randtechnieken

Randtechnieken is een verzamelnaam voor methoden die gebruikmaken van willekeur om problemen op te lossen, te modelleren of te analyseren. Ze worden toegepast in statistiek, wiskunde, informatica, financiën en onderzoek waar onvoorspelbaarheid of representatieve steekproeven nodig is. Randtechnieken kunnen worden onderverdeeld in twee hoofdgroepen: het genereren van willekeur en het toepassen van willekeur in algoritmen en ontwerp.

Genereren van willekeur: het gaat om het produceren van getallenreeksen die zoveel mogelijk onvoorspelbaar en onafhankelijk lijken. Typische middelen zijn PRNG's (pseudo-willekeurige getallengenerators) die deterministisch reageren op een seed, en cryptografisch veilige RNG's die speciale eigenschappen hebben. De kwaliteit van de random getallen wordt beoordeeld met statistische tests.

Toepassingen: Monte Carlo-simulaties benutten willekeur om complexe systemen te modelleren; in algoritmen worden randomized algorithms gebruikt om gemiddelde prestaties te bereiken of te verbeteren; in statistiek is randomisatie essentieel bij steekproeftrekking en experimenteel ontwerp; in cryptografie zorgen willekeurige sleutels en nonces voor veiligheid.

Voorbeelden: Monte Carlo-simulatie, randomized quicksort en andere randomized algorithms, bootstrap-resampling, simulatie van wachtrijssystemen en optimeringsmethoden zoals simulated annealing.

Kwaliteit en beperkingen: de willekeurige getallen moeten biasvrij zijn en reproduceerbaarheid is vaak gewenst; onbetrouwbare randomness kan leiden tot vertekende resultaten. Tests zoals Diehard- en NIST-tests worden gebruikt om de kwaliteit van RNG's te evalueren.

Zie ook: Monte Carlo-methode, RNG, PRNG, cryptografisch veilige RNG, randomness testing, bootstrap, simulated annealing.