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Wie erstellt ein Computer Zufallszahlen?

Frage von Gast | 04.01.2012 um 18:17 Uhr

Ich frage mich, wie es ein Computer schafft zufällige Zahlen zu generieren. Normalerweise würde ich als Laie denken, dass ein Computer immer exakt und akkurat arbeitet und eine mathematische Funktion immer ein vorhersagbares Ergebnis liefert. Woher kommen also die Zahlen aus dem Zufallsgenerator?

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Es gibt da verschiedene Möglichkeiten, wie ein Computer vorgehen kann. Zunächst gibt es so genannte Pseudozufallszahlen Generatoren. Diese benutzen einfach eine Liste von zufälligen Zahlen aus denen dann einfach eine Zahl ausgewählt wird. WIrklich zufällig ist das natürlich nicht und es gibt das Problem, dass sich die Zahlen zwangsweise irgendwann wiederholen, was natürlich auch von der Länge der Liste abhängt.

Bessere Ergebnisse erzielt man da mit einer anderen Gattung von Zufallsgeneratoren, die bestimmte "zufällige" Werte am Computer verarbeiten und darauf Zufallszahlen ableiten. Das kann zum Beispiel die Uhr des Computers in Millisekunden sein, die sich ständig ändert, die Bewegung der Maus oder auch das Rauschen eines Soundeingangs oder einer am Computer angeschlossenen Karte. Die daraus resultierenden Werte sind relativ unvorhersehbar und führen so nachdem sie durch eine entsprechende Funktion gejagt wurden zu sehr guten Ergebnissen, die ziemlich zufällig aussehen.

Um zu testen, wie gut eine Zufallsfunktion ist, kann man sie millionenfach aufrufen und sich dann die Verteilung der ausgegebenen Werte ansehen. Hier sollte die Verteilung ziemlich gleich sein und es sollten keine unerwarteten Spitzen oder Dellen bei bestimmten Werten entstehen.
05.01.2012 um 17:49 Uhr

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Computer Experte

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Es gibt mathematische Funktionen, die schon bei geringen Änderungen der Parameter enorm in den Werten schwanken. Steckt man in diese Funktionen zum Beispiel die Systemzeit als Anfangswert ist schnell der ganze Wertebereich gleichmäßig abgedeckt und wir bekommen unsere Zufallszahl indem wir auf den gewünschten Wertebereich skalieren.
06.01.2012 um 20:53 Uhr

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