C# Mersenne Twister số nguyên ngẫu nhiên thực hiện phát (SFMT) monte carlo mô phỏng

Question

Cho đến nay tôi đã sử dụng C# Mersenne Twister tìm thấy ở đây để tạo ra số ngẫu nhiên:

http://www.centerspace.net/resources.php

Tôi chỉ phát hiện SFMT đó là nghĩa vụ phải được gấp đôi so với ở đây nhanh:

http://www.math.sci.hiroshima-u.ac.jp/~m-mat/MT/SFMT/

Có ai có thể chỉ cho tôi tại triển khai C# của SFMT không?

Yêu cầu của tôi là tạo số nguyên giữa (và bao gồm) 0 và 2^20 (1048576).

Tôi cần làm điều này nghìn tỷ lần mỗi ngày cho mô phỏng chạy trên đồng hồ 24 giờ vì vậy tôi sẵn sàng dành hàng ngày để tinh chỉnh điều này cho sự hoàn hảo.

Hiện nay tôi đã điều chỉnh Trung tâm Vũ trụ Mersenne Twister bằng cách thêm một phương pháp mới để phù hợp với yêu cầu của tôi:

public uint Next20() 
{    
    return (uint)(genrand_int32() >> 12); 
} 

Sử dụng phương pháp genrand_int32() Tôi muốn tạo ra phiên bản của riêng tôi, genrand_int20(), mà tạo ra một số nguyên giữa (và bao gồm) 0 và 2^20 để lưu trên số truyền ở trên và dịch nhưng tôi không hiểu toán học. Chính xác làm thế nào tôi có thể làm điều này?

Cũng đang sử dụng uint sẽ nhanh hơn int hoặc chỉ là vấn đề số địa chỉ? Bởi vì tôi chỉ cần lên đến 1048576, tôi chỉ quan tâm đến tốc độ.

Điều này cũng sẽ chạy trên một hộp Windows Server 2003 R2 SP2 (32 bit) với .NET 2. Bộ vi xử lý là AMD Opteron 275 (4 lõi).

Answer 1

Những việc bạn có thể làm là tải xuống source from the link bạn đã khám phá trên Dự án mã. Giải nén nó, tải giải pháp trong Visual Studio và biên dịch nó. Điều này sẽ cung cấp cho bạn nguồn, một dll không được quản lý và tệp .lib.

Bạn có thể P/Gọi hàm trong dll này, (chỉ có 5 hàm đơn giản được xuất, trong đó bạn chỉ cần hai) hoặc bạn có thể sử dụng tệp dll, lib và SFMT này để tạo một wrapper được quản lý dll bạn có thể sử dụng trong C# mà không cần P/Invoke. Tôi chỉ thử phương pháp này và nó rất đơn giản để làm. Không có marshalling rõ ràng liên quan.

Dưới đây là cách thực hiện. Khi bạn đã tải xuống và biên soạn nguồn (bạn cần tiêu đề và tệp lib được tạo ra ngoài dll), hãy tạo dự án Thư viện lớp C++ CLR mới. Gọi nó là WrapSFMT hay gì đó. Đi các thuộc tính của dự án. Trong C++/Headompiled Headers, thay đổi thành "Not using precompiled headers." Trong thư mục Linker/General/Additional Library, nhập đường dẫn đến SFMT.lib. Bên dưới Trình liên kết/Đầu vào/Phụ thuộc bổ sung, thêm SFMT.lib. Đóng các trang thuộc tính. Sao chép SFMT.h vào thư mục dự án của bạn và đưa nó vào dự án.

Sửa WrapSFMT.h để đọc như sau:

#pragma once 
#include "SFMT.H" 

using namespace System; 

namespace WrapSFMT { 

public ref class SRandom 
{ 
public:SRandom(UInt32); 
public:UInt32 Rand32(void); 
}; 
} 

Những tuyên bố các phương pháp mà sẽ được trong lớp học của bạn. Bây giờ hãy chỉnh sửa WrapSFMT.cpp để đọc:

#include "WrapSFMT.h" 

namespace WrapSFMT { 

SRandom::SRandom(UInt32 seed) 
{ 
    init_gen_rand(seed); 
} 

UInt32 SRandom::Rand32() 
{ 
    return gen_rand32(); 
} 
} 

Những phương pháp này bạn đã khai báo trong tệp tiêu đề. Tất cả những gì bạn đang làm là gọi các hàm từ SFMT.dll và C++/CLI sẽ tự động xử lý việc chuyển đổi từ không được quản lý sang quản lý. Bây giờ bạn sẽ có thể xây dựng WrapSFMT.dll và tham khảo nó trong dự án C# của bạn. Đảm bảo SFMT.dll nằm trong đường dẫn và bạn không gặp phải vấn đề gì.

Answer 2

Tôi không thực sự thấy vấn đề của bạn với tốc độ tại đây. Trên máy tính của tôi (Core 2 Duo T7200 @ 2 GHz) tạo ra một số nguyên ngẫu nhiên với MT19937 hoặc MT19937-64 mất khoảng 20 ns (trung bình, khi vẽ 50000 số). Vì vậy, đó sẽ là khoảng 4,32 × 10 (để khoảng 4 nghìn tỷ số) một ngày. Và đó là một lõi. Với Java. Vì vậy, tôi nghĩ rằng bạn có thể mong đợi hiệu suất được nhiều hơn đủ cho nhu cầu của bạn.

Để thực sự trả lời câu hỏi của bạn: Tôi không biết triển khai C# của SFMT, nhưng việc chuyển đổi mã C thành C# phải khá đơn giản. Tuy nhiên, bạn không đạt được nhiều, vì SFMT được tối ưu hóa cho SIMD và C# hiện không hỗ trợ trực tiếp.

Answer 3

Có lý do nào bạn không thể biên dịch triển khai C thành DLL và gọi điều này từ mã C# của bạn không?

EDIT:

Tôi xin lỗi, nhưng tôi chỉ có một sự hiểu biết rất hạn chế về C (và thực sự C#), nhưng "Làm thế nào để tạo ra một dll C" có thể được giải đáp ở đây: http://www.kapilik.com/2007/09/17/how-to-create-a-simple-win32-dll-using-visual-c-2005/ và nhanh như thế nào có thể được kiểm tra bằng cách lược tả mã.

Answer 4

Có lẽ this là những gì bạn đang tìm kiếm? Có danh sách một số triển khai.

Cụ thể, this one (bởi Cory Nelson) có thể hữu ích.

Answer 5

Bạn có thể tìm thấy một C# thực hiện SFMT (cộng với các thuật toán RNG khác) tại ... http://rei.to/random.html Trang và mã nguồn ý kiến ​​được bằng tiếng Nhật nhưng bạn sẽ có thể tìm nó ra.

Bạn cũng có thể tìm thấy một phiên bản Google dịch (sang tiếng Anh) của trang tại ... http://translate.google.com/translate?hl=en&sl=ja&u=http://rei.to/random.html