JP2001067207A - Normal random number generating device, and recording medium - Google Patents
Normal random number generating device, and recording mediumInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、正規乱数を高速に生成
する正規乱数生成装置および記録媒体に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a normal random number generating device for generating normal random numbers at high speed and a recording medium.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、シミュレーションなどを行うとき
に必要となる正規分布を持った乱数（正規乱数という）
を生成する場合、Ｐｏｌａ法と呼ばれる方法で正規乱数
を生成していた。2. Description of the Related Art Conventionally, a random number having a normal distribution required for performing a simulation or the like (referred to as a normal random number).
Is generated, a normal random number is generated by a method called the Pola method.
【０００３】Ｐｏｌａ法は、基本的に以下の手順で一様
乱数を使って正規乱数を生成している。 ステップ１：［−１，１］の区間の一様乱数を生成す
る。In the Pola method, normal random numbers are generated using uniform random numbers in the following procedure. Step 1: Generate a uniform random number in the section [-1, 1].
【０００４】 ステップ２：ｓ←ｘ2＋ｙ2 ステップ３：ｓ≧１なら ｇｏｔｏ １．さもなければ
ｇｏｔｏ ４． ステップ４：ｒ←｛−２ｌｎ（ｓ）／ｓ｝1/2 ステップ５：ステップ４の結果を要求元に返す。Step 2: s ← x 2 + y 2 Step 3: If s ≧ 1, goto 1. Otherwise goto 4. Step 4: r ← {−2ln (s) / s} 1/2 Step 5: Return the result of Step 4 to the request source.
【０００５】ステップ６：要求された正規乱数の数分だ
け、ステップ１からステップ５を繰り返す。Step 6: Steps 1 to 5 are repeated for the number of requested normal random numbers.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上述したＰｏｌａ法に
よる正規乱数の生成手法では、正規乱数を生成する毎に
ステップ４で自然対数および平方根などの演算を計算機
では近似計算を行う関係で非常に多くの計算時間を必要
としてしまい、シミュレーションなどで数百万（１０6)
の正規乱数を必要とする場合には非常に多くの時間が必
要となってしまう問題があった。In the method of generating normal random numbers according to the Pola method described above, every time a normal random number is generated, the calculation such as the natural logarithm and the square root is carried out in step 4 because the computer performs an approximate calculation. Calculation time is required, and several million (10 6 )
When a normal random number is required, there is a problem that a very long time is required.
【０００７】本発明は、これらの問題を解決するため、
インタフェースで指定された情報をもとに一様乱数を生
成してこれをもとに正規乱数を生成してプールに格納
し、当該プールの正規乱数をもとに新たな正規乱数を高
速生成して他のプールに格納すると共にその一部を出力
し、プールを切替えて所定回数繰り返したときに最初に
戻り異なる一様乱数の生成などを繰り返し、インタフェ
ース指定に対応した信頼性の高い正規乱数を自動的に高
速生成することを目的としている。[0007] The present invention solves these problems,
Generates a uniform random number based on the information specified by the interface, generates a normal random number based on this, stores it in the pool, and generates a new normal random number at high speed based on the normal random number in the pool. The pool is stored in another pool and a part of it is output, and when the pool is switched and repeated a predetermined number of times, it returns to the beginning and repeats generation of a different uniform random number, etc. The purpose is to generate automatically at high speed.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】図１を参照して課題を解
決するための手段を説明する。図１において、Ｓ２は、
一様乱数を生成して正規乱数を生成し、プール１に入れ
たりなどする。Means for solving the problem will be described with reference to FIG. In FIG. 1, S2 is
For example, a uniform random number is generated to generate a normal random number, and the generated random number is put into the pool 1.
【０００９】Ｓ５、Ｓ６は、プールから取り出した正規
乱数から他の正規乱数を生成したりなどする。Ｓ９は、
他の正規乱数を生成した生成回数が所定値（例えば１０
００回）を越えたときに、一様乱数から正規乱数を生成
してプールに格納したりなどするものである。In steps S5 and S6, other normal random numbers are generated from the normal random numbers extracted from the pool. S9 is
The number of generations of other normal random numbers is a predetermined value (for example, 10
(00 times), a normal random number is generated from a uniform random number and stored in a pool.
【００１０】次に、動作を説明する。Ｓ２で一様乱数を
生成して生成された一様乱数をもとに正規乱数を生成
し、生成された正規乱数をプール１に格納し、Ｓ５でプ
ール１に格納された正規乱数をもとに他の正規乱数を生
成し、生成された他の正規乱数をプール２に格納すると
共に生成された他の正規乱数から一部を取り出し、出力
した正規乱数の数が指定数に到達しないときにプール１
とプール２とを切替えて他の正規乱数を生成・格納およ
びその一部を出力することを繰り返えすようにしてい
る。Next, the operation will be described. A normal random number is generated based on the uniform random number generated by generating the uniform random number in S2, the generated normal random number is stored in the pool 1, and the normal random number stored in the pool 1 is stored in S5. Generates another normal random number, stores the generated other normal random number in the pool 2 and extracts a part from the generated other normal random number. When the number of output normal random numbers does not reach the specified number, Pool 1
And pool 2 to generate and store another normal random number and output a part of the random number.
【００１１】この際、Ｓ９で所定回数だけ他の正規乱数
の生成を繰り返したときに一様乱数を生成してこれをも
とに新たな正規乱数を生成してプールに格納し、他の正
規乱数の生成を再開するようにしている。At this time, when the generation of another normal random number is repeated a predetermined number of times in S9, a uniform random number is generated, a new normal random number is generated based on the uniform random number, and stored in a pool. The random number generation is restarted.
【００１２】また、一様乱数を生成するときに必要な情
報、一様乱数をもとに正規乱数を生成するときに必要な
情報、正規乱数から他の正規乱数を生成するときに必要
な情報、他の正規乱数の一部を出力するときに必要な情
報、一様乱数を再生成して新たな正規乱数を生成すると
きに必要な情報のうちの少なくとも１つ以上を設定した
インタフェースを設け、インタフェースに従い正規乱数
を生成して出力するにしている。Further, information necessary for generating a uniform random number, information necessary for generating a normal random number based on the uniform random number, and information necessary for generating another normal random number from the normal random number. An interface that sets at least one of information necessary for outputting a part of another normal random number and information necessary for generating a new normal random number by regenerating a uniform random number. , A normal random number is generated and output according to the interface.
【００１３】従って、インタフェースで指定された情報
をもとに一様乱数を生成してこれをもとに正規乱数を生
成してプールに格納し、プールの正規乱数をもとに新た
な正規乱数を高速生成して他のプールに格納すると共に
その一部を出力し、プールを切替えて所定回数繰り返し
たときに最初に戻り異なる一様乱数の生成などを繰り返
すことにより、インタフェース指定に対応した信頼性の
高い正規乱数を自動的に高速生成することが可能とな
る。Therefore, a uniform random number is generated based on the information specified by the interface, a normal random number is generated based on the random number, stored in the pool, and a new normal random number is generated based on the pool's normal random number. , Which is generated at high speed and stored in another pool, and a part of it is output. When the pool is switched and repeated a predetermined number of times, it returns to the beginning and repeats generation of different uniform random numbers, etc. It is possible to automatically generate high-speed normal random numbers automatically.
【００１４】[0014]
【実施例】次に、図１から図４を用いて本発明の実施の
形態および動作を順次詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the embodiment and operation of the present invention will be described in detail sequentially with reference to FIGS.
【００１５】図１は、本発明の動作説明図を示す。図１
において、Ｓ１は、変数ｓｅｅｄがゼロか判別する。Ｙ
ＥＳの場合には、変数ｓｅｅｄがゼロであって、最初と
判明したので、Ｓ２に進む。ＮＯの場合には、Ｓ３に進
む。FIG. 1 is a diagram for explaining the operation of the present invention. FIG.
In S1, it is determined whether the variable seed is zero. Y
In the case of ES, since the variable seed is zero and has been found to be the first, the process proceeds to S2. In the case of NO, the process proceeds to S3.
【００１６】Ｓ２は、 ・一様乱数を生成して正規乱数を生成する。これは、例
えば既述したＰｏｌａ法により初回のみ正規乱数を生成
する。具体的には、インタフェース情報で指定された初
期値（正の整数）をもとに一様乱数を生成し、次に、こ
の生成した一様乱数をもとに正規乱数を生成する。In step S2, a uniform random number is generated to generate a normal random number. In this method, for example, a normal random number is generated only for the first time by the Pola method described above. Specifically, a uniform random number is generated based on an initial value (positive integer) specified by the interface information, and then a normal random number is generated based on the generated uniform random number.
【００１７】・プール１に入れる。これは、生成した正
規乱数をプール１に格納する（図３の（ａ）のプール１
に格納する）。 ・変数ｉｐ＝１とし、正規乱数をプール１に格納したこ
とを記憶しておく。Put into pool 1. This means that the generated normal random numbers are stored in pool 1 (pool 1 in FIG. 3A).
To be stored). The variable ip = 1 is set, and the fact that the normal random number is stored in the pool 1 is stored.
【００１８】・変数ｓｅｅｄをゼロに設定する。Ｓ３
は、 ・ａ，ｂ，ｃ，ｄ，θを決める。これは、各変数の値を
下記のようにして決める。Set the variable seed to zero. S3
Determines a, b, c, d, and θ. This determines the value of each variable as follows.
【００１９】・ａ，ｂは、ａ∈｛３，５｝，ｂ∈｛７，
１１｝から一様に選ぶ。 ・ｃ，ｄは、｛０，１、・・・Ｎ−１｝から一様にラン
ダムに選ぶ。 ・θは、後述する図３の（ｄ）の斜線の範囲内で一様に
ランダムに選ぶ。A and b are a∈ ｛3,5｝, b∈ ｛7,
Select uniformly from 11｝. C and d are uniformly and randomly selected from {0, 1,... N-1}. .Theta. Is uniformly and randomly selected within the range of the oblique line in FIG.
【００２０】Ｓ４は、変数ｉｐ＝１か判別する。ＹＥＳ
の場合には、Ｓ５に進む。ＮＯの場合には、Ｓ６に進
む。Ｓ５は、 ・プール１から２Ｎ個の正規乱数で他の正規乱数を生成
し、プール２に入れる。これは、図３の（ａ）で後述す
るように、プール１から取り出した２Ｎ個の正規乱数
に、直交行列を演算して他の一様な新たな正規乱数を生
成し、プール２に入れる。A step S4 decides whether or not the variable ip = 1. YES
In the case of, the process proceeds to S5. In the case of NO, the process proceeds to S6. S5: Generates another normal random number with 2N normal random numbers from pool 1 and puts it into pool 2. This is, as will be described later with reference to FIG. 3A, an orthogonal matrix is operated on 2N normal random numbers extracted from the pool 1 to generate another uniform new normal random number, which is put into the pool 2. .
【００２１】・ｉｐ＝２とする。 ・そのうち最初の１／ｆ（例えば１／３）を出力バッフ
ァに書き出す。Ｓ６は、 ・プール２から２Ｎ個の正規乱数で他の正規乱数を生成
し、プール１に入れる。これは、図３の（ａ）で後述す
るように、プール２から取り出した２Ｎ個の正規乱数
に、直交行列を演算して他の一様な新たな正規乱数を生
成し、プール１に入れる。It is assumed that ip = 2. Write the first 1 / f (for example, 1/3) of them to the output buffer. S6: Generates another normal random number with 2N normal random numbers from the pool 2 and puts it into the pool 1. This is, as will be described later with reference to FIG. 3A, an orthogonal matrix is operated on 2N normal random numbers taken out of the pool 2 to generate another uniform new normal random number and put into the pool 1. .
【００２２】・ｉｐ＝１とする。 ・そのうち最初の１／ｆ（例えば１／３）を出力バッフ
ァに書き出す。Ｓ７は、正規乱数の生成回数を＋１す
る。It is assumed that ip = 1. Write the first 1 / f (for example, 1/3) of them to the output buffer. In step S7, the number of times of generation of the normal random number is incremented by one.
【００２３】Ｓ８は、Ｎ個（ユーザ指定）の正規乱数を
出力したかを判別する。ＹＥＳの場合には、終了する。
ＮＯの場合には、Ｓ９に進む。Ｓ９は、正規乱数の生成
回数が１０００回か判別する。ＹＥＳの場合には、プー
ル１からプール２、およびプール２からプール１へ正規
乱数を取り出して直交変換して新たな一様な正規乱数を
生成して格納することを１０００回行い、規則性が生じ
る危険性が生じたか判別する。ＹＥＳの場合には、Ｓ２
に戻り、新たな初期値をもとに一様乱数を生成し、これ
をもとに新たなパラメタ（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，θ等）を用
いて正規乱数を生成してプール１に格納し、Ｓ４以降を
繰り返し、ユーザ指定の正規乱数の数分だけ出力するま
で繰り返す。In S8, it is determined whether or not N (user-specified) normal random numbers have been output. If YES, the process ends.
In the case of NO, the process proceeds to S9. In step S9, it is determined whether the number of times of generation of the normal random number is 1,000. In the case of YES, normal random numbers are taken out from pool 1 to pool 2 and from pool 2 to pool 1 and orthogonally transformed to generate and store new uniform normal random numbers 1000 times. Determine if any dangers occur. In the case of YES, S2
To generate a uniform random number based on the new initial value, generate a normal random number based on the generated random number using new parameters (a, b, c, d, θ, etc.) and store the random number in the pool 1. The process is repeated, and the steps from S4 are repeated until the number of normal random numbers specified by the user is output.
【００２４】以上によって、インタフェース情報で指定
された情報をもとに一様乱数を生成し、この一様乱数を
もとにインタフェース情報で指定されたパラメータ
（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，θなど）をもとに正規乱数を生成し
てプール１に格納し、プール１から取り出した正規乱数
をもとにインタフェース情報で指定されたパラメータ
（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，θなど）をもとに新たな正規乱数を
高速生成してプール２に格納することを繰り返し、イン
タフェース情報で指定された数の正規乱数を出力するこ
とにより、インタフェース情報（後述する図４参照）を
設定して入力するのみで自動的に指定した数の正規乱数
を取得することが可能となる。この際、正規乱数をもと
に新たな正規乱数を生成することで、従来のＰｏｌａ法
による一様乱数から正規乱数を生成するときの多くの時
間の必要となる演算（自然対数、平方根などの近似式を
用いたループ演算で通常の演算に比して約３倍以上の時
間が必要となる演算）がなくなり、極めて高速に多量の
一様な正規乱数を自動生成することが可能となる。As described above, a uniform random number is generated based on the information specified by the interface information, and the parameters (a, b, c, d, θ, etc.) specified by the interface information are generated based on the uniform random number. ) Is generated and stored in the pool 1, and the parameters (a, b, c, d, θ, etc.) specified in the interface information are determined based on the normal random numbers extracted from the pool 1. The interface information (see FIG. 4 described later) is set and input by outputting the normal random numbers specified by the interface information repeatedly by repeatedly generating a new normal random number at high speed and storing it in the pool 2. It is possible to automatically obtain the specified number of normal random numbers only by using this function. At this time, by generating a new normal random number based on the normal random number, an operation (such as natural logarithm, square root, etc.) that requires much time when generating the normal random number from the uniform random number by the conventional Pola method is performed. This eliminates the need for a loop operation using an approximation formula that requires about three times or more the time required for a normal operation), and makes it possible to automatically generate a large amount of uniform normal random numbers extremely quickly.
【００２５】図２は、本発明の説明図を示す。図２の
（ａ）は、正規乱数から新たな正規乱数を求める行列式
を示す。これは、公知のＷａｌｌａｃｅ法を変形したも
のであって、右辺の行列式で表される正規乱数にＡ（直
交行列）を演算して、左辺の新たな正規乱数を求める式
である。変数ａ，ｂ，ｃ，ｄ，およびＡ（直交変数）の
変数θは（ｂ）から（ｅ）に示すように決定する。この
行列式を用いることにより、プール１／プール２から取
り出した正規乱数をもとに、新たな正規乱数を生成して
プール２／プール１に格納することが可能となる。FIG. 2 shows an explanatory diagram of the present invention. FIG. 2A shows a determinant for obtaining a new normal random number from the normal random numbers. This is a modified version of the well-known Wallace method, and calculates A (orthogonal matrix) on a normal random number represented by the determinant on the right side to obtain a new normal random number on the left side. The variables a, b, c, d, and the variable θ of A (orthogonal variable) are determined as shown in (b) to (e). By using this determinant, new normal random numbers can be generated based on the normal random numbers extracted from pool 1 / pool 2 and stored in pool 2 / pool 1.
【００２６】図２の（ｂ）は、図２の（ａ）の変数ａ，
ｂ，ｃ，ｄ，Ｎの大きさなどを示す。ここでは、図示の
下記のようである。 ・ａ＞ｂ＞１でａ，ｂ，ｃ、ｄは正の整数であり、この
とき、ａとＮ、ｂとＮは互いに素である。FIG. 2 (b) shows the variables a,
The size of b, c, d, N, etc. is shown. Here, the following is illustrated. A>b> 1 and a, b, c and d are positive integers, where a and N and b and N are relatively prime.
【００２７】図２の（ｃ）は、図２の（ａ）の直交行列
の例を示す。ここでは、図示のような直交行列であっ
て、図示の下記のようなθの範囲を持つ。 ・π／６≦θ≦π／３ ｏｒ ２π／３≦θ≦５π／６
であって、ｍｉｎ（｜ｓｉｎθ｜、｜ｃｏｓθ｜）≧１
／２となり、ｔ＝ｔａｎ（θ／２）を適当な区間の一様
乱数から生成して、ｃｏｓθ、ｓｉｎθを計算する。FIG. 2C shows an example of the orthogonal matrix shown in FIG. Here, it is an orthogonal matrix as shown, and has a range of θ as shown below. Π / 6 ≦ θ ≦ π / 3 or 2π / 3 ≦ θ ≦ 5π / 6
Where min (| sin θ |, | cos θ |) ≧ 1
/ 2, t = tan (θ / 2) is generated from uniform random numbers in an appropriate section, and cos θ and sin θ are calculated.
【００２８】図２の（ｄ）は、生成された正規乱数のう
ち１／ｆ（ｆ≧３）をユーザに返却して、次のスプール
に使う様子を示す。図２の（ｅ）は、ａ，ｂ，ｃ，ｄの
選び方を示す。ここでは、例えば ・ａ，ｂは各プールに対してａ∈｛３，５｝，ｂ∈
｛７，１１｝から、 ・ｃ，ｄは｛０，１・・・（Ｎ−１）｝から一様にラン
ダムにそれぞれ選ぶ。FIG. 2D shows that 1 / f (f ≧ 3) of the generated normal random numbers is returned to the user and used for the next spool. FIG. 2E shows how to select a, b, c, and d. Here, for example: a, b is a {3, 5}, b} for each pool
From {7, 11}, c and d are uniformly and randomly selected from {0, 1... (N-1)}.
【００２９】図２の（ｆ）は、長い正規乱数の生成の仕
方を示す。ここでは、１０００Ｎ個（１０００組）の正
規乱数を生成した後、よい一様乱数で新しく正規乱数を
生成することで更に、長い正規乱数の生成を可能にして
いる。FIG. 2 (f) shows how to generate a long normal random number. Here, after generating 1000N (1000 sets) normal random numbers, new normal random numbers are generated with good uniform random numbers, thereby enabling generation of a longer normal random number.
【００３０】図３は、本発明の説明図を示す。図３の
（ａ）は、プール例を示す。これは、既述した図１のＳ
２、Ｓ５、Ｓ６で生成した正規乱数を格納するメモリで
ある。図１のＳ５、Ｓ６では、プール１／プール２から
取り出した正規乱数をもとに、図２の（ａ）の行列式に
従い新たな正規乱数を生成してプール２／プール１に格
納することを、切替える態様で繰り返すためのものであ
る。FIG. 3 shows an explanatory diagram of the present invention. FIG. 3A shows an example of a pool. This is equivalent to S
2, a memory for storing the normal random numbers generated in S5 and S6. In S5 and S6 of FIG. 1, new normal random numbers are generated in accordance with the determinant of FIG. 2A based on the normal random numbers extracted from pool 1 / pool 2 and stored in pool 2 / pool 1. Is repeated in a switching manner.
【００３１】図３の（ｂ）は、正規乱数をイメージ的に
示す。ここで、横軸は正規乱数の値を表し、縦軸はその
ときの正規乱数の頻度（個数）を表す。正規乱数は、図
示のように、正規分布をしており、全ての正規乱数の平
均値を中心に、所定の分散値を持つものである。FIG. 3B schematically shows normal random numbers. Here, the horizontal axis represents the value of the normal random number, and the vertical axis represents the frequency (number) of the normal random number at that time. The normal random numbers have a normal distribution as shown in the figure, and have a predetermined variance around the average value of all the normal random numbers.
【００３２】図３の（ｃ）は、出力例を示す。生成され
たプール１，２に格納された正規乱数の一部（既述した
１／ｆで決る一部、例えば先頭から１／３の斜線の部
分）を取り出して出力バッファに順次格納し、出力バッ
ファに指定された数の正規乱数が格納されたときに、ま
とめて要求元に返却する。FIG. 3C shows an output example. A part of the normal random numbers stored in the generated pools 1 and 2 (a part determined by 1 / f as described above, for example, a 1/3 hatched part from the beginning) is taken out, sequentially stored in an output buffer, and output. When the specified number of normal random numbers are stored in the buffer, they are returned together to the request source.
【００３３】図３の（ｄ）は、θの範囲を示す。既述し
た直交行列に使用するθの範囲は、計算誤差を小さくす
るために、図示の斜線の範囲内で、一様な乱数で決定す
る（既述した図２の（ｃ）参照）。FIG. 3D shows the range of θ. The range of θ used in the above-described orthogonal matrix is determined by a uniform random number within the range of the hatched portion in the drawing in order to reduce the calculation error (see the above-described FIG. 2C).
【００３４】図４は、本発明のインタフェース例を示
す。これは、既述した図１のフローチャートに従い正規
乱数を生成するときの各種パラメータ（既述したａ，
ｂ，ｃ，ｄ，θ、正規乱数の出力数など）を指定するイ
ンタフェースであって、図示の下記のインタフェースに
必要な情報を設定して図１の処理を実行する関数（ルー
チン）に渡す（呼び出して渡す）のみで自動的に指定し
た条件のもとで生成した正規乱数を受取ることが可能と
なる。FIG. 4 shows an example of an interface according to the present invention. This is because various parameters (a, a, and b described above) when generating a normal random number in accordance with the flowchart of FIG.
b, c, d, θ, the number of output of normal random numbers, etc.), and sets necessary information in the following interface shown in the figure and passes it to a function (routine) that executes the processing of FIG. 1 ( Call and pass), it is possible to receive a normal random number generated under automatically specified conditions.
【００３５】ＣＡＬＬ ＤＶＲＡＮＡ（ＤＡＭ，ＤＳ
Ｄ，ＩＸ，ＤＡ，Ｎ，ＤＷＯＲＫ，ＮＷＯＲＫ，ＩＣＯ
Ｎ） ＤＡＭ（入力）：正規分布の平均ｍ ＤＳＤ（入力）：正規分布の標準偏差 ＩＸ（入力）：入力出発値（Ｓｅｅｄ），初回は正の整
数、２回目以降はゼロが返却される。CALL DVRANA (DAM, DS
D, IX, DA, N, DWORK, NWORK, ICO
N) DAM (input): mean of normal distribution m DSD (input): standard deviation of normal distribution IX (input): input starting value (Seed), a positive integer for the first time, and zero for the second and subsequent times.
【００３６】 ＤＡ（出力）：Ｎ個の正規乱数 Ｎ（入力）：ＤＡに返却される正規乱数の個数 ＤＷＯＲＫ（作業域）：大きさＮＷＯＲＫの１次元配列 ＮＷＯＲＫ（入力）：配列ＤＷＯＲＫの大きさ ＩＣＯＮ（出力）：コンディションコードDA (output): N normal random numbers N (input): number of normal random numbers to be returned to DA DWORK (work area): one-dimensional array of size NWORK NWORK (input): size of array DWORK ICON (output): Condition code
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
インタフェースで指定された情報をもとに一様乱数を生
成してこれをもとに正規乱数を生成してプールに格納
し、プールの正規乱数をもとに新たな正規乱数を高速生
成して他のプールに格納すると共にその一部を出力し、
プールを切替えて所定回数繰り返したときに最初に戻り
異なる一様乱数の生成などを繰り返す構成を採用してい
るため、インタフェース指定に対応した信頼性の高い正
規乱数を自動的に高速生成できる。例えば従来技術の欄
で説明したＰｏｌａ法のときに正規乱数を生成する毎に
自然対数や平方根などの非常に時間のかかる場合に比し
て、本願発明では自然対数や平方根などのような近似式
を用いて演算に長時間かかる演算を無くして正規乱数の
生成を高速化できると共に、更に、行列式を用いて正規
乱数から新たな正規乱数を生成することでベクトル計算
機を使用して高速に多量の正規乱数を生成することが可
能となる。これらにより、多量の正規乱数を用いて行う
シュミレーションなどの高速化を図ることが可能とな
る。As described above, according to the present invention,
Generates a uniform random number based on the information specified by the interface, generates a normal random number based on this, stores it in the pool, and generates a new normal random number at high speed based on the pool's normal random number. Store it in another pool and output part of it,
Since a configuration is adopted in which the pool returns to the beginning and repeats generation of a different uniform random number when repeated a predetermined number of times, a highly reliable normal random number corresponding to the interface designation can be automatically generated at high speed. For example, in the present invention, an approximate expression such as a natural logarithm or a square root is compared with a case where it takes a very long time such as a natural logarithm or a square root every time a normal random number is generated in the Pola method described in the section of the related art. , The generation of normal random numbers can be sped up by eliminating the operation that takes a long time, and the generation of new normal random numbers from the normal random numbers using a determinant allows high-speed generation of large numbers using a vector computer. Can be generated. Thus, it is possible to increase the speed of a simulation or the like performed using a large number of normal random numbers.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】本発明の動作説明図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the operation of the present invention.
【図２】本発明の説明図（その１）である。FIG. 2 is an explanatory view (No. 1) of the present invention.
【図３】本発明の説明図（その２）である。FIG. 3 is an explanatory view (No. 2) of the present invention.
【図４】本発明のインタフェース例である。FIG. 4 is an example of an interface according to the present invention.
Ｓ２：一様乱数生成 Ｓ３：パラメータの生成 Ｓ５、Ｓ６：正規乱数から新たな正規乱数の生成 Ｓ９：新たな一様乱数／正規乱数の生成 S2: Generating uniform random numbers S3: Generating parameters S5, S6: Generating new normal random numbers from normal random numbers S9: Generating new uniform random numbers / normal random numbers
フロントページの続き (72)発明者 リチャード ブレント オーストラリア国、エーシーティ、0200、 キャンベラ（番地なし）、ジ オーストラ リアン ナショナル ユニバシティー内 (72)発明者 中西 誠 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内Continued on the front page (72) Inventor Richard Brent Australia, ACT, 0200, Canberra (no address), within the Australian National University (72) Inventor Makoto Nakanishi 4-1-1 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture No. 1 Inside Fujitsu Limited
Claims (4)
置において、 一様乱数を生成する手段と、 上記生成された一様乱数をもとに正規乱数を生成する第
１の正規乱数生成手段と、 上記生成された正規乱数を格納する第１のプールと、 上記第１のプールに格納された正規乱数をもとに他の正
規乱数を生成する第２の正規乱数生成手段と、 上記生成された他の正規乱数を格納する第２のプール
と、 上記生成された他の正規乱数から一部を取り出して出力
する手段と、 上記出力した正規乱数の数が指定数に到達しないとき
に、上記第１のプールと上記第２のプールとを切替えて
他の正規乱数を生成およびその一部を出力することを繰
り返えさせる手段とを備えたことを特徴とする正規乱数
生成装置。An apparatus for generating a normal random number at a high speed, comprising: means for generating a uniform random number; and first normal random number generating means for generating a normal random number based on the generated uniform random number. A first pool for storing the generated normal random numbers; a second normal random number generating means for generating another normal random number based on the normal random numbers stored in the first pool; A second pool for storing the other generated normal random numbers, means for extracting and outputting a part of the generated other normal random numbers, and when the number of the output normal random numbers does not reach the designated number, Means for switching between the first pool and the second pool to repeat generation of another normal random number and output of a part of the normal random number.
り返したときに上記一様乱数を生成してこれをもとに新
たな正規乱数を生成して上記第１のプールに格納し、他
の正規乱数の生成を再開することを特徴とする請求項１
記載の正規乱数生成装置。2. When the generation of the other normal random number is repeated a predetermined number of times, the uniform random number is generated, a new normal random number is generated based on the uniform random number, and stored in the first pool. 2. The method according to claim 1, wherein the generation of another normal random number is restarted.
The described normal random number generator.
報、上記一様乱数をもとに正規乱数を生成するときに必
要な情報、上記正規乱数から他の正規乱数を生成すると
きに必要な情報、上記他の正規乱数の一部を出力すると
きに必要な情報、上記一様乱数を再生成して新たな正規
乱数を生成するときに必要な情報のうちの少なくとも１
つ以上を設定したインタフェースを備え、 当該インタフェースに従い、上記正規乱数を生成して出
力することを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載
の正規乱数生成装置。3. The information required when generating the uniform random number, the information required when generating a normal random number based on the uniform random number, and the information required when generating another normal random number from the normal random number. At least one of necessary information, information necessary for outputting a part of the other normal random number, and information necessary for generating a new normal random number by regenerating the uniform random number.
3. The normal random number generation device according to claim 1, further comprising an interface in which at least one is set, generating and outputting the normal random number according to the interface.
１の正規乱数生成手段と、 上記生成された正規乱数を第１のプールに格納する手段
と、 上記第１のプールに格納された正規乱数をもとに他の正
規乱数を生成する第２の正規乱数生成手段と、 上記生成された他の正規乱数を第２のプールに格納する
手段と、 上記生成された他の正規乱数から一部を取り出して出力
する手段と、 上記出力した正規乱数の数が指定数に到達しないとき
に、上記第１のプールと上記第２のプールとを切替えて
他の正規乱数を生成およびその一部を出力することを繰
り返えさせる手段として機能させるプログラムを記録し
たコンピュータ読取可能な記録媒体。4. A means for generating a uniform random number, a first normal random number generating means for generating a normal random number based on the generated uniform random number, and a first pool for generating the generated normal random number. Means for generating another normal random number based on the normal random numbers stored in the first pool; and means for generating the other normal random numbers in the second pool. Means for extracting and outputting a part from the other generated normal random numbers; and when the number of the output normal random numbers does not reach a designated number, the first pool and the second pool And a computer-readable storage medium storing a program that functions as a means for repeating generation of another normal random number and output of a part of the random number by switching between the pools.
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|---|---|---|---|
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009070009A (en) * | 2007-09-12 | 2009-04-02 | Sony Corp | Random number generation device and random number generation method |
| JP2010237961A (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Institute Of National Colleges Of Technology Japan | Apparatus, method and program for generating random number, and simulation apparatus |
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| JP2021051676A (en) * | 2019-09-26 | 2021-04-01 | 富士通株式会社 | Random number generation device and random number generation method |
-
1999
- 1999-08-30 JP JP24301199A patent/JP3580737B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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