Trình tạo số ngẫu nhiên

Trình tạo số ngẫu nhiên tự động lựa chọn từ một phạm vi giới hạn các số mà không có quy tắc lặp lại nào có thể dự đoán trước được khi tạo ra chúng. Sự xuất hiện của số tiếp theo hoàn toàn độc lập với số trước đó. Tuy nhiên, có thể chỉ định một phạm vi phân phối trước khi tạo ra một số ngẫu nhiên trong những giới hạn đó. Điều này yêu cầu sự lựa chọn từ người dùng và hoàn toàn dựa trên yêu cầu của họ về sự ngẫu nhiên và kết quả dự kiến.

Trình tạo số ngẫu nhiên cơ bản

Bạn có thể sử dụng trình tạo số ngẫu nhiên cơ bản của chúng tôi nếu bạn đang muốn chọn ra một số ngẫu nhiên. Tuy nhiên, trước tiên, bạn phải quyết định xem bạn sẽ sử dụng phạm vi giới hạn nào cho số ngẫu nhiên của mình. Phạm vi giới hạn ở đây là phạm vi các số mà từ đó bạn có thể chọn một số ngẫu nhiên.

Ví dụ: nếu bạn muốn một số ngẫu nhiên từ 1 đến 10, phạm vi của bạn sẽ là 1 – 10. Để nhập số này vào công cụ máy tính này, bạn hãy nhập 1 làm giới hạn dưới và 10 làm giới hạn trên.

Trình tạo số ngẫu nhiên nâng cao

Sử dụng phiên bản mở rộng của trình tạo số ngẫu nhiên này nếu bạn muốn tạo nhiều số hoặc nếu bạn muốn xử lý phạm vi lớn hơn rất nhiều. Xác định phạm vi cho giới hạn dưới và giới hạn trên, sau đó nhập số lượng số ngẫu nhiên bạn muốn tạo.

Bạn cũng có thể chọn tùy chọn để tạo số nguyên hoặc số thập phân. Số nguyên còn được gọi là số tự nhiên (whole number), như 1, 2 và 3. Số thập phân là các số được phân tách bằng dấu phân cách thập phân (dấu chấm hoặc dấu phẩy) và thường có dạng như sau: 1,02; 2,12; 3,33,...

Có một số lưu ý khi sử dụng trình tạo số ngẫu nhiên tuyệt vời của chúng tôi. Bạn có thể chọn tuỳ chọn có cho phép trùng lặp kết quả hay không, sắp xếp kết quả và số lượng chữ số bạn muốn nếu bạn muốn tìm số thập phân ngẫu nhiên.

Độ chính xác cao là điều kiện lý tưởng trong hầu hết các trường hợp, và một số tình huống đòi hỏi sự ngẫu nhiên cũng vậy. Nếu bạn đang tìm kết quả mà không ai có thể dự đoán được, bạn cần một quy trình tạo ra kết quả ngẫu nhiên. Đó là lúc mà các trình tạo số ngẫu nhiên chứng tỏ được công dụng của mình.

Trình tạo số ngẫu nhiên có rất nhiều ứng dụng và được sử dụng trong các ngành công nghiệp như trò chơi, bảo mật và xổ số - nhưng bạn cũng có thể sử dụng chúng trong các trường hợp đời sống hàng ngày. Trong hướng dẫn này, chúng ta sẽ thảo luận về trình tạo số ngẫu nhiên là gì, cách chúng hoạt động, một số ứng dụng phổ biến nhất của chúng, và cách chúng được tạo ra.

Định nghĩa về trình tạo số ngẫu nhiên

Trình tạo số ngẫu nhiên giúp chọn ra một hoặc nhiều số ngẫu nhiên trong phạm vi được đưa ra. Công cụ tạo số ngẫu nhiên có thể dựa trên phần cứng hoặc thuật toán phần mềm (giả ngẫu nhiên).

Trình tạo số ngẫu nhiên dựa trên phần cứng (HRNG) phụ thuộc vào các hiện tượng vật lý như độ biến động khí quyển, độ biến động nhiệt độ và các hiện tượng khác mà, trong lý thuyết, không thể tính toán được. Các ví dụ kinh điển bao gồm tung đồng xu, tung xúc sắc và quay bánh xe. Các thiết bị phức tạp hơn cũng được sử dụng trong các ngành công nghiệp bảo mật và mật mã.

Trình tạo số giả ngẫu nhiên (PRNG) là các thuật toán tạo ra một chuỗi các số gần giống với tính ngẫu nhiên thực sự. Chúng thường được sử dụng trong các chương trình máy tính vì chúng nhanh hơn và dễ dàng triển khai hơn so với các trình tạo số ngẫu nhiên dựa trên phần cứng. Bộ tính toán của chúng tôi là một ví dụ về trình tạo số giả ngẫu nhiên này.

Các vấn đề mà trình tạo số ngẫu nhiên có thể giải quyết

Trình tạo số ngẫu nhiên có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực hay tình huống khác nhau. Bạn có thể đã sử dụng nó trong một số tình huống hàng ngày mà bạn không nhận ra. Nếu bạn gặp khó khăn trong việc đưa ra quyết định và phải dùng đến đồng xu, bạn đang sử dụng một công cụ tạo số ngẫu nhiên đấy.

Nhiều ứng dụng đòi hỏi đến tính ngẫu nhiên, bao gồm trò chơi, mô phỏng và bảo mật. Ví dụ, một trò chơi có thể sử dụng một trình tạo số ngẫu nhiên để chọn bước tiếp theo cho mỗi người chơi hoặc xác định những lá bài được chia cho mỗi người chơi.

Một mô phỏng có thể sử dụng một trình tạo số ngẫu nhiên để tạo ra các số ngẫu nhiên được sử dụng trong các phép tính của nó. Các ứng dụng bảo mật có thể sử dụng trình tạo số ngẫu nhiên để tạo ra mật khẩu một lần hoặc các khóa mã hóa.

Khi nào cần sử dụng đến trình tạo số ngẫu nhiên

Kết quả thu được từ một trình tạo số ngẫu nhiên có thể hữu ích trong nhiều tình huống thực tế khác nhau. Ví dụ, nếu bạn tin vào sức mạnh của may mắn, bạn có thể sử dụng công cụ máy tính của chúng tôi để chọn ra các số xổ số. Nếu bạn đang lên kế hoạch cho một sự kiện có hoạt động bốc thăm trúng thưởng, thì trình tạo số ngẫu nhiên có thể giúp bạn xác định được những người chiến thắng.

Bạn có thể sử dụng trình tạo số ngẫu nhiên khi thực hiện các phép tính thống kê ở quy mô lớn hơn.

Nếu bạn muốn biết khi nào nên sử dụng trình tạo số ngẫu nhiên, đây là những dấu hiệu cần biết:

• Bạn muốn tạo ra cảm giác may rủi trong trò chơi hoặc ứng dụng của mình.
• Bạn muốn tạo ra những con số khó đoán.
• Bạn đang làm việc với một tập hợp có số lượng quá lớn để có thể liệt kê hết ra một cách đầy đủ.

Lịch sử của trình tạo số tự động

Lịch sử của trình tạo số ngẫu nhiên vẫn còn là một bí ẩn. Một số người nói rằng nó được người Trung Quốc cổ đại tạo ra trong bói toán. Những người khác cho rằng các nhà toán học Ả Rập lần đầu tiên sử dụng nó cho lĩnh vực đánh bạc.

Bất kể nguồn gốc của nó là gì, trình tạo số ngẫu nhiên đã được sử dụng trong nhiều thế kỷ để tạo ra các kết quả mang tính ngẫu nhiên.

Ví dụ như xúc xắc, đã có các hình thái và hình thức khác nhau trong thời kỳ cổ đại so với những chiếc xúc xắc chúng ta biết ngày nay. Các nhà khảo cổ đã phát hiện ra những viên xúc xắc được làm từ các vật liệu khác nhau, như cành cây, vỏ sò, xương, và các viên xúc xắc chỉ có 2 hoặc 3 mặt. Những viên xúc xắc lục giác cổ đại nhất được biết đến xuất phát từ thung lũng Indus vào khoảng năm 2500 trước Công nguyên.

Phát minh được ghi nhận sớm nhất về một bộ tạo số ngẫu nhiên điện tử diễn ra vào năm 1947 khi Tổ chức RAND tạo ra một thiết bị tạo số ngẫu nhiên bằng cách kết nối một bánh xe roulette với một máy tính. Nhờ thiết bị này, các nhà khoa học lần đầu tiên truy cập một chuỗi số ngẫu nhiên lớn. Sau đó, họ đã công bố các chuỗi số này trong một cuốn sách dành cho các nhà khoa học sử dụng trong các thí nghiệm của họ.

Một thiết bị tương tự khác, ERNIE, được tạo ra tại Bletchley Park nổi tiếng ngày nay vào những năm 1940, nó được sử dụng để tạo ra các số ngẫu nhiên trong xổ số Trái phiếu Premium Bond của Anh. Sau đó, một bộ phim tài liệu "Tầm quan trọng của E.R.N.I.E." được thực hiện về bộ tạo số ngẫu nhiên này nhằm đánh tan nghi ngờ về sự không trung thực và không ngẫu nhiên trong nguyên tắc hoạt động của nó.

John von Neumann tiếp tục phát triển bộ tạo số ngẫu nhiên vào năm 1955. Ông đã tạo ra "phương pháp vuông trung tâm", một quy trình tạo số ngẫu nhiên được sử dụng trong mô phỏng và mô hình hóa.

Ý tưởng của ông là bắt đầu với một con số nào đó, lấy bình phương của nó, loại bỏ các chữ số ở giữa kết quả. Lấy bình phương một lần nữa và loại bỏ phần giữa, và tiếp tục như vậy. Theo ý kiến của ông, dãy số kết quả có các tính chất tương tự như các số ngẫu nhiên. Tuy nhiên, lý thuyết của Von Neumann không phải là lựa chọn tối ưu. Bất kể số ban đầu bạn chọn là gì, dãy số được tạo ra theo cách này sẽ suy biến thành một chuỗi ngắn các giá trị lặp lại như 8100, 6100, 4100, 8100, 6100, 4100.

Một số ngôn ngữ lập trình máy tính vẫn sử dụng phương pháp của John von Neumann.

Vào năm 1999, Intel đã thêm một trình tạo số ngẫu nhiên phần cứng vào chipset i810. Hiện thực này cung cấp các số ngẫu nhiên thực sự dựa trên sự biến động nhiệt độ. Tuy nhiên, nó không hoạt động nhanh bằng các trình tạo số ngẫu nhiên sử dụng thuật toán phần mềm. Năm 2012, Intel đã thêm các hướng dẫn RDRAND và RDSEED vào các chip của mình để tạo ra các số ngẫu nhiên thực sự dựa trên các biến động nhiệt độ tương tự với tốc độ hiện nay lên đến 500 Mb/s.

Mọi người vẫn đang tranh luận về loại trình tạo số ngẫu nhiên nào nên được sử dụng trong các hệ thống khác nhau, trong trung tâm của hệ điều hành, ngôn ngữ lập trình, thư viện mật mã, v.v. Nhiều biến thể của các thuật toán được tối ưu hóa cho tốc độ, tiết kiệm bộ nhớ và tăng tính bảo mật. Trình tạo số ngẫu nhiên đã phát triển và được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau, như tạo mật khẩu ngẫu nhiên, tạo các khóa mã hóa an toàn và mô phỏng các sự kiện trong thế giới thực cho mục đích nghiên cứu.