ВИБІР ДЖЕРЕЛА ВИПАДКОВОСТІ ДЛЯ КОМП’ЮТЕРНОГО МОДЕЛЮВАННЯ

Abstract

У статті розглядаються проблеми вибору джерела випадковості для комп’ютерного моделювання стохастичних процесів, що використовується для дослідження характеристик потоків подій безпеки в розподілених комп’ютерних мережах, на етапі проектування складних автоматизованих систем та процесів, які мають місце в управлінні виробництвом та інфраструктурними об’єктами. Складовою частиною комп’ютерної моделі є джерело випадковості, яке формує рівномірно розподілений потік випадкових цілих або дійсних чисел. Воно повинно формувати потік рівномірно розподілених чисел і, в той же час, бути економічним з точки зору обчислювальних ресурсів. В роботі надано аналіз простих генераторів псевдовипадкових чисел, в алгоритмі яких використовуються прості комп’ютерні операції. До складу таких генераторів віднесені генератор Фібоначчі з запізненням та запропонований Дж. Марсальєю генератор Xorshift128. Відзначено, що будь-яка нерівномірність розподілення чисел на виході генератора, суттєво впливає на якість процесу, який підлягає моделюванню. На основі результатів проведених досліджень існуючих способів постоброблення вихідних послідовностей, зроблено висновок про те, для забезпечення ефективності алгоритму формування потоку рівномірно роз-поділених псевдовипадкових чисел, процедури додаткового оброблення повинні бути достатньо економічними з точки зору задіяних методів обчислення. Оцінка нерівномірності розподілення числового потоку виконувалась з використанням показника хі-квадрат Пірсона. Для корекції вихідного числового потоку запропоновано і обґрунтовано спосіб екстракції з нього тої його частини, ентропія якої найбільша. Також, обґрунтовано параметри гістограми, що дають хороші результати оцінки вихідного розподілення. Показано, що комбінація простого і економічного генератора псевдовипадкових чисел в сукупності з постобробленням дає хороші результати при мінімальних обчислювальних ресурсах.