RASSAL SAYI ÜRETİLMESİ

Benzer belgeler
RASTGELE SAYI ÜRETİMİ VE UYGULANAN TESTLER HAZIRLAYAN: ÖZLEM AYDIN

Programlama Dilleri 1. Ders 3: Rastgele sayı üretimi ve uygulamaları

Rasgele Sayı Üretme. Rasgele Sayıların Özellikleri. İki önemli istaiksel özelliği var :

Rasgele Sayıların Özellikleri

EME 3117 SİSTEM SİMÜLASYONU. Rassal Sayı ve Rassal Değer. Üretimi. Rassal Sayı Üretimi

IE 303T Sistem Benzetimi L E C T U R E 6 : R A S S A L R A K A M Ü R E T I M I

Rasgele Sayılar (Random Numbers) NUPAMC-2012 Bitlis

Rassal Değişken Üretimi

SIMÜLASYON DERS SORUMLUSU: DOÇ. DR. SAADETTIN ERHAN KESEN. Ders No:5 Rassal Değişken Üretimi

BMÜ-421 BENZETIM VE MODELLEME STOKASTİK ÜRETEÇLER. İlhan AYDIN

SÜREKLİ OLASILIK DAĞILIMI

İSTATİSTİKSEL TAHMİNLEME. Örneklem istatistiklerinden hareketle ana kütle parametreleri hakkında genelleme yapmaya istatistiksel tahminleme denir.

BMÜ-421 Benzetim ve Modelleme Kesikli Olay Benzetimi. İlhan AYDIN

DENİZ HARP OKULU TEMEL BİLİMLER BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ

rasgele değişkeninin olasılık yoğunluk fonksiyonu,

RASSAL DEĞİŞKENLER VE OLASILIK DAĞILIMLARI. Yrd. Doç. Dr. Emre ATILGAN

RASSAL SAYI ve RASSAL DEĞİŞ ĞİŞKEN. dd Her Ui nin beklenen değeri; Benzetimde rassallık k varsa, bir veya birden fazla dağı

Mühendislikte İstatistik Yöntemler


2017 MÜKEMMEL YGS MATEMATİK

13. Olasılık Dağılımlar

1.58 arasındaki her bir değeri alabileceği için sürekli bir

EME Sistem Simülasyonu. Giriş. Olasılık Dağılımı. Rassal Degiskenler

2016 YILI AKTÜERLİK SINAVLARI: İSTATİSTİK OLASILIK

SÜREKLİ OLASILIK DAĞILIŞLARI

Örnek...3 : Aşağıdaki ifadelerden hangileri bir dizinin genel terim i olabilir? Örnek...4 : Genel terimi w n. Örnek...1 : Örnek...5 : Genel terimi r n

ANADOLU ÜNİVERSİTESİ. ENM 317 Prof. Dr. Nihal ERGİNEL

BİYOİSTATİSTİK Bazı Olasılık Dağılışları Dr. Öğr. Üyesi Aslı SUNER KARAKÜLAH

SÜREKLİ ŞANS DEĞİŞKENLERİ. Üstel Dağılım Normal Dağılım

Boyut: Belirli bir doğrultuda ölçülmüş bir büyüklüğü ifade etmek için kullanılan geometrik bir terim.

ÇIKTI ANALİZİ BENZETİM TÜRLERİ

Örnek...4 : İlk iki sınavında 75 ve 82 alan bir öğrencinin bu dersin ortalamasını 5 yapabilmek için son sınavdan kaç alması gerekmektedir?

Fonksiyon Optimizasyonunda Genetik Algoritmalar

İstatistik ve Olasılık

Sürekli Rastsal Değişkenler

Değişkenler. Geçerli değişken isimleri : baslamazamani, ad_soyad, x5 Geçersiz değişken isimleri : 3x, while

DOĞU AKDENİZ ÜNİVERSİTESİ MATEMATİK BÖLÜMÜ 23. LİSELERARASI MATEMATİK YARIŞMASI

Temel İstatistik. Y.Doç.Dr. İbrahim Turan Mart Tanımlayıcı İstatistik. Dağılımları Tanımlayıcı Ölçüler Dağılış Ölçüleri

Tanımlayıcı İstatistikler. Yrd. Doç. Dr. Emre ATILGAN

TEMEL İSTATİSTİKİ KAVRAMLAR YRD. DOÇ. DR. İBRAHİM ÇÜTCÜ

SÜREKLĠ OLASILIK DAĞILIMLARI

Algoritma ve Programlamaya Giriş

İNÖNÜ ÜNİVERSİTESİ MÜH. FAK. BİLGİSAYAR MÜH. BÖL. ALGORİTMA VE PROGRAMLAMA 1 DERSİ LAB. ÖDEVİ

YZM 5257 YAPAY ZEKA VE UZMAN SİSTEMLER DERS#6: GENETİK ALGORİTMALAR

Ders 9: Kitle Ortalaması ve Varyansı için Tahmin

NİSAN 2010 DENEMESİ A)75 B)80 C)85 D)90 E)95 A)0 B)1 C)2 D)3 E)4

ANADOLU ÜNİVERSİTESİ. ENM 317 MÜHENDİSLİK İSTATİSTİĞİ İYİ UYUM TESTİ Prof.Dr. Nihal ERGİNEL

EME 3117 SİSTEM SİMÜLASYONU. Üçgensel Dağılım. Sürekli Düzgün Dağılım. Sürekli Rassal Değişkenlerin Modellemesinde Kullanılan Dağılımlar

SAYILAR DOĞAL VE TAM SAYILAR

23. ULUSAL ANTALYA MATEMATİK OLİMPİYATI SORULARI B B B B B B B

Olasılık, bir deneme sonrasında ilgilenilen olayın tüm olaylar içinde ortaya çıkma ya da gözlenme oranı olarak tanımlanabilir.

Ders 8: Verilerin Düzenlenmesi ve Analizi

Merkezi Yığılma ve Dağılım Ölçüleri

İÇİNDEKİLER 1. GİRİŞ...

MONTE CARLO BENZETİMİ

Örnek...4 : Özellik 2. w w w. m a t b a z. c o m. Bir (a n) geometrik dizisinin ilk terimi 1/2 ve

Yrd. Doç. Dr. Fatih TOSUNOĞLU Erzurum Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

Kuyruk Sistemlerinin Simülasyonu

Bir Normal Dağılım Ortalaması İçin Testler

ELN1002 BİLGİSAYAR PROGRAMLAMA 2

SÜREKLİ RASSAL DEĞİŞKENLER

İSTANBUL İL MİLLİ EĞİTİM MÜDÜRLÜĞÜ BİLİM OLİMPİYATLARI 2018 SINAVI

İSTATİSTİK VE OLASILIK SORULARI

EME 3117 SISTEM SIMÜLASYONU. Üçgensel Dağılım. Sürekli Düzgün Dağılım. Sürekli Rassal Değişkenlerin Modellemesinde Kullanılan Dağılımlar

23. ULUSAL ANTALYA MATEMATİK OLİMPİYATI SORULARI A A A A A A A

VERİ MADENCİLİĞİ (Kümeleme) Yrd.Doç.Dr. Kadriye ERGÜN

Bölüm 4 Aritmetik Devreler

Örnek 4.1: Tablo 2 de verilen ham verilerin aritmetik ortalamasını hesaplayınız.

Proje Adı: Sonlu Bir Aritmetik Dizinin Terimlerinin Kuvvetleri Toplamının İndirgeme Bağıntısıyla Bulunması.

10. DİREKT ÇARPIMLAR


ÖRNEKLEME TEORİSİ. Prof.Dr.A.KARACABEY Doç.Dr.F.GÖKGÖZ

Dr. Mehmet AKSARAYLI

Kesikli Şans Değişkenleri İçin; Olasılık Dağılımları Beklenen Değer ve Varyans Olasılık Hesaplamaları

İstatistik ve Olasılık

TEMEL İSTATİSTİK BİLGİSİ. İstatistiksel verileri tasnif etme Verilerin grafiklerle ifade edilmesi Vasat ölçüleri Standart puanlar

OLASILIK ve KURAMSAL DAĞILIMLAR


Merkezi Eğilim ve Dağılım Ölçüleri

C++ Dilinde Bazı Temel Algoritmalar

ENM 316 BENZETİM ÖDEV SETİ

JEODEZİK VERİLERİN İSTATİSTİK ANALİZİ. Prof. Dr. Mualla YALÇINKAYA

Prof.Dr.İhsan HALİFEOĞLU

SİMÜLASYON. Prof.Dr. Ünal H. ÖZDEN İSTATİSTİKSEL SİMÜLASYON

EME 3105 SİSTEM SİMÜLASYONU. Sürekli Dağılımlar (2) Sürekli Rassal Değişkenlerin Modellemesinde Kullanılan Dağılımlar.

18. ULUSAL ANTALYA MATEMATİK SORULARI A A A A A A A

İstatistik ve Olasılık

EXCEL DE BENZETİM ÖRNEKLERİ BMÜ-422 BENZETİM VE MODELLEME

EĞĠTĠMDE ÖLÇME ve DEĞERLENDĠRME

Genel olarak test istatistikleri. Merkezi Eğilim (Yığılma) Ölçüleri Merkezi Dağılım (Yayılma) Ölçüleri. olmak üzere 2 grupta incelenebilir.

Hatalar Bilgisi ve İstatistik Ders Kodu: Kredi: 3 / ECTS: 5

2018 İKİNCİ SEVİYE AKTÜERLİK SINAVLARI RİSK ANALİZİ VE AKTÜERYAL MODELLEME 12 MAYIS 2018

MODÜLER ARİTMETİK Test -4

AST416 Astronomide Sayısal Çözümleme - II. 6. Monte Carlo

Genetik Algoritmalar (GA) Genetik Algoritmalar Đçerik Nesin Matematik Köyü E rim Ç lı l ş ı ta t yı Nisan, 2012 Mustafa Suphi Erden

İSTATİSTİK EXCEL UYGULAMA

ÖRNEKLEME DAĞILIŞLARI VE TAHMİNLEYİCİLERİN ÖZELLİKLERİ

Yapılan alan araştırması sonucunda aşağıdaki sonuçlar elde edilmiştir. ( ) ( ) ( ) ( )

PARAMETRİK OLMAYAN İSTATİSTİKSEL TEKNİKLER 8

İSTATİSTİK MHN3120 Malzeme Mühendisliği

Transkript:

Dr. Mehmet AKSARAYLI Ekonometri Böl. Simülasyon Ders Notları Rassal Sayı Üretilmesi RASSAL SAYI ÜRETİLMESİ Simülasyon analizinde kullanılacak az sayıda rassal sayı üretimi için ilkel yöntemler kullanılabilir. Çok sayıda rassal sayı için ise elektronik aygıtlar gereklidir. Böyle bir aygıt RAND şirketinde bulunmaktadır ve üretilen bir milyon rasgele sayı RAND şirketi tarafından bir teyp içinde kullanım için verilmektedir. Ülkemizde rasgele üretim aygıtı Harp Akademilerinde geliştirilmiş ve kullanılmaktadır. Fiziksel aygıtları kullanmanın iki güçlüğü vardır: 1. İstenildiği zaman bilgisayar gibi kendisinden bir rasgele sayı veren fiziksel bir aygıta sahip olmak bazen imkansızdır. 2. Böyle bir aygıttan üretilen sayıyı tekrar üretmek imkansızdır, dolayısıyla ilişkili simülasyon denemesi yapılamaz. Bu nokta, modelin hatalarını gidermede, modeli doğrulamada ve geçerliliğini onaylamada sık sık aynı rasgele sayıların aynı sırada kullanılması gerektiği için önemlidir. Fonksiyonel matematik ilişkilerin kullanımı ile üretilen rasgele sayılara sözde rasgele sayılar (pseudo random number) denir. Üretilen rassal sayılar ( 1/6 eşit olasılıkla gözlenmişlerdir) 1,2,5,3,6,4 olsun. Rassal sayı üretimine devam ettiğimizde, diziye yeni katılan sayılar: 1,2,... olarak üretilmiş ise algoritmanın tekrarlanma periyodu 6 ve çok kısadır. N adetlik üretimde 6 periyotlu otokorelasyonlu gelişen bir periyodik dizi elde edilmiş olur. Bu dizi istatistiksel özellikleri yönünden amaca uygun bir dizi değildir. Örneğin 500 adet rassal sayıya gerek duyulan bir benzetim analizi için 500 den biraz büyük periyodu olan bir rassal sayı üreteci yeterli olabilir. 1

Rastgelellik Koşulları (BRATLEY ET ALL, 1983 ; PİDD, 1984 ; GRAYBEAL POOCH, 1985) 1. Rastgele sayı üretecinin tekrarlanma periodunun uzun olması gerekir. Bir üretecin n üretimi için kendini yineleme periyodunun çok uzun olması gerekir. Rastgele sayı üreteçleri bir matematiksel fonksiyona dayanarak sayı üretimini sağlarlar. Bu nedenle belirli bir periodda fonksiyonun kendisini yinelemesi söz konusudur. Böylece oluşturulan algoritmanın yineleme periodunun çok uzun olması gerekir. 2. Rastgele sayı üretecinin n üretiminde elde edilen dizinin sayılarının ardışık olarak birbirinden bağımsız olmaları gerekir. t zaman sürecinde bir trend (eğilim) olmaması gerekir. 3. Rastgele sayı üretecinde t zamanda elde edilen n dizinin elemanlar t i, t i+k periodlarında bir kümeleme göstermemelidir. 4. Rastgele sayı üretecinde sayı üretimleri tekrarlanabilir, yeniden elde edilebilir olmalıdır. Oluşturulan bir algoritmanın her yeniden t period için çalıştırılması halinde üretilen diziler birbirine eşit olmalıdır. 5. Rastgele sayı üreteci çalıştırıldığı bilgisayar türüne bağımlılık göstermemelidir. Genellik prensibine uygun üretimler yapılabilmelidir. 6. Rastgele sayı üreteçleri sistemdeki her hangi bir X değişkeninin asimtotik dağılışına kolayca uyabilen bir esneklik içinde olmalıdır. Türetilen diziler kolayca amaca uygun biçime geçebilmelidir. 7. Rastgele sayı üreteçleri ile üretilen sayı dizilerinde sayıların önceki ve sonraki değerlerine bağımlılığı olmamalıdır. 8. Üretim, n için istenilen büyüklükte kısa sürede elde edilebilir rastgele sayı üretim algoritmaları olmalıdır. 2

Bu özelliklere birkaç yan özellik daha katılabilir, fakat yukarıdaki özelliklere uyan rastgele sayı üreteçlerine (RANGEN) sahip olunduğunda, istenilen rastgele sayı dizilerini elde etmek mümkün olacaktır. Simülasyon modellerinde rassal süreçleri oluşturmak için önce düzgün dağılıma sahip rassal sayılar üretilir ve bunlar diğer dağılımlara ilişkin rassal sayılara dönüştürülürler. Rassal sayı terimi, düzgün dağılmış rassal sayı terimi ile aynı anlamda kullanılmıştır. Simülasyon modellerinde genellikle (0 1) aralığındaki rassal sayılar söz konusudur. Farklı durumlarda, istenilen aralıklarda rassal sayılar, (0 1) aralığındaki sayıların uygun sayılarla çarpılması veya bölünmesi yoluyla elde edilir. Düzgün olasılık yoğunluk fonksiyonu; f(x) f(x) = 1/(b-a) ; a x b = 0 ; d.d. a b Herhangi bir rassal sayının elde edilme olasılığı diğer sayılarla eşit ve kendinden önce elde edilen sayılardan bağımsızdır. P (X=xi ) = sabit i = 1,2,...,t RASSAL SAYI ÜRETME YÖNTEMLERİ 1. Kare Ortaları Üreteci ( John Von Neuman 1946 ) 1. Başlangıç sayısı rasgele seçilir ( istediğimiz rassal sayı 4 haneli ise 4 haneli sayı seç ) 2. Bu sayının karesi alınır. 3. Sekiz basamağı doldurmak için gerekirse sayının sol tarafına sıfır konur. 4. Rassal sayı olarak kullanılmak üzere ortadaki 4 basamak seçilir. 5. 4. Adımda seçilen sayının karesi alınır 6. istenildiği rassal sayı adedi kadar 3-4 5 adımları tekrarlanır. Örnek : x 0 = 3187 başlangıç sayısı ile 10 adet rassal sayı elde edelim. 3

(x 0 ) 2 = 10156960 x 1 = 1569 (1569) 2 = 02461761 x 2 = 4617 (4617) 2 = 21316689 x 3 = 3166 (3166) 2 = 100235556 x 4 = 0235 (0235) 2 = 00055225 x 5 = 0552 (0552) 2 = 00304704 x 6 = 3047...... (5913) 2 = x 10 = 9635 Kare ortalamaları yöntemi n > 50 için kısa yineleme periyodu nedeniyle dizi kendini tekrarlamaktadır. Ayrıca hane sayısı (h) = 2 olduğunda çok kısa periyotta üretim sona ermektedir. 1960 lardan önce h = 4 ve n < 25 için yaygın olarak kullanılmıştır. İlk sayı ve dizinin yineleme uzunluğu arasındaki ilişkiyi kestirmek zordur. Örneğin; x 0 = 4500 alalım (x 0 ) 2 = 20250000 x 1 = 2500 (2500) 2 = 06250000 x 2 = 2500 (2500) 2 = 06250000 x 3 = 2500 (2500) 2 = 06250000 x 4 = 2500... Örneğin; x 0 = 44 ve h = 2 alalım ve 10 sayı üretelim: Rassal sayılar : 93, 64, 09, 08, 06, 03, 00, 00 olarak bulunur. Üretim gittikçe azalan bir dizidir ve 8. Üretimden sonra üretim durmuştur. Yöntemin Sakıncaları: üretilen dizinin periyodu çok kısadır. Uygun bir başlangıç sayısı verilmemişse kısa sürede üretim sıfıra yaklaşmaktadır. h = 4 dışında uygulama düzenli değildir. 4

2.Çarpımsal Benzerlik Yöntemi u 0, b (çarpan), c (artış sayısı) ve m (modüler aritmetik böleni) parametreleri verildiğinde Rn rasgele sayısı, u n = ( b.u n-1 + c ) mod (m) n = 1,2,... Rn = u n /m, n = 1,2,... ile hesaplanır. Örnek: b = 9, c = 5, u 0 = 11 ve m= 12 alarak rassal sayı üretelim. U 1 = (9x11 + 5) mod (12) = 104 mod (12) = (12X8 + 8 ) mod (12) = 8 R 1 = 8/12 = 0,6667 U 2 = (9x8 + 5) mod (12) = 77 mod (12) = (12X6 + 5 ) mod (12) = 5 R 2 = 5/12 = 0,4167 U 3 = (9x5 + 5) mod (12) = 50 mod (12) = (12X4 + 2 ) mod (12) = 2 R 3 = 2/12 = 0,16667 çarpımsal benzerlik yönteminde en önemli sorun u 0, b (çarpan), c (artış sayısı) ve m (modüler aritmetik böleni) parametrelerinin seçimi ile ilgilidir. Seçim işlemlerinde bazı kurallara uymak gerekir. m (modüler aritmetik böleni): Tekrarlama periyodu m den küçük olacağından m in büyük değerler olarak seçilmesi uygun olacaktır. m in 2 n 1 değerine eşit ( n>25) bir değer olması uygun çözüm olabilir. m = 2 31 1 uygun bir mod olduğu saptanmış bulunmaktadır. b (çarpan), c (artış sayısı) seçimi: b = 2 16 + 5 = 65541 b = 2 16 + 3 = 65539 yaygın kullanılanlardır. b = 16807 b = 630360016 c için m in kuvvetli olması uygundur. u 0 ın seçimi: dizinin m periyodu uzun ise u 0 ın seçimi önemsizdir. 5

3. Eklemeli Uyum Üreteci Önceden belirlenen iki ya da daha fazla sayıya dayanarak önceki ve sonraki sayıların toplamlarının modül olarak ele alınan bir sayıya bölündükten sonra kalan sayıların türetilmiş sayı olarak alan bir yöntemdir. x k = ( x k-1 + x k-j ) mod (m) Bu yöntemin çalışması için başlangıç olarak kaç sayının kullanılacağı ve üretilecek sayı büyüklüğünün belirlenmesi gerekir. Örneğin 0 12 arasında sayı üretilecekse modülün, max. Değerin bir fazlası olması gerekir. Bu yöntem başlangıç olarak alınan k elemanlı bir alt dizinin genişletilmesini kapsayan bir yöntemdir. Örnek : m = 10, k = 5 için rassal sayılar = 3, 7, 9, 2, 6 dizisinin genişletilmesini sağlayalım. x 1 = 3, x 2 = 7, x 3 = 9, x 4 = 2, x 5 = 6 x 6 = ( x 5 + x 1 ) mod (10) = ( 6 + 3 ) mod (10) = 9 x 7 = ( x 6 + x 2 ) mod (10) = ( 9 + 7 ) mod (10) = 6 x 8 = ( x 7 + x 3 ) mod (10) = ( 6 + 9 ) mod (10) = 5 x 9 = ( x 8 + x 4 ) mod (10) = ( 5 + 2 ) mod (10) = 7 x 10 = ( x 9 + x 5 ) mod (10) = ( 7 + 6 ) mod (10) = 3 6