Hoe kiest een computer random?
 

Als je een computer de opdracht geeft om uit bijvoorbeeld A B C D een random letter te kiezen, hoe doet hij dat dan? Volgens mij kunnen computers zelf niet "kiezen", omdat ze alleen kunnen doen wat ze geprogameerd zijn, en een random optie kiezen kan toch niet geprogameerd zijn...

Ze kunnen ook niet willekeurig kiezen. Toeval bestaat niet, als je er over nadenkt. Dus ook niet voor computers!

Wat computers doen, is uit een hele lange rij getallen, een getal kiezen. Vaak wordt die rij getallen bij het opstarten van het besturingssysteem opnieuw aangemaakt door een ingewikkelde formule waar de computer iedere keer (voorgeprogrammeerde) getallen invult, zodat er meer variatie is.

De computer kiest dus niet maar haalt eigenlijk gewoon een getal uit de uitkomst van een ingewikkelde formule. Het lijkt volkomen toevallig, die getallen, maar het is gewoon uit een onsamenhangende rij genomen. Je kunt dus ook geen verband tussen die getallen zien, zo ingewikkeld is die uitkomst van die formule.

Het is een beetje onduidelijke omschrijving, maar get the point?

fijn dat je even poneert dat toeval niet bestaat.

dan ben je nl. verder dan de huidige quantumfysici. :cool: (y)

maar computers bepalen meestal aan de hand van een seed (getal wat gebruikt wordt om de 'willekeur' te 'initialiseren', meestal wordt hiervoor de huidige systeemklok gebruikt (redelijk nauwkeurig ding, dus veel mogelijke seeds)) een random getal. op die seed worden een aantal arbitraire operaties uitgevoerd, waardoor je een zogenaamd pseudo-random getal krijgt.

verder is het trouwens ook mogelijk dat een of ander apparaat bij het berekenen van een willekeurig getal ook bijvoorbeeld voltages van zijn eigen elektronica in de berekening opneemt, of bijvoorbeeld een gemeten temperatuur (mbv sensoren enzo), maar dit wordt nog niet echt op grote schaal toegepast.

Oh... Zoiets dacht ik al :) .

Wel een ingewikkeld proces :eek:

Er zijn systemen met een 'echte' random data generator' aan boord, een stuk hardware meestal gebaseerd op een stuk licht radioactief materiaal en een geigerteller.

hehe, cool. maar radioactief verval is in principe ook niet willekeurig in het algemeen toch? van elke isotoop kan je toch gewoon de halfwaardetijd bepalen?

Ik gebruik met C++ als seed altijd de datum en tijd.

Nja als je een of andere isotoop hebt met een halfwaardetijd van 10^9 jaar dan zal het wel een aardige benadering zijn denk ik??

Tuurlijk, maar dat boeit niet. Het gaat om de interval tussen 'clicks', die is compleet random. Het is echt niet zo dat precies elke X seconden een atoom uitmekaar valt :)

Komt nog eens bij dat radioactieve isotopen vervallen in andere (vaak radioactieve) isotopen. Je hebt dus nooit een pure stof. Ideaal dus :)

Boeiend.

hehe :D

maar die 3e alinea vertelde ik toch al maar met andere woorden :s

Alleen omdat WIJ het niet kunnen volgen, zo snel gaan atomen enzo, is het nog niet ECHT random... Alleen voor ons lijkt het zo omdat wij het niet kunnen volgen omdat het zo klein is en zo snel gaat enzo.

Ik heb geen verstand van natuurkunde of wat t ook is maar dat kan iedereen je vertellen.

Nee, maar ik gaf wel een antwoord op de TS.

Laat dat nou net iets zijn wat mijn leraar natuurkunde pas 10^9 keer heeft herhaald..

'NIET TE BEINVLOEDEN DOOR TEMPERATUUR DRUK ETC'..

Denkfout.....

Neem maar eens 1 enkel atoom. Die heeft elk moment X kans om te vervallen. Ga jij voorspellen wanneer dat is? Op dat soort kansen, maar dan in positie/moment/energie etc, is de hele quantumfysica gebouwd.
Het vervallen van een enkel atoom is praktisch volledig random.

Die halfwaardetijd is gewoon een stukje statistiek. Als je op een paar gram radioactief materiaal let zul je die ene atoom meer of minder niet opmerken.

M.a.w.: De natuur is volledig random, alleen merken wij het niet zo vaak in ons dagelijks leven.

Alleen streng gelovigen zullen je anders vertellen. Einstein zei hierover eens: "God dobbelt niet" . Toen geloofde hij zelf niet in een van zijn eigen ontdekkingen.

Als je Einsteins uitspraak dat God niet dobbelt met het universum religieus wenst op te vatten, ken je aan die uitspraak een religieuzere inhoud toe dan wat Einstein bedoelde. Wat hij bedoelde was dat hij niet zonder meer kon accepteren dat bepaalde natuurkundige wetten een statistisch karakter hebben. Einstein verzette zich met name tegen de "Kopenhagen-interpretatie" van Niels Bohr en anderen, waarbij wordt gesteld dat het gedrag van een subatomair deeltje afhankelijk is van de manier waarop het wordt waargenomen.

Hoe zit dat dan met het cursieve gedeelte. Alle natuurkundige wetten hebben toch een statistisch karakter? Ze kunnen toch niet willekeurig veranderen, of maak ik nou een enorme denkfout? :confused:

Niet alle natuurkundige wetten. Denk in dat verband maar eens aan de wetten uit de klassieke mechanica. Het is ook niet zo dat natuurkundige wetten willekeurig kunnen veranderen. Bij wetten met een statistisch karakter moet je in dit verband denken aan wetten die het gedrag van een grote hoeveelheid deeltjes beschrijven. Denk in dit verband bijvoorbeeld aan de snelheidsverdeling van gasmoleculen bij een gegeven volume en temperatuur, of aan de energieverdeling van subatomaire deeltjes bij een gegeven temperatuur. In het laatste geval kun je een onderscheid maken tussen bosonen (deeltjes met een geheeltallige spin) die zich gedragen volgens de Bose-Einstein statistiek, en fermionen (deeltjes met een halftallige spin, bijvoorbeeld 1/2 of -1/2) die zich gedragen volgens de Fermi-Dirac statistiek.

Newtons wetten zijn absoluut. In theorie kunnen we, als we alle data hebben, alles wat in het helaal gebeurd tot in het oneindige voorspellen.

Maar door het onzekerheidsprincipe hebben alle quantummechanische effecten een statistische kans. Of god dobbelt, of er zijn verborgen variabelen in subatomaire deeltjes. We weten bijvoorbeeld nog steeds niet hoe die werken, we weten niets van de interne mechanisme(misschien loop ik achter dus corrigeer me even, voor zover ik weet weet men dat nog niet).

Dan zal het leven bij jou wel simpel zijn, dat je dit al antwoorden noemt.

De reactie van Daevrem was wèl ontopic.

Als je wil weten hoe een computer een 'random' getal krijgt, bijvoorbeeld als gebruik voor de schade in een op D&D bebaseerd computerspel dan gebruikt men hiervoor nu eenmaal geen radioactief isotoop...

:rolleyes:

hier ben ik het helemaal mee eens. ik weet bijna niks van natuurkunde, maar desondanks ben ik ervan overtuigd dat alles in het universum te voorspellen is. Wanneer je alle factoren kent en een computer zou hebben die in staat is om met deze onmenselijke hoeveelheid verschillende factoren te kunnen werken. niets gebeurd zomaar, zelf de emoties van een persoon die nog niet eens bestaat zou je kunnen voorspellen.

maargoed dit kan ik natuurlijk niet hard maken.

Je mag alle factoren niet kennen. :)

Ten minste, niet te precies. Er is altijd onzekerheid in de quantummechanica. Einstein vond dit niet leuk, hij zei "God does not play dice." Maar dit was natuurlijk een hele onwetenschappelijke filosofische uitspraak.

Het is gewoon wachten op een theorie die op een nog lager niveau als quantummechanica werkt.

Dat was hetzelfde idee dat de 18e-eeuwse wiskundige Laplace ook had, maar helaas hebben de relativiteitstheorie en de quantummechanica ons laten zien dat de wetten van Newton niet zo absoluut zijn als men indertijd wel dacht.

Wat we in ieder geval weten is dat materiedeeltjes een spin 1/2 moeten hebben en dat de wisselwerking tussen materiedeeltjes plaatsvindt door middel van deeltjes die een spin van 0, 1 of 2 hebben. Deze wisselwerkingdeeltjes zijn virtuele deeltjes omdat ze niet door een deeltjesdetector kunnen worden waargenomen.

LOL

En hier maak jij een denkfout.

Een radioactief atoom heeft op elk moment een kans van 0 om te vervallen. Ja, dat is onmogelijk. (de reden hierachter is meer wiskundig dan natuurkundig, maar desalniettemin erg logisch... ik wil hier niet al te diep op ingaan, als je het wil weten PM je maar)

Een radioactief atoom heeft slechts een kans om te vervallen binnen een bepaald tijdsinterval.

Is dat niet wat de supersnarentheorie doet?

Ja, bijvoorbeeld.

Maar zegt die theorie al iets over de aard van de onzekerheid in kwantum mechanica?

Ik weet er (te) weinig van.

String theorie is zelf ook een quantumtheorie.

De theorie is fundamenteler in de zin van dat het een groter gebied van de fysica beschrijft (nl. quantumgravitatie). Verder heb je, in tegenstelling tot het huidige Standaardmodel, maar te maken met 1 soort deeltje: de string/snaar. De snaar nemen we waar als een elementair deeltje, afhankelijk van de manier waarop de snaar trilt. Je kan dit bijvoorbeeld opvatten als volgt: hoe meer de snaar trilt, des te meer energie het heeft. Aangezien E=mc² heb je dan te maken met een zwaarder deeltje. Op dit gebied is de snaartheorie dus wel fundamenteler.

Maar net als in de quantummechanica, heb je bij snaartheorie nog steeds te maken met zaken als operatoren en commutatoren. En het zijn juist deze begrippen die voor de onzekerheidsrelaties zorgen. Op dit gebied is de snaartheorie dus niet fundamenteler.

Er zijn aanwijzingen dat random bij computers niet zo random is als algemeen werd aangenomen.

Computers blijken een neiging te hebben om vaker een 0 te ´kiezen`dan een 1. (of andersom)

Of zoiets, ben niet zo into informatica, maar heb er eens wat over gelezen.

Waarom dit zo is, weet men (nog) niet.

Groetjes
Ben(die absoluut niet van programmeren houdt :)

Ik vind dit wel een interessant onderwerp maar we zijn nu een beetje aan het afdwalen.

Het is nu duidelijk dat computers random-getallen berekenen en niet zoals mensen gewoon een getal kiezen. Een formule bepaalt welk getal er gekozen wordt. Nu komen we bij het punt dat dat programma/formule geschreven is door iemand die vanuit zijn eigen beeld een randomgetal genereert. Als men die formule erbij pakt kan men het randomgetal voorspellen, zeker als de formule gebruik maakt van de systeemklok. Hoe random zijn die getallen dan eigenlijk?

Verder kan het geen kwaad zolang het programma maar goed functioneert (niet de hele tijd hetzelfde getal kiezen). Iemand die een RANDOM gebruikt in zijn programma zal hier van bewust zijn en zal geen belangrijke waarden aan deze functie toekennen, belangrijke waarden in de zin van beveiliging van banken, militaire toepassingen, enz. Wie het programma in handen krijgt kan er ook achter komen welk random getal er gekozen gaat worden op een bepaald moment.

Dat ligt er maar aan. Het feit dat de systeemklok wordt gebruikt wil niet direct zeggen dat je het resultaat kunt voorspellen - tenminste niet zonder de formule te kennen.

Ik heb er nooit uitgebreid mee getest maar volgens mij zijn de getallen random in de zin dat de kansen voor alle mogelijkheden gelijk zijn. Maar dan weer niet random omdat ze niet willekeurig maar uit een 'seed' (de systeemklok/datum enz) worden gehaald.

onzin, een computer kiest niets zelf.

het is 100% afhankelijk van het algoritme dat de uitkomst bepaald, en in hoeverre dat algoritme willekeurige uitkomsten kan geven.

alle uitkomsten en hun berekeningen zijn van tevoren geprogrammeerd, maar als ze complex genoeg, niet te voorspellen zijn (bijv omdat je niet weet hoe het algoritme in elkaar steekt) dan is dit net zogoed als willekeurige uitkomsten.

Het woord 'kiezen' moet je uiteraard ook niet letterlijk opvatten.

Maar voor de rest klopt het wel wat ik zeg.

Er zijn boeken over te vinden...lees ze maar eens.

Groetjes
Ben(die graag onzin verkondigd :p

Euh. Ja. Tuurlijk :rolleyes:

Hoewel de kans dat een deeltje vervalt binnen een bepaalde tijd constant is, is het aantal vervallende atomen binnen een bepaalde tijdsspanne wel random, binnen bepaalde grenzen. Dat 'getal' wordt dus als random seed gebruikt. Zo werken de meeste 'echte' RNGs. Encryptie-hardware heeft zelfs vaak wat radioactieve stof + geigerteller aan boord, specifiek voor de RNG.

Eerder een formuleringsfout. Tuurlijk zijn die kansen per tijdsinverval, anders zit je met infinitesimale tijdsintervallen, en dan is de kans altijd 0 ;)
Inderdaad, dat is wiskundig (voor de niet-zo-beta's: de kans wordt uitgerekend mbv een integraal, en als je een "moment" bekijkt, geeft die integraal altijd 0, omdat je dan het interval t tot t+dt bekijkt, met dt -> 0, en de waarden op die tijden moet je van elkaar aftrekken, dus f(t)-f(t) en dat is altijd 0).

Een infinitesimaal interval is ook een interval en dus heeft een radioactief atoom ook een kans te vervallen in dat interval. Dit wordt vaak genoteerd als dP (infinitesimale kans, dus iets heel anders dan een kans van 0).