
【计】 uniform random number
equality
【电】 uniformity
【计】 random number
【化】 random numbers
【经】 random numbers
均匀随机数(Uniform Random Numbers)是概率论与统计学中的核心概念,指在指定区间内每个数值出现的概率相等的随机变量。其英文对应术语为"uniform random numbers",常用于计算机模拟、密码学及数值分析领域。
均匀随机数分为连续型和离散型两类:
连续均匀分布:在区间[a,b]内,概率密度函数为: $$ f(x) = begin{cases} frac{1}{b-a} & text{当 } a leq x leq b 0 & text{其他情况} end{cases} $$ 该公式描述了数值在区间内的等概率特性。
离散均匀分布:在有限集合{x₁,x₂,...,xₙ}中,每个元素的出现概率均为1/n,常见于骰子等离散系统。
现代计算机主要通过伪随机数生成器(PRNG)实现均匀随机数生成,如线性同余法(LCG)和梅森旋转算法。根据《数值计算方法》(第三版)的论述,合格的生成器需通过卡方检验、K-S检验等统计测试,确保数值分布的均匀性。
国际标准化组织ISO/IEC 18031:2011对均匀随机数的密码学应用提出了明确的生成标准,要求偏差不超过2⁻¹⁰⁰。在具体实践中需注意区分真随机数(TRNG)与伪随机数的适用场景差异。
均匀随机数(Uniform Random Numbers)是指服从均匀概率分布的随机数,具有每个可能值出现的概率相等的特性。以下是详细解释:
离散均匀分布:有限个可能结果,每个结果的概率相同。例如:
连续均匀分布:在区间$[a,b]$内,任意子区间的概率与其长度成正比,概率密度函数为常数: $$ f(x) = begin{cases} frac{1}{b-a} & a leq x leq b, 0 & text{其他}. end{cases} $$
均匀随机数是生成其他复杂分布(如正态分布、指数分布)的基础。例如:
均匀随机数因其等概率特性,成为统计学和计算机科学的基础工具,广泛用于模拟、算法和随机抽样。实际应用中需注意伪随机数的周期性和统计缺陷,高精度场景需结合真随机源。
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