22. Способы генерации последовательностей случайных чисел используемые при моделировании на ЭВМ.
Рассмотрим возможности и особенности получения последова¬тельностей случайных чисел при статистическом моделировании систем на ЭВМ. На практике используются три основных способа генерации случайных чисел:
аппаратный (физический), При аппаратном способе случайные числа вырабатываются специальной электронной приставкой (генератором или датчиком случайных чисел), служащей в качестве одного из устройств компьютера. В качестве физического эффекта, лежащего в основе таких генераторов СЧ, используются шумы в электронных и полупроводниковых приборах, явления распада радиоактивных элементов и т.д. Достоинства: сравнительно небольшие затраты вычислительных ресурсов; запас СЧ не ограничен. Недостатки: отсутствует возможность проверки, а значит гарантии качества случайной последовательности во время моделирования; невозможно получить одинаковые последовательности СЧ; необходимо дополнительное устройство, стабильность работы которого должна обеспечиваться.
Аппаратный способ на практике используется редко.
табличный (файловый) Случайные числа оформлены в виде таблицы в оперативной памяти или на внешнем носителе. Достоинства: можно воспроизвести последовательность СЧ. Недостатки: запас чисел ограничен; вычислительные ресурсы используются неэффективно, т.к. необходимо постоянное обращение к внешней или оперативной памяти и таблица занимает место в памяти.
Табличный способ также редко используют.
алгоритмический (программный). Случайные числа формируются на компьютере с помощью специальных алгоритмов и реализующих их программ. Каждое СЧ вычисляется программой по мере возникновения потребности при моделировании системы на компьютере. Алгоритмический способ наиболее распространен. Достоинства: возможность многократного воспроизведения последовательностей; не требуются специальные устройства.
Недостатки: погрешность в моделировании непрерывных распределений СЧ, вследствие того, что компьютер оперирует с n – разрядными числами (т.е. дискретными); периодичность последовательностей СЧ, возникающую в силу их алгоритмической природы; сравнительно большие затраты вычислительных ресурсов.