第3学年情報工学実験 B. 乱数の発生とモンテカルロ法

第3学年電子情報工学実験
B. 乱数の発生とモンテカルロ法(3回)
情報工学科
古山、早勢、門村、技術職員
実験概要
 B.1目的
 乱数とは何か
 (疑似)乱数の発生方法
 乱数利用の例
に関して理解する
乱数とはなにか
 乱数とは?
 広辞苑では、「乱数表」として、
 0から9までの数字が、完全に無秩序で、かつ全体と
しては出現の頻度が等しくなるように配列した表
 コンピュータでは、「一様分布(疑似)乱数」
 コンピュータが表現できる数字が、全体としての出現
頻度が等しくなるように計算された数
 疑似的に(計算式を用いて)乱数を発生させている
一様分布乱数の発生方法
 B.2 一様分布乱数の発生
 合同法
 混合合同法 (課題1)
 乗算合同法 (課題2)
それぞれの乱数発生の計算式が異なる
それぞれの発生方法において、テクニックがある
 考察のポイント
 乱数の不規則性に影響を与える要因はなにか
 乱数発生における「周期」とはなにか
 正数の値として、悪いものは例えばどのようなものか
 課題2において行われる「modMの演算」を行わない方法は、
具体的にどのような方法であるか。またその利点はなにか。
乱数利用の例
 B.3 モンテカルロ法
 乱数を用いた計算方法として、モンテカルロ法がある
 課題3では、乱数を用いて𝜋の近似計算を行う
考察のポイント
このような方法で面積を求めることの利点はなにか
RAUNSU1とRANSU2での結果への違いはあるか
4000回毎の結果を比較して、どのようなことがいえるか
赤い点と緑の点の個数の比が、
円の面積の1/4を表すことになる
(点が円内に入る確率が面積を表している。
まとめ
 課題4
乱数の発生方法において、乱数の特性が異なる
どのような乱数の発生方法が、一様乱数として
最良であるのかを考えてみよう。
また、もし、一様乱数の発生が一様でなかったら、
についても考えてみよう。
講義日程、レポート提出等
1回目:7月7日
2回目:7月21日 or7/16(カッターレース中止の場合)
3回目:9月29日
 夏休み前までに、課題3までのチェックを受ける。
 夏休み明け3回目は、レポート最終仕上げを行う。
 レポートについて:
 〆切は9/29実験終了(15:25)まで。
 体裁:ホチキス等は用いずに各自クリアファイルに入れて提
出(ファイルは返却します)+チェック付の表紙
 提出先は古山