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偽隨機數(shù)生成器

發(fā)布時間：2023-06-13 13:42:31 稿源：創(chuàng)意嶺閱讀： 104

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本文目錄:

$random怎么實現(xiàn)真隨機
偽隨機數(shù)的生成方法

偽隨機數(shù)生成器

$random怎么實現(xiàn)真隨機

通過偽隨機數(shù)生成器來實現(xiàn)的。
在計算機中，$random通常是通過偽隨機數(shù)生成器來實現(xiàn)的，因為計算機本身是一臺物理機器，無法生成真正的隨機數(shù)。偽隨機數(shù)生成器通常是基于某種算法，通過種子值生成一個序列，看起來像是隨機的數(shù)字序列，但實際上是可以通過特定算法預(yù)測的。
$random是Verilog提供的一個隨機數(shù)生成系統(tǒng)任務(wù)，調(diào)用該任務(wù)后，將會返回一個32bit的integer類型的有符號的值。

偽隨機數(shù)的生成方法

一般地，偽隨機數(shù)的生成方法主要有以下3種：
（1）直接法（Direct Method），根據(jù)分布函數(shù)的物理意義生成。缺點是僅適用于某些具有特殊分布的隨機數(shù)，如二項式分布、泊松分布。
（2）逆轉(zhuǎn)法（Inversion Method），假設(shè)U服從[0，1]區(qū)間上的均勻分布，令X=F-1（U），則X的累計分布函數(shù)（CDF）為F。該方法原理簡單、編程方便、適用性廣。
（3）接受拒絕法（Acceptance-Rejection Method）：假設(shè)希望生成的隨機數(shù)的概率密度函數(shù)（PDF）為f，則首先找到一個PDF為g的隨機數(shù)發(fā)生器與常數(shù)c，使得f（x）≤cg（x），然后根據(jù)接收拒絕算法求解。由于算法平均運算c次才能得到一個希望生成的隨機數(shù)，因此c的取值必須盡可能小。顯然，該算法的缺點是較難確定g與c。
因此，偽隨機數(shù)生成器（PRNG）一般采用逆轉(zhuǎn)法，其基礎(chǔ)是均勻分布，均勻分布PRNG的優(yōu)劣決定了整個隨機數(shù)體系的優(yōu)劣[7]。下文研究均勻分布的PRNG。

偽隨機數(shù)生成器