改进线性同余法随机数发生器

在粒子输运Monte Carlo程序中广泛采用线性同余法随机数发生器。为了改善该发生器产生的随机数序列的统计品质,该文基于洗牌法思想设计了一种新的随机数发生器。在新算法中,以原线性同余法随机数发生器的中间整型变量为基础,通过位操作来构造实现洗牌效果所需的随机整型变量。由于位操作的计算量较少,使得新算法在计算量上不会有明显的增加。而统计检验的结果表明,该方法对随机数序列统计品质的改善是显著的。同时,该文还阐述了新算法在并行环境中的应用。     

一种新的随机数发生器的研究与改进

基于Mersenne Twister发生器,提出了一种新的随机数发生器:先对MT递推式进行改进,再将得到的发生器与线性同余发生器进行组合.得到的新随机数序列具有更优越的统计性质,其周期与MT相同,在实际问题的计算中可认为是无穷长,能有效地满足Monte Carlo模拟的计算要求.     

基于Weierstrass函数的随机数发生器

研究了Weierstrass函数∑∞n=0ancos(bnπx)中a,b,x的取值对序列{xn}的随机性的影响;证明了b>1时能够产生具有不可预测性的优良随机序列{xn}.在此基础上设计了一个用于数据加密的随机数发生器.和其他的随机数发生器相比,在保持优良的随机性的前提下,该随机数发生器具有序列不可预测、较大的密钥空间、占用较小的存储空间、算法简单、实现方便等优点.在一定程度上加强了随机数发生器的安全性,符合一个较好的随机数发生器的要求.     

随机数发生器的几个应用

本文举述随机数发生器三个应用例子     

半线性弹性动力学方程组的余法分布空间

文章对半线性弹性动力学方程组的初值奇性传播问题建立了余法分布空间,然后讨论了该空间的一些基本性质,最后得到了该空间的拟微分算子与两个二阶微分算子可进行交换运算的结果。这对于在余法分布框架下研究半线性弹性动力学方程组的初值奇性传播问题是很重要的。     

基于FPGA的快速均匀分布随机数发生器

随机数广泛应用于信息论、控制论、排队论、可靠性理论及人工智能等领域,利用FPGA的高效性、稳定性来产生均匀随机序列的方法为系统设计或测试带来了极大的便利.本文在原有算法基础上结合同余法及Lag Fibonaicc序列的特点,构建了一个快速高质量的均匀分布随机数发生器.实验研究证明随机数发生器具有良好的随机特性及均匀性.     

真随机数发生器的容差分析

基于混沌、均匀分布的真随机数发生器的工作电路和精度要求较高的电压参考电路的温度漂移进行分析,给出了仿真得到的温度曲线;分析了工艺中可能存在的问题和温度的影响与运放的共模电压和输出电压幅度,以及与混沌公式直接相关的开关电容等,根据最坏分析得到混沌公式,给出了仿真测试结果.器件的温度漂移分析是在军用芯片要求-40~105℃进行的.     

对一类组合线性同余发生器的不可预测性研究

线性同余发生器是使用很广的一类随机数发生器。为克服这类发生器的缺陷,可组合多个发生器得到组合线性同余发生器。不可预测性是度量序列安全性的一个重要指标。一些应用必须满足不可预测。为了评估某类组合线性同余发生器的不可预测性,该文利用代数法对这类组合线性同余发生器的不可预测性进行了研究,给出了对这类组合线性同余发生器进行预测的数据复杂度与时间复杂度,并以3篇重要文献中的5个组合线性同余发生器为例,给出预测的分析结果与建议。结果显示,这类组合线性同余发生器在一些推荐参数下可以预测,不适合作密码应用。     

关于线性同余组合发生器的周期性和统计性质

通过数值试验研究线性同余组合发生器产生的伪随机数列的周期性质和统计,性质并提供一种周期很长、独立性和均匀性都很好的伪随机数发生器。     

任意分布随机数发生器的一种构造方法

研究了利用均匀分布随机数发生器产生其他任意分布随机数的方法 ,给出了产生指数分布和正态分布随机数的两个实例并进行了检验     

用混沌法产生随机数发生器的研究

利用混沌动力学中的逻辑斯谛映射和满抛物线映射模型提出一种产生随机数列的新方法,这种新方法所产生的随机数列通过统计检验,表明具有良好的统计性质,同时具有一定的实用价值.     

一种随机数发生器新算法的研究

提出一种均匀分布伪随机发生方法，只要对种子的选取稍做限制，就具有良好的随机性和均匀性。     

同余法及均匀随机数列

介绍了杆机构连杆曲线分析与综合的计算机随机模拟法。通过具体实例分析了均匀随机数列的结构特点，得出了进行计算机随机模拟时所取数据数目应等于或接近数列周期才能保证“子样”分布均匀的结论。所以进行随机模拟时只须根据需要构近适当周期的数列，盲目追求大周期数列没有实际意义。本文还汇集了均匀随机数列参数选择和周期计算的有关结论以便于应用。     

基于FPGA的任意分布高速伪随机数发生器

在FPGA上通过并行线性反馈移位寄存器实现高速均匀分布伪随机数,并且采用适合FPGA处理的“接受拒绝”的方法使输出满足用户指定的任意分布．伪随机数发生器结构简单,无需FPGA内嵌DSP模块,适用于各种类型FPGA上实现．     

VB6．0内部随机数发生器性能检验

针对Visual Basic 6．0内部随机数发生器，按无初始化、序列初始化和变量初始化等方法产生随机数序列，并对序列的均匀性和独立性进行实验．统计检验表明：该发生器性能优良，无初始化和序列初始化性能相近，其均匀性被拒绝的概率约l0％，独立性被拒绝的概率约30％．如果产生每个随机数时都以当前时钟对发生器进行初始化，所得序列的均匀性略有改进，但独立性不能通过检验．     

基于振荡采样的真随机数发生器IP设计

为了得到真正硬件产生的随机数序列,采用振荡电路作为物理源,设计了混洗电路和扰频电路来改善输出序列的均衡性和数据冗余,它具有真随机数发生器的不可预测性高、随机性好的优点.理论分析表明,采用该方法可使获得的随机数序列达到完全的均衡分布,计算验证和检测结果也证实了其输出序列的随机性要好于未经处理的输出序列.最后给出了一种使用FIFO实现的随机数发生器模块跨时钟域总线接口.该设计能够较好地与系统其他模块相集成.     

VB6.O内部随机数发生器性能检验

针对Visual Basic 6.0内部随机数发生器,按无初始化、序列初始化和变量初始化等方法产生随机数序列,并对序列的均匀性和独立性进行实验.统计检验表明:该发生器性能优良,无初始化和序列初始化性能相近,其均匀性被拒绝的概率约10%,独立性被拒绝的概率约30%.如果产生每个随机数时都以当前时钟对发生器进行初始化,所得序列的均匀性略有改进,但独立性不能通过检验.     

基于直方图均化法的改进Logistic映射伪随机数发生器设计及性能研究

Logistic映射伪随机数发生器(LM-PRNG)可用于生成均匀分布的伪随机数,但直接生成随机数的数据分布均匀性不佳.为此,文中根据LM-PRNG直接生成随机数数据分布的特性,设计了一种基于直方图优化法的改进Logistic伪随机数发生器(ILM-PRNG),并利用参数检验、均匀性检验及独立性检验分析了LM-PRNG和ILM-PRNG的性能.3种数据规模下的测试结果表明:在显著水平α=0.05下,LM-PRNG生成伪随机数序列的一阶矩在数据规模N=10~3和N=10~4时可以通过检验,在N=10~5时通过检验的比例为60%,其二阶矩、方差和均匀性在本次实验中均未通过检验,通过独立性检验的样本数占本次研究样本数的93.3%;ILM-PRNG生成的均匀分布伪随机数均通过参数检验、均匀性检验和独立性检验,其参数性与均匀性均随着生成数据规模的扩大而不断提高,独立性与数据规模的关系不大;ILM-PRNG可以克服LM-PRNG的不足,生成更良好的均匀分布伪随机数,是一种性能良好的新型伪随机数发生器.     

超素数法长周期伪随机数发生器的应用算法

在超素数用于生成伪随机数的基础上，结合素数性质以及算法技巧，给出一种优选乘子的超素数伪随机数法和一种更长周期的伪随机数生成方法，这两种方法都有更理想的统计性能。超素数方法的周期是M-1，而长周期方法的周期为M(M-1)。统计结果表明，新方法具有良好的统计特性，文中一并给出了计算方法和数值示例。     

基于自治布尔网络的高速物理随机数发生器研究

利用确定性的数学算法可产生快速伪随机数,然而其具有可预测性,难以确保信息安全。从混沌物理熵源中提取的物理随机数具有统计无偏和不可预测性,但是受限于传统混沌电路的带宽瓶颈,随机数的实时产生速率无法有效提高,为此,设计实现一种基于自治布尔网络的宽带混沌振荡器。研究结果表明:利用该装置可产生速率达10 Gbit/s的物理随机数序列;所产生的物理随机数序列具有良好的随机统计特性;该装置可便捷地应用于数据加密、高速保密通信等领域。