Porównanie generatorów liczb pseudolosowych

Losowanie prób w badaniach statystycznych i w obliczeniach numerycznych, jak również symulacyjne badanie modeli probabilistycznych właściwie we wszystkich dziedzinach wiedzy wymagają wyposażenia komputera w generatory liczb pseudolosowych. Głównym celem pracy jest porównanie generatorów liczb pseudolosowych normalnych na podstawie ich analizy dokonanej za pomocą różnego rodzaju kryteriów. Zbadano właściwości 12 generatorów liczb pseudolosowych o rozkładzie normalnym. Zaproponowano rozszerzenie rodziny generatorów o dwa tzw. generatory aplikacyjne oraz przyjęcie nowego podejścia do sprawdzania jakości generatorów. Przedstawiono narzędzie przygotowane w języku C++ oraz w języku Visual Basic for Application (VBA) do prowadzenia samodzielnych badań z użyciem generatorów. Symulacje Monte Carlo przeprowadzono w języku C++, a obliczenia wykonano w edytorze VBA przy użyciu arkusza kalkulacyjnego Microsoft Excel 2016. Analiza uzyskanych wyników wskazuje, że najlepsze właściwości mają generatory: MP Monty Pythona, R, Biegun oraz Ziggurat. Najmniej użyteczne okazują się generatory: BM Boxa-Mullera, Wallace’a, Iloraz oraz Excel.

The sampling in statistical surveys and numerical calculations as well as simulation testing of probabilistic models in virtually all fields of knowledge require a computer endowed with pseudorandom numbers generators. The main goal of the study is to compare the normal random number generators using various criteria. The properties of 12 random number generators for a normal distribution were investigated. Then, the family of generators was extended by two so-called application generators and a new approach for checking the quality of generators was adopted. A ready-made tool prepared in C++ and in Visual Basic for Application (VBA) for conducting self-contained research using generators was presented. All Monte Carlo simulations were carried out in C++, while the calculations were performed in the VBA editor using the Microsoft Excel 2016 spreadsheet. The analysis of the obtained results shows that the generators with best properties are: MP Monty Python, R, Biegun and Ziggurat. The worst generators, are: BM Box-Muller, Wallace, Iloraz and Excel.