę środkowego kwadratu", proces generowania losowych liczb używany w symulacji i modelowaniu.

Jego pomysł polegał na rozpoczęciu od pewnej liczby, obliczeniu jej kwadratu, odrzuceniu cyfr ze środka wyniku. Następnie ponownie obliczyć kwadrat i odrzucić środek, i tak dalej. Jego zdaniem, powstała w ten sposób sekwencja miała te same właściwości co losowe liczby. Teoria von Neumanna nie była optymalna. Bez względu na to, jaki początkowy numer wybrałeś, seria generowana w ten sposób degenerowałaby się w krótki cykl powtarzających się wartości, takich jak 8100, 6100, 4100, 8100, 6100, 4100.

Niektóre języki programowania nadal używają metody Johna von Neumanna.

W 1999 roku Intel dodał sprzętowy generator liczb losowych do chipsetu i810. Ta implementacja dawała prawdziwie losowe liczby na podstawie szumu temperaturowego. Niemniej jednak, nie działała tak szybko jak oprogramowanie generatora liczb losowych. W 2012 roku Intel dodał instrukcje RDRAND i RDSEED do swoich układów, aby produkować prawdziwie losowe liczby oparte na tych samych fluktuacjach temperatury, ale teraz z prędkościami do 500 Mb/s.

Ludzie nadal debatują, który generator liczb losowych powinien być używany w tym czy innym systemie, jądrze systemu operacyjnego, języku programowania, bibliotece kryptograficznej itp. Wiele wariantów algorytmów jest zoptymalizowanych pod kątem szybkości, oszczędności pamięci i bezpieczeństwa. Generatory liczb losowych ewoluowały i są używane w różnych aplikacjach, takich jak tworzenie losowych haseł, generowanie bezpiecznych kluczy szyfrowania i symulowanie rzeczywistych wydarzeń do celów badawczych.