Проектирование компьютерных сетей методами имитационного моделирования



         

Способы формирования случайных равномерно распределенных чисел


Как следует из описания сущности имитационного моделирования, основой его является учет случайных воздействий на рассматриваемую систему. Наличие простых и экономичных способов формирования случайных чисел в ЭВМ во многом определяет эффективность и возможности использования данного вида моделирования. Известны три основных способа формирования случайных чисел: табличный, аппаратный, алгоритмический.

При табличном способе случайные числа заранее формируются с помощью специального механического (простейший вид - рулетка) или электронного устройства. Последовательность таких чисел затем записывается в память ЭВМ. Данный способ не получил распространения вследствие трудоемкости заготовки таблиц, необходимости в большом объеме памяти, отводимой под эти таблицы, больших затратах времени в процессе моделирования при размещении этой таблицы во внешнем накопителе.

При аппаратном способе последовательность случайных чисел вырабатывается отдельным электронным узлом-генератором случайных чисел (ГСЧ).

В ГСЧ используется задающий элемент — источник шумов, которые затем усиливаются, селектируются на определенном уровне с последующим формированием последовательности случайных импульсов с равновероятным появлением токовых и бестоковых, или нулевых и единичных импульсов (Р0 = Р1 = 0,5) на любом месте такой случайной последовательности. Недостатками данного метода являются необходимость аппаратного усложнения ЭВМ и невозможность повторного получения идентичных последователей, что важно при отладке программ и проведении сравнительных расчетов.

Для обеспечения возможности неоднократного воспроизведения одинаковых последовательностей можно использовать так называемые генераторы псевдослучайных чисел (ГПСЧ), схемно реализованные в  регистрах сдвига с обратными связями. При длине регистра сдвига, равной n разрядов, получается псевдослучайная последовательность с максимальной длиной 2n-1 импульсов (тактов).

Следует отметить, что с совершенствованием технологии микросхем изготовление большой интегральной схемы (БИС) на одном кристалле, вмещающем в себя регистр с обратной связью, например, на 60-90 разрядов, на сегодняшний день не представляется затруднительным.


Содержание  Назад  Вперед