ruisgetallen

Ruisgetallen zijn numerieke waarden die voortkomen uit processen met onvoorspelbare variatie. Ze worden veelvuldig gebruikt om onzekerheid, meetruis of willekeur in modellen en simulaties te representeren. In de wiskunde en informatica wordt onderscheid gemaakt tussen ware ruis, afkomstig van fysieke bronnen, en pseudo-random getallen, die door algoritmen worden gegenereerd en reproduceerbaar zijn bij dezelfde beginwaarde.

Ware ruis kan voortkomen uit elektronische storingen of kwantumprocessen; pseudorandom getallen worden doorgaans gegenereerd door deterministische algoritmen zoals lineaire congruentiegeneratoren of de Mersenne Twister. Vaak worden getallen uniform verdeeld op het interval [0,1] gepresenteerd, waarna ze kunnen worden omgezet naar andere verdelingen zoals normaal (Gaussian) of Poisson.

Eigenschappen die belangrijk zijn voor ruisgetallen zijn uniformiteit, onafhankelijkheid en een lange periode. Tests voor die eigenschappen zijn onder andere Diehard, NIST en TestU01. Voor simulaties leveren ruisgetallen meestal uniforme variabelen op; in signaalverwerking wordt vaak witte ruis toegepast, die een vlak spectraal densiteit heeft en daardoor een gelijkmatige bijdrage levert over frequenties.

Toepassingen omvatten het modelleren van onzekerheid in systemen, Monte Carlo-methoden, stochastic process modellering en signaalverwerking. In cryptografie zijn cryptografisch veilige RNG’s (CSPRNG’s) vereist, omdat voorspelbaarheid aanleiding kan geven tot veiligheidsproblemen. Dergelijke RNG’s combineren vaak hardware- en softwarebronnen om onvoorspelbaarheid te waarborgen.

Samengevat vormen ruisgetallen een fundamenteel hulpmiddel in wetenschap en techniek voor representatie van onvoorspelbare variatie, met uiteenlopende generatietechnieken en toepassingen.

---