ב-Online
 
 
 
 
 
 
 
 
איך עובד המזל 

איך עובד המזל

 
 
בלדד השוחי

המחשב שלכם יכול לעשות את החישובים המסובכים ביותר, אבל לא מסוגל להיות ספונטני אפילו לרגע אחד. בלדד השוחי מסביר

 
 
 
 
 
 
 
 
 
עץ או פלי?
 עץ או פלי?   
לפעמים גם מחשבים זקוקים לטיפה אקראיות. כדי להצפין דברים, כדי ליצור הדמיות מדעיות, אפילו עבור משחקי-וידאו - כדי לדאוג לכך שהמפלצות יזנקו עליך מכיוון בלתי-צפוי ולא יחכו כמו מטומטמות תמיד מאחורי אותה דלת. אקראיות יכולה להיות דבר מאד שימושי.
 
הצרה היא שמחשבים אינם מסוגלים לפעולה אקראית. חשבו על זה לרגע. כל מה שמחשב יכול לעשות זה למלא אחר הוראות שנותנים לו, הוא לא יכול להמציא שום-דבר ואי-אפשר לבקש ממנו לעשות החלטות שרירותיות. אל לנו לשפוט את המחשב לחומרה, גם אנחנו לא ממש מסוגלים "להמציא" מספרים אקראיים (נסיונות מראים שגם אם נדמה לנו שזה אפשרי המספרים ה"אקראיים" שלנו מאד מאד צפויים), כשאנחנו זקוקים לקצת אקראיות אנחנו לרוב מגלגלים קוביה או זורקים מטבע, אבל מה עושה המחשב?
 

רמאות

פון ניומן
 פון ניומן   
בדרך-כלל המחשב פשוט מרמה. כלומר, לא המחשב מרמה, אנחנו מרמים את עצמנו ומשתמשים בדברים שנראים אקראיים למרות שהם לא. אחת השיטות הפשוטות והישנות ביותר לעשות דבר כזה היא שיטת הריבוע-האמצעי (middle-square) של המתמטיקאי הנודע ג'ון פון ניומן (von Neumann): קח מספר בן עשר ספרות. המספר הזה אינו אקראי, אתה בחרת אותו. עכשיו הכפל אותו בעצמו וגזור מתוך התוצאה את עשר הספרות האמצעיות. קיבלת מספר חדש בן עשר ספרות. גם הוא לא אקראי, אבל קשה לנחש ללא חישוב מה הוא יהיה. הכפל אותו בעצמו וגזור מהתוצאה החדשה את עשר הספרות האמצעיות. ושוב. ושוב.
 
 
התוצאה היא סדרה של מספרים בני עשר ספרות שנראית, אם אתה לא מכיר את הטריק, מאד אקראית. בעגה המדעית מספרים כאלו נקראים פסוודו-אקראיים, שבתרגום לעברית מדוברת פרושו: “עאלק אקראיים". בסופו-של-דבר הסדרה הזו מתחילה לחזור על עצמה, ויש לה עוד כמה חסרונות מעיקים, אבל כמעט כל הפעולות ה"אקראיות" שהמחשב שלך עושה מבוססות על קונצים דומים.

השאלה היחידה היא מאיפה לקחת את המספר ההתחלתי. לא חסרים מקומות, אבל גם הם בדרך-כלל מאד לא באמת אקראיים. אפשר לקחת כמספר בסיס, לדוגמא, את מספר אלפיות השניה שעברו מאז חצות. אז נכון, אם מישהו ישחק את המשחק בדיוק באותה אלפית שניה הוא יוכל לדעת איפה המפלצת, ואם הוא ממש חכם הוא יכול לחשב איפה כל המפלצות יהיו בכל זמן נתון, אבל זה נראה די אקראי. אעלק.
 

לחבר פלוטוניום ל-USB

אקראיות הורסת
 אקראיות הורסת   
פון ניומן עצמו אמר שכל מי שמחפש שיטות אריתמטיות, כלומר חישוביות, לייצור מספרים אקראיים באמת, אינו אלא חוטא. מחשב יודע לחשב, לא להיות אקראי. אבל מה בכל-זאת עושים אם ממש צריך קצת אקראיות אמיתית?
 
פתרון יקר אך פשוט הוא להשתמש בחומרה ייעודית. חומרה כזו קובעת משתמשת בדרך-כלל בתהליכים פיזיקאליים מתחום מכאניקת הקוואנטים המתרחשים בתוכה, תהליכים טבעיים שהפיזיקאים חושבים לאקראיים לחלוטין. דוגמא קלאסית היא מכשיר המודד את רמת הקרינה הנפלטת מחומר רדיואקטיבי.

חומרים רדיואקטיביים עוברים תהליך מתמשך של התפרקות - חלקיקים תת-אטומיים מתפרקים מהחומר וניתזים לכל-עבר בצורת קרינה. הכרותנו עם חוקי הפיזיקה מאפשרת לנו לחשב את קצב ההתפרקויות הממוצע, אבל אף-אחד לא מסוגל לצפות מראש אם התפרקות באמת תתרחש בזמן נתון או לא. אז אפשר לחבר מד-קרינה למחשב, להניח לידו חומר רדיואקטיבי, ולקבוע באופן נחרץ שאם בחלקיק השניה הקרוב תתרחש התפרקות אז המפלצת תהיה מאחורי דלת א', ואם לא אז היא תהיה מאחורי דלת ב'. אקראיות.

למי שלא רוצה חומרים רדיואקטיביים ליד המחשב ישנם התקנים שמודדים תופעות אחרות כמו קרינה מהשמש, שינויים זעירים בטמפרטורה ורעש של גלי-רדיו מקריים, אבל יש פתרון מגניב אפילו יותר.
 

בלי USB

כל הזמן מתזזים אותנו בין דלת א' לדלת ב', נשבר כבר הג'!
 כל הזמן מתזזים אותנו בין דלת א' לדלת ב', נשבר כבר הג'!   
בתאוריה מחשבים אינם מסוגלים לאקראיות, אבל באופן מעשי ניתן לראות שדברים בלתי-צפויים בכל-זאת קורים מדי-פעם. בדרך-כלל אנחנו קוראים להם "תקלות". תא-זכרון כושל שמציג ערך שגוי, קצר-חשמלי שהופך את היוצרות או אפילו רעידת-אדמה שגורמת לחלק מהקיר ליפול על המחשב, לנפץ לו את לוח-האם ובאופן-כללי להפתיע את כולנו מאד - כל אלו נחשבים אקראיים.

אבל אנחנו לא צריכים לחכות שיפול לנו על המחשב קיר, יש לנו דברים פחות הרסניים שמשפיעים על המחשב - משתמשים. יש מישהו שמתקתק מדי-פעם על המקלדת, נכון? מישהו שמזיז את העכבר? כל הפעולות הללו מכוונות מצד המשתמש, אבל מצד המחשב הן בלתי-צפויות לחלוטין.

אז הנה פתרון פשוט ונאה: בכל-פעם שהמשתמש מקיש על מקש במקלדת המחשב בודק אם זה קרה באלפית-שניה זוגית או באלפית-שניה אי-זוגית. המחשב שומר את כל התוצאות במאגר אקראיות מיוחד. בכל-פעם שהוא נדרש לבצע החלטה אקראית הוא פשוט ניגש ולוקח את הערך האחרון במאגר האקראיות. אם הערך האחרון הוא אפס המפלצת תצוץ מאחורי דלת א' ואם הוא אחת היא תצוץ מאחורי דלת ב'.
 
כמובן שאפשר לרמות מנגנון כזה, לדוגמא, על-ידי בנית מכשיר מיוחד שיעמוד בין המקלדת למחשב וייתן למידע לעבור רק באלפיות-שניה זוגיות, אבל אם נשתף פעולה וניתן לאקראיות הטבועה בנו לזרום למחשב ללא הפרעה נקבל תוצאות אקראיות למדי - עד כמה שמשהו כבר יכול להיות אקראי.
 
 
 
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ ilan @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
 
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ ilan @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
 
 
תגובות
הוסף תגובה0 תגובות
הוספת תגובה
מאת
 
נושא
 
תוכן
 
 
 
 
תודה! תגובתך התקבלה.
התגובה תתפרסם בכפוף לתנאי האתר.
 
 
 
 
 

כל הזכויות שמורות 2011 © נענע 10 בע"מ
 
 
 
 
כל הזכויות שמורות © Nana10 בע"מ
Video powered by