Дослідження та порівняльний аналіз алгоритмів генерації псевдовипадкових чисел

Розробка програмного продукту візуального відображення алгоритмів генерації псевдовипадкових чисел та засобів їх тестування у середовищі Delphі; статистичний аналіз. Реалізація лінійного конгруентного методу в стандартних бібліотеках різних компіляторів.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Міністерство освіти та науки України

Криворізький інститут Кременчуцького університету економіки, інформаційних технологій та управління

Кафедра технічної кібернетики

Спеціальність 7.091402 «Гнучкі комп'ютеризовані системи та робототехніка»

ДИПЛОМНА РОБОТА

Дослідження та порівняльний аналіз алгоритмів генерації псевдовипадкових чисел

Студента групи ГКС-04-д

Ільяшенко Наталії Ігорівни підпис

Керівник роботи доц., к. ф-м. н.

Китова Валентина Олексіївна

Кривий Ріг 2009



ЗАВДАННЯ

на дипломну роботу студента Ільяшенко Наталії Ігорівни

1. Тема роботи: Дослідження та порівняльний аналіз алгоритмів генерації псевдовипадкових чисел

2. Термін здачі студентом закінченої роботи 01.06.09.

3. Вхідні дані до роботи: Матеріали наукових досліджень; математичні моделі генераторів псевдовипадкових чисел та статистичних критеріїв їх оцінки

4. Зміст розрахунково-пояснювальної записки (перелік питань, що підлягають розробці): Постановка завдання, Загальний огляд засобів генерації випадкових та псевдовипадкових чисел; Теоретичне дослідження алгоритмів генерації псевдовипадкових чисел та засобів їх тестування; Середовище DELPHІ як засіб розробки гнучких комп'ютеризованих систем; Програмна реалізація та експериментальне дослідження алгоритмів генерації псевдовипадкових чисел; Економічне обґрунтування доцільності розробки програмного продукту; Охорона праці.

5. Перелік графічного матеріалу (з точними вказівками обов'язкових креслень)

5.1 Логіко-функціональна схема роботи системи;

5.2 Вікно системи в режимі демонстрації результатів роботи основних алгоритмів

5.3 Область вводу параметрів при обраному методі Фібоначчі з запізнюванням

5.4 Візуалізація роботи статистичного критерію „-квадрат”

5.5 Генерація випадкових чисел на фотонному рівні - блок-схема швейцарської експериментальної розробки

5.6 АГВЧ на основі мікросхеми підсилювача й формувача сигналів інтерфейсу RS-232

5.7 Графік: Множина пар послідовних точок

6. Консультанти з роботи, з вказівками розділів роботи, що належать до них

Розділ	Консультант	Підпис, дата
		Завдання видав	Завдання прийняв
Спеціальна частина	Старіков О.М.
Програмна частина	Мурашко А.Г.
Економічна частина	Тимко Є.В.
Охорона праці	Климович Г.Б.

Календарний план

№ п/п	Найменування етапів дипломної роботи	Термін виконання етапів роботи	Примітки
	Отримання завдання на дипломну роботу	31.10.08
	Пошук літературних джерел	21.02.09
	Теоретичне та експериментальне дослідження якості алгоритмів генерації псевдовипадкових чисел	28.03.09
	Програмна частина (постановка задачі, створення програмного забезпечення, опис алгоритму рішення задачі, проектування та опис інтерфейсу користувача, опис програми)	25.04.09
	Оформлення пояснювальної записки	14.05.09
	Оформлення графічної документації	25.05.09
	Оформлення електронних додатків до диплому	27.05.09
	Представлення дипломної роботи до захисту	01.06.09

АНОТАЦІЯ

Метою дипломної роботи є дослідження та порівняльний аналіз алгоритмів генерації псевдовипадкових чисел, а також найбільш поширених засобів їх тестування. В ході виконання експериментальних досліджень був розроблений програмний продукт, який дозволяє візуально відображати результати тестування виконання алгоритмів та робити статистичний аналіз їх роботи.

Розділів 7, схем та малюнків 17, таблиць 9, бібліографічних посилань 33, загальний обсяг - 103.



АННОТАЦИЯ

Целью дипломной работы является исследование и сравнительный анализ алгоритмов генерации псевдослучайных чисел, а также наиболее распространенных методов их тестирования. В ходе выполнения экспериментальных исследований был разработан программный продукт, который позволяет визуально отображать результаты тестирования выполнения алгоритмов и делать статистический анализ их работы.

Разделов 7, схем и рисунков 17, таблиц 9, библиографических ссылок 33, общий объем - 103.



THE SUMMARY

Research and comparative analysis of pseudorandom number generator algorithms and most widespread methods of their testing is the purpose of diploma work. The software product, which allows visual representation of testing results of algorithms implementation and doing the statistical analysis of their work, was developed during implementation of experimental researches.

Sections 7, circuits and figures 17, tables 9, bibliographic references 33, total amount - 103.



ЗМІСТ

• ВСТУП
• 1. ПОСТАНОВКА ЗАВДАННЯ
• 1.1 Найменування та галузь застосування
• 1.2 Підстава для створення
• 1.3 Характеристика розробленого програмного забезпечення
• 1.4 Мета й призначення
• 1.5 Загальні вимоги до розробки
• 1.6 Джерела розробки
• 2. ЗАГАЛЬНИЙ ОГЛЯД ЗАСОБІВ ГЕНЕРАЦІЇ ВИПАДКОИХ ТА ПСЕВДОВИПАДКОВИХ ЧИСЕЛ
• 2.1 Проблема генерації випадкових чисел в історичному аспекті
• 2.2 Апаратні генератори випадкових чисел
• 2.3 Загальні характеристики генераторів псевдовипадкових чисел
• 2.4 Випадкові числа й теорія імовірності
• 3. ТЕОРЕТИЧНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ АЛГОРИТМІВ ГЕНЕРАЦІЇ ПСЕВДОВИПАДКОВИХ ЧИСЕЛ ТА ЗАСОБІВ ЇХ ТЕСТУВАННЯ
• 3.1 Метод середини квадрата
• 3.2. Лінійний конгруентний метод
• 3.2.1 Практична реалізація лінійного конгруентного методу в стандартних бібліотеках різних компіляторів
• 3.2.2 Генератор псевдовипадкових чисел RANDU
• 3.3 Метод Фібоначчі із запізненням
• 3.4 Алгоритм Блюма - Блюма - Шуба
• 3.5 Вихор Мерсенна
• 3.6. Статистичні критерії оцінки якості алгоритмів
• 3.6.1 Критерій «Хі-квадрат»
• 3.6.2 Короткий огляд емпіричних критеріїв
• 3.7 Тести Diehard
• 4. СЕРЕДОВИЩЕ DELPHІ ЯК ЗАСІБ РОЗРОБКИ ГНУЧКИХ КОМП'ЮТЕРИЗОВАНИХ СИСТЕМ
• 4.1 Загальні характеристики середовища Delphi
• 4.2 Високопродуктивний компілятор у машинний код
• 4.3 Delphі як об'єктно-орієнтована мова
• 4.4 Основні концепції створення додатків у середовищі Wіndows
• 4.5 Особливості написання програм у середовищі Delphі
• 4.6 Огляд палітри компонентів
• 4.7 Вікно форми
• 4.8 Вікно дерева об'єктів
• 4.9 Вікно інспектора об'єктів
• 4.10 Вікно коду програми
• 4.11. Типи змінних
• 4.11.1 Цілочисельний тип
• 4.11.2 Дійсний тип
• 4.11.3 Символьний тип
• 4.11.4 Строковий тип
• 4.11.5 Булевий тип
• 5. ПРОГРАМНА РЕАЛІЗАЦІЯ ТА ЕКСПЕРЕМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ АЛГОРИТМІВ ГЕНЕРАЦІЇ ПСЕВДОВИПАДКОВИХ ЧИСЕЛ
• 5.1 Вимоги до проектованої системи та коло задач, що вона вирішує
• 5.2 Розробка логіко-функціональної схеми
• 5.3 Опис елементів інтерфейсу користувача
• 5.4 Програмна реалізація та опис основних процедур і функцій розробленої системи
• 6 ЕКОНОМІЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ ДОЦІЛЬНОСТІ РОЗРОБКИ ПРОГРАМНОГО ПРОДУКТУ
• 7. ОХОРОНА ПРАЦІ
• 7.1 Аналіз небезпечних і шкідливих факторів в обчислювальному центрі
• 7.2 Заходи щодо нормалізації шкідливих і небезпечних факторів
• 7.3 Пожежна безпека
• ВИСНОВКИ
• СПИСОК ЛІ...