Что такое случайность в компьютере? Как происходит генерация случайных чисел? В этой статье мы постарались дать простые ответы на эти вопросы.

В программном обеспечении, да и в технике в целом существует необходимость в воспроизводимой случайности: числа и картинки, которые кажутся случайными, на самом деле сгенерированы определённым алгоритмом. Это называется псевдослучайностью, и мы рассмотрим простые способы создания псевдослучайных чисел. В конце статьи мы сформулируем простую теорему для создания этих, казалось бы, случайных чисел.

Определение того, что именно является случайностью, может быть довольно сложной задачей. Существуют тесты (например, колмогоровская сложность), которые могут дать вам точное значение того, насколько случайна та или иная последовательность. Но мы не будем заморачиваться, а просто попробуем создать последовательность чисел, которые будут казаться несвязанными между собой.

Часто требуется не просто одно число, а несколько случайных чисел, генерируюемых непрерывно. Следовательно, учитывая начальное значение, нам нужно создать другие случайные числа. Это начальное значение называется семенем , и позже мы увидим, как его получить. А пока давайте сконцентрируемся на создании других случайных значений.

Создание случайных чисел из семени

Один из подходов может заключаться в том, чтобы применить какую-то безумную математическую формулу к семени, а затем исказить её настолько, что число на выходе будет казаться непредсказуемым, а после взять его как семя для следующей итерации. Вопрос только в том, как должна выглядеть эта функция искажения.

Давайте поэкспериментируем с этой идеей и посмотрим, куда она нас приведёт.

Функция искажения будет принимать одно значение, а возвращать другое. Назовём её R.

R(Input) -> Output

Если значение нашего семени 1, то R создаст ряд 1, 2, 3, 4, … Выглядит совсем не случайно, но мы дойдём до этого. Пусть теперь R добавляет константу вместо 1.

R (x ) = x + c

Если с равняется, например, 7, то мы получим ряд 1, 8, 15, 22, … Всё ещё не то. Очевидно, что мы упускаем то, что числа не должны только увеличиваться, они должны быть разбросаны по какому-то диапазону. Нам нужно, чтобы наша последовательность возвращалась в начало — круг из чисел!

Числовой круг

Посмотрим на циферблат часов: наш ряд начинается с 1 и идёт по кругу до 12. Но поскольку мы работаем с компьютером, пусть вместо 12 будет 0.

Теперь начиная с 1 снова будем прибавлять 7. Прогресс! Мы видим, что после 12 наш ряд начинает повторяться, независимо от того, с какого числа начать.

Здесь мы получаем очень важно свойство: если наш цикл состоит из n элементов, то максимальное число элементов, которые мы можем получить перед тем, как они начнут повторяться это n.

Теперь давайте переделаем функцию R так, чтобы она соответствовала нашей логике. Ограничить длину цикла можно с помощью оператора модуля или оператора остатка от деления.

R(x) = (x + c) % m

R (x ) = (x + c ) % m

На этом этапе вы можете заметить, что некоторые числа не подходят для c. Если c = 4, и мы начали с 1, наша последовательность была бы 1, 5, 9, 1, 5, 9, 1, 5, 9, … что нам конечно же не подходит, потому что эта последовательность абсолютно не случайная. Становится понятно, что числа, которые мы выбираем для длины цикла и длины прыжка должны быть связаны особым образом.

Если вы попробуете несколько разных значений, то сможете увидеть одно свойство: m и с должны быть взаимно простыми.

До сих пор мы делали «прыжки» за счёт добавления, но что если использовать умножение? Умножим х на константу a .

R(x) = (ax + c) % m

R (x ) = (ax + c ) % m

Свойства, которым должно подчиняться а, чтобы образовался полный цикл, немного более специфичны. Чтобы создать верный цикл:

1. (а — 1) должно делиться на все простые множители m
2. (а — 1) должно делиться на 4, если m делится на 4

Эти свойства вместе с правилом, что m и с должны быть взаимно простыми составляют теорему Халла-Добелла. Мы не будем рассматривать её доказательство, но если бы вы взяли кучу разных значений для разных констант, то могли бы прийти к тому же выводу.

Выбор семени

Настало время поговорить о самом интересном: выборе первоначального семени. Мы могли бы сделать его константой. Это может пригодиться в тех случаях, когда вам нужны случайные числа, но при этом нужно, чтобы при каждом запуске программы они были одинаковые. Например, создание одинаковой карты для каждой игры.

Еще один способ — это получать семя из нового источника каждый раз при запуске программы, как в системных часах. Это пригодится в случае, когда нужно общее рандомное число, как в программе с бросанием кубика.

Конечный результат

Когда мы применяем функцию к её результату несколько раз, мы получаем рекуррентное соотношение. Давайте запишем нашу формулу с использованием рекурсии.

С помощью этого генератора вы сможете создавать случайные числа в любом диапазоне. Этот генератор также позволит случайно выбрать или определить число из списка. Или создать массив случайных чисел от 2 до 70 элементов. Этот онлайн инструмент не только позволит вам создавать одно (1), двух (2) или трехзначные (3) случайные числа, но и пяти и семи. Легкий в настройке. Каждый сможет его осилисть. Вы также сможете выбирать случайные числа для онлайн или оффлайн лотерей или конкурсов. И это будет удобно. Вы с легкостью сможете создавать целые таблицы или ряды случайных чисел. Вы в доли секунды получите на своем экране случайное число или их последовательность (набор). Если вы берете последовательность своих чисел, то алгоритм выберет случайное или случайные из них, выпасть может любое. Вы и сами с помощью этого инструмента можете проводить розыгрыши. Выбрав, например, одинаковыми диапазон и количество чисел в результате, вы сможете сгенерировать случайную последовательность (комбинацию). Вы также можете выбирать и случайные буквенные комбинации и слова. Этот инструмент, как и все на нашем сайте, абсолютно бесплатные для пользования (без исключений).

Введите числа диапазона

От
До
Генерировать

Изменение диапазона для генерации случайного числа

1..10 1..100 1..1000 1..10000 для лотереи 5 из 36 для лотереи 6 из 45 для лотереи 6 из 49 для лотереи 6 из 59

Количество случайных чисел (1 )

Исключить повторения

Выбирать случайные значения из списка (разделять запятыми или пробелами, если будут найдены запятые, то деление будет производиться по ним, иначе пробелами)

У нас есть последовательность чисел, состоящая из практически независимых элементов, которые подчиняются заданному распределению. Как правило, равномерному распределению.

Сгенерировать случайные числа в Excel можно разными путями и способами. Рассмотрим только лучше из них.

Функция случайного числа в Excel

1. Функция СЛЧИС возвращает случайное равномерно распределенное вещественное число. Оно будет меньше 1, больше или равно 0.
2. Функция СЛУЧМЕЖДУ возвращает случайное целое число.

Рассмотрим их использование на примерах.

Выборка случайных чисел с помощью СЛЧИС

Данная функция аргументов не требует (СЛЧИС()).

Чтобы сгенерировать случайное вещественное число в диапазоне от 1 до 5, например, применяем следующую формулу: =СЛЧИС()*(5-1)+1.

Возвращаемое случайное число распределено равномерно на интервале .

При каждом вычислении листа или при изменении значения в любой ячейке листа возвращается новое случайное число. Если нужно сохранить сгенерированную совокупность, можно заменить формулу на ее значение.

1. Щелкаем по ячейке со случайным числом.
2. В строке формул выделяем формулу.
3. Нажимаем F9. И ВВОД.

Проверим равномерность распределения случайных чисел из первой выборки с помощью гистограммы распределения.

Диапазон вертикальных значений – частота. Горизонтальных – «карманы».



Функция СЛУЧМЕЖДУ

Синтаксис функции СЛУЧМЕЖДУ – (нижняя граница; верхняя граница). Первый аргумент должен быть меньше второго. В противном случае функция выдаст ошибку. Предполагается, что границы – целые числа. Дробную часть формула отбрасывает.

Пример использования функции:

Случайные числа с точностью 0,1 и 0,01:

Как сделать генератор случайных чисел в Excel

Сделаем генератор случайных чисел с генерацией значения из определенного диапазона. Используем формулу вида: =ИНДЕКС(A1:A10;ЦЕЛОЕ(СЛЧИС()*10)+1).

Сделаем генератор случайных чисел в диапазоне от 0 до 100 с шагом 10.

Из списка текстовых значений нужно выбрать 2 случайных. С помощью функции СЛЧИС сопоставим текстовые значения в диапазоне А1:А7 со случайными числами.

Воспользуемся функцией ИНДЕКС для выбора двух случайных текстовых значений из исходного списка.

Чтобы выбрать одно случайное значение из списка, применим такую формулу: =ИНДЕКС(A1:A7;СЛУЧМЕЖДУ(1;СЧЁТЗ(A1:A7))).

Генератор случайных чисел нормального распределения

Функции СЛЧИС и СЛУЧМЕЖДУ выдают случайные числа с единым распределением. Любое значение с одинаковой долей вероятности может попасть в нижнюю границу запрашиваемого диапазона и в верхнюю. Получается огромный разброс от целевого значения.

Нормальное распределение подразумевает близкое положение большей части сгенерированных чисел к целевому. Подкорректируем формулу СЛУЧМЕЖДУ и создадим массив данных с нормальным распределением.

Себестоимость товара Х – 100 рублей. Вся произведенная партия подчиняется нормальному распределению. Случайная переменная тоже подчиняется нормальному распределению вероятностей.

При таких условиях среднее значение диапазона – 100 рублей. Сгенерируем массив и построим график с нормальным распределением при стандартном отклонении 1,5 рубля.

Используем функцию: =НОРМОБР(СЛЧИС();100;1,5).

Программа Excel посчитала, какие значения находятся в диапазоне вероятностей. Так как вероятность производства товара с себестоимостью 100 рублей максимальная, формула показывает значения близкие к 100 чаще, чем остальные.

Перейдем к построению графика. Сначала нужно составить таблицу с категориями. Для этого разобьем массив на периоды:

На основе полученных данных сможем сформировать диаграмму с нормальным распределением. Ось значений – число переменных в промежутке, ось категорий – периоды.

Герератор случайных чисел для лотерейных билетов предоставляется бесплатно в формате «как есть» («as is»). Разработчик не несёт никакой ответственности за материальные и нематериальные потери пользователей скрипта. Вы можете использовать данный сервис на свой страх и риск. Впрочем, чего-чего, а риска вам точно не занимать:-).

Случайные числа для лотерейных билетов онлайн

Данное программное обеспечение (ГПСЧ на JS) представляет собой генератор псевдослучайных чисел, реализованный возможностями языка программирования Javascript. Генератор выдаёт равномерное распределение случайных чисел.

Это позволяет выбить «клин клином» на ГСЧ с равномерным распределением от лотерейной компании отвечать случайными числами с равномерным распределением. Данный подход позволяет исключить субъективность игрока, так как у людей бывают определённые предпочтения в выборе цифр и чисел (Дни Рождения родственников, памятные даты, года и пр.), которые влияют на подбор чисел вручную.

Бесплатный инструмент помогает игрокам подбирать случайные числа для лотерей. В скрипте генератора случайных чисел есть набор преднастроенных режимов для Гослото 5 из 36, 6 из 45, 7 из 49, 4 из 20, Спортлото 6 из 49. Можно выбрать режим генерации случайных чисел со свободными настройками для других вариантов лотерей.

Прогнозы выигрыша в лотерею

Генератор случайных чисел с равномерным распределением может служить гороскопом на розыгрыш лотереи, правда, вероятность того, что прогноз сбудется невысокий. Но всё равно использование генератора случайных чисел имеет хорошую вероятность выигрыша по сравнению с многими другими стратегиями лотерейной игры и дополнительно освобождает вас от мук сложного выбора счастливых чисел и комбинаций. Со своей стороны не советую поддаваться соблазну и покупать платные прогнозы, лучше потратьте эти деньги на учебник по комбинаторике. Из него можно узнать много интересного, например, вероятность выигрыша джек-пота в Гослото 5 из 36 состовляет 1 к 376 992 . А вероятность получить минимальный приз, угадав 2 числа, составляет 1 к 8 . Эти же вероятности выигрыша имеет прогноз на основе нашего ГСЧ.

В интернете встречаются запросы на случайные числа для лотереи с учётом прошлых тиражей. Но при условии, что в лотерее используется ГСЧ с равномерным распределением и вероятность выпадения той или иной комбинации не зависит от тиража к тиражу, то пытаться учитывать результаты прошлых тиражей бессмыслено. И это вполне логично, так как лотерейным компаниям не выгодно, чтобы участники могли простыми методами повысить вероятность своего выигрыша.

Часто встречаются разговоры о том, что организаторы лотерей подтасовывают результаты. Но на самом деле в этом нет никакого смысла, даже, наоборот, если бы лотерейные компании влияли на результаты лотереи, то можно было бы найти выигрышную стратегию, но пока это никому не удаётся. Поэтому устроителям лотерей как раз очень выгодно, чтобы шары выпадали с равномерной вероятностью. Кстати, расчётная возвратность лотереи 5 из 36 составляет 34,7%. Таким образом, у лотерейной компании остаётся 65,3% выручки от продажи билетов, часть средств (обычно половина) отчисляется на формирование джек-пота, остальные деньги идут на организационные расходы, рекламу и чистую прибыль компании. Статистика по тиражам эти цифры отлично подтверждает.

Отсюда вывод - не покупайте бессмысленных прогнозов, пользуйтесь бесплатным генератором случайных чисел, берегите свои нервы. Пусть наши случайные числа станут для вас счастливыми числами. Хорошего настроения и удачного дня!

И т. д., и используется владельцами аккаунтов для привлечения новой аудитории в сообщество.

Результат таких розыгрышей часто зависит от удачи пользователя, так как получатель приза определяется случайным образом.

Для такого определения организаторы розыгрышей почти всегда используют генератор случайных чисел онлайн или предустановленный, распространяющийся бесплатно.

Выбор

Довольно часто выбрать такой генератор может быть сложно, так как их функционал достаточно различен – у некоторых он существенно ограничен, у других – довольно широк.

Реализуется достаточно большое количество таких сервисов, но сложность в том, что они отличаются по сфере действия.

Многие, например, привязаны своим функционалом к определенной социальной сети (например, многие приложения-генераторы во работают только со ссылками этой ).

Наиболее простые генераторы просто определяют случайно число в заданном диапазоне.

Это удобно потому, что не связывает результат с определенным постом, а значит, могут применяться при розыгрышах вне социальной сети и в различных иных ситуациях.

Иного применения у них, по сути, нет.

Совет! При выборе наиболее подходящего генератора важно учитывать то, для каких целей он будет использоваться.

Технические характеристики

Для наиболее быстрого процесса выбора оптимального онлайн-сервиса генерации случайных чисел в таблице, представленной ниже, приведены основные технические характеристики и функционал таких приложений.

Таблица 1. Особенности функционирования онлайн приложений для генерации случайного числа

Название	Социальная сеть	Несколько результатов	Выбор из списка чисел	Онлайн-виджет для сайта	Выбор из диапазона	Отключение повторений
RandStuff		Да	Да	Нет	Да	Нет
Cast Lots	Официальный сайт или ВКонтакте	Нет	Нет	Да	Да	Да
Случайное число	Официальный сайт	Нет	Нет	Нет	Да	Да
Рандомус	Официальный сайт	Да	Нет	Нет	Да	Нет
Случайные числа	Официальный сайт	Да	Нет	Нет	Нет	Нет

Подробнее все приложения, рассмотренные в таблице, описаны ниже.

RandStuff

Воспользоваться данным приложением в режиме онлайн можно по ссылке на его официальный сайт http://randstuff.ru/number/ .

Это простой генератор случайных чисел, отличающийся быстрой и стабильной работой.

Он успешно реализуется как в формате отдельного самостоятельного приложения на официальном сайте, так и в виде приложения в .

Особенность данного сервиса в том, что он может выбрать случайное число как из указанного диапазона, так и из определенного списка чисел, которые можно указать на сайте.

• Стабильная и быстрая работа;
• Отсутствие непосредственной привязки к социальной сети;
• Выбрать можно как одно, так и несколько чисел;
• Можно выбрать только среди указанных чисел.

Отзывы пользователей о данном приложении таковы: «Определяем через этот сервис победителей в группах В Контакте. Спасибо», «Вы лучшие», «Пользуюсь только этим сервисом».

Cast Lots

Данное приложение представляет из себя простой функциональный генератор, реализующийся на официальном сайте, в виде приложения ВКонтакте.

Также существует виджет генератора для вставки на свой сайт.

Основным отличием от предыдущего описанного приложения является то, что это позволяет отключить повторение результата.