블로그 목적

난수(Random)에 대해서 알아보자.

난수는 PRNG(Pseudo Random Number Generator, 의사 난수 생성기)를 통해서 생성됨.
- 즉, 논리적으로 계산된 수를 생성해냄.
그리고, 텐서플로는 PRNG를 이용해 임의의 분포를 갖는 난수 텐서를 생성해냄.

균일분포(Uniform Distribution)란?
- 주어진 범위 내의 모든 수가 동일한 분포를 갖는 형태를 말함.
균일 분포 함수
- tf.random.uniform( shape, minval=0, maxval=None, dtype=tf.dtypes.float32, seed=None, name=None )
- 참고페이지
  - https://www.tensorflow.org/api_docs/python/tf/random/uniform
그럼, 텐서플로로 샘플코드를 작성해 보자.
- 1차원텐서 / 100개의 값이 0~1사이의 균일분포되도록 작성함.
  - 실행화면
  - - 설명
      - 위의 그림에서, 0~1사이의 값이 거의 같은 확률로 분포한다고 볼 수 있음.

정규분포(Normal Distribution) 란?
- 정규 분포(Normal Distribution, 正規分布)는 연속 확률 분포 중 하나임.
  - 가우스가 처음 정립했기 때문에 가우스 분포(Gaussian Distribution)라고도 함.
  - 인간과 자연세상에서 일어나는 수많은 일을 설명하는 핵심 개념이며, 통계학에서 사용하는 각종 확률 분포 중에서도 가장 중요하게 다루는 분포이다. 일명 통계학의 꽃이라고 함.;;
    - 만약 0 에서 가까운 값을 더 많이 갖게 되는 난수를 분포 시켜야 할 경우 가우시안분포 or 정규분포를 사용함.
      - 다시말해서, 0에서 멀리 있는 값일수록 발생할 확률이 급격히 낮아진다고 볼 수 있음.
정규분포 함수
- 코드
  - tf.random.normal( shape, mean=0.0, stddev=1.0, dtype=tf.dtypes.float32, seed=None, name=None )
- 참고페이지
  - https://www.tensorflow.org/api_docs/python/tf/random/normal
그럼, 텐서플로로 샘플코드를 작성해 보자.
- 실행화면
- - 설명
    - 0 에서 가까운 값을 더 많이 갖게 되는 난수의 분포를 볼 수 있음.

의사난수는 알고리즘의 초기값, 즉 시드(seed)값에 따라 항상 동일한 난수를 생성해 낼 수 있음.
- 다시말해서, 시드값을 고정해서 사용하면, 매번 동일한 난수가 생성됨.
- 보통, 재현이 필요한 프로그램 디버깅과정에서 유용하게 사용할 수 있음.
그럼, 시드를 이용해서 난수 생성을 하는 코드를 작성해보자.
- 예시 / 실행화면
  - 처음 실행 했을 때 (88)
  - 다시한번 실행 했을 때(89)...(역시나 같음...^^;)
    - - 설명
        
        88번째/89번째 난수 결과 값이 동일함을 확인할 수 있음.

몬테카를로 방법(Montecarlo's method) 이란?
- 몬테카를로 방법은 난수를 이용하여 함수의 값을 확률적으로 계산하는 알고리즘을 부르는 용어
- 수학이나 물리학등에 자주 사용되며, 계산하려는 값이 닫힌형식으로 표현되지 않거나 복잡한 경우에 근사적으로 계산할 때 사용됨.
  - 즉, 산술 확률적인 기법으로, 고성능의 과학연산에 많이 사용됨.
- 스타니스와프 울람이 모나코의 유명한 도박의 도시 몬테카를로의 이름을 본따 명명하였다고 함.
- 참고페이지 wiki
  - https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%AA%AC%ED%85%8C%EC%B9%B4%EB%A5%BC%EB%A1%9C_%EB%B0%A9%EB%B2%95
그럼, 예제코드를 작성해 보자.
- 예시 / 실행화면
  - - 설명
      - 몬테카를로 기법을 통해서 원주율[π]로 출력값이 수렴하는 과정을 나타냄.

난수는 PRNG(Pseudo Random Number Generator, 의사 난수 생성기)를 통해서 생성됨.
- 즉, 논리적으로 계산된 수를 생성해냄.
그리고, 텐서플로는 PRNG를 이용해 임의의 분포를 갖는 난수 텐서를 생성해냄.
이제까지, 균일분포/정규분포/시드를 사용한 난수생성/몬테카를로방법에 대해서 알아봄.
오늘도 난수에 대한 지식한가지 획득완료! 감사합니다.

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