C# Mersenne Twister implementazione generatore numero intero casuale (SFMT) simulazione Monte Carlo

Question

Finora ho usato il C# Mersenne Twister trovato qui per generare numeri casuali:

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

Ho appena scoperto SFMT che è dovrebbe essere due volte più veloce qui:

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

Qualcuno può indicarmi un'implementazione C# di SFMT?

I miei requisiti sono di generare un numero intero compreso tra (e compreso) 0 e 2^20 (1048576).

ho bisogno di fare questo bilioni di volte tutti i giorni per una simulazione in esecuzione su un orologio di 24 ore, quindi sono disposti a spendere giorni tweaking questo alla perfezione.

Attualmente ho modificato il Centro Spaziale Mersenne Twister con l'aggiunta di un nuovo metodo per soddisfare le mie esigenze:

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

Utilizzando il metodo genrand_int32() mi piacerebbe produrre la mia versione, genrand_int20(), che genera un intero tra (e compreso) 0 e 2^20 per salvare sulla trasmissione sopra e spostare ma non capisco la matematica. Esattamente come posso fare questo?

Inoltre si sta utilizzando un uint che sarà più veloce di quello o è solo una questione di numeri indirizzabili? Perché ho solo bisogno di un massimo di 1048576, mi interessa solo la velocità.

Anche questo sarà in esecuzione su un 2003 R2 SP2 scatola (32 bit) di Windows Server con .NET 2. Il processore è AMD Opteron 275 (4 core).

Answer 1

Quello che puoi fare è scaricare il source from the link che hai scoperto su Code Project. Decomprimilo, carica la soluzione in Visual Studio e compila. Questo ti darà sorgente, una cll non gestita e un file .lib.

È possibile P/Richiamare le funzioni in questa DLL, (sono esportate solo 5 funzioni semplici, di cui sono necessarie solo due) oppure è possibile utilizzare questa dll, lib e il file di intestazione SFMT per creare un wrapper gestito dll puoi usare in C# senza P/Invoke. Ho appena provato questo metodo ed è stato molto semplice da fare. Non è stato coinvolto il marshalling esplicito.

Ecco come. Dopo aver scaricato e compilato la sorgente (sono necessari l'intestazione e il file lib creato in aggiunta alla DLL), creare un nuovo progetto Libreria di classi C++ CLR. Chiamalo WrapSFMT o qualcosa del genere. Vai alle proprietà del progetto. In Intestazioni precompilate in C++, passare a "Non utilizzare intestazioni precompilate". Sotto Linker/General/Additional Library Directories, immettere il percorso per SFMT.lib. Sotto linker/input/dipendenze aggiuntive, aggiungere SFMT.lib. Chiudi le pagine delle proprietà. Copia SFMT.h nella cartella del progetto e includilo nel progetto.

Modifica WrapSFMT.h per leggere come segue:

#pragma once 
#include "SFMT.H" 

using namespace System; 

namespace WrapSFMT { 

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

Questi dichiarare i metodi che saranno nella tua classe. Ora modificare WrapSFMT.cpp a leggere:

#include "WrapSFMT.h" 

namespace WrapSFMT { 

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

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

Questi implementare i metodi dichiarati nel file di intestazione. Tutto quello che stai facendo è chiamare le funzioni da SFMT.dll e C++/CLI gestisce automaticamente la conversione da non gestita a gestita. Ora dovresti essere in grado di costruire WrapSFMT.dll e farne riferimento nel tuo progetto C#. Assicurati che SFMT.dll si trovi nel percorso e non dovresti avere problemi.

Answer 2

Non vedo davvero il tuo problema con la velocità qui. Sulla mia macchina (Core 2 Duo T7200 @ 2 GHz) la generazione di un numero intero casuale con MT19937 o MT19937-64 richiede circa 20 ns (in media, quando si disegnano numeri 50000). Quindi sarebbe circa 4,32 × 10 (quindi circa 4 trilioni di numeri) al giorno. E questo è per un nucleo. Con Java. Quindi penso che puoi aspettarti che le prestazioni siano più che adeguate alle tue esigenze.

Per rispondere effettivamente alla tua domanda: non conosco un'implementazione C# di SFMT, ma la conversione del codice C in C# dovrebbe essere abbastanza semplice. Tuttavia, non stai ottenendo molto, dato che SFMT è ottimizzato per SIMD e C# attualmente non supporta direttamente questo.

Answer 3

C'è un motivo per cui non è possibile compilare l'implementazione C in una DLL e chiamarla dal codice C#?

EDIT:

Mi dispiace, ma ho solo una conoscenza molto limitata della C (e in effetti C#), ma il "Come creare una DLL C" si può rispondere qui: http://www.kapilik.com/2007/09/17/how-to-create-a-simple-win32-dll-using-visual-c-2005/ e quanto velocemente può essere controllato profilando il codice.

Answer 4

Forse this è quello che stai cercando? C'è una lista di diverse implementazioni.

In particolare, this one (di Cory Nelson) potrebbe essere utile.

Answer 5

È possibile trovare un'implementazione C# di SFMT (più altri algoritmi RNG) al ... http://rei.to/random.html I commenti del codice sorgente della pagina e sono in giapponese, ma si dovrebbe essere in grado di capirlo.

È inoltre possibile trovare una versione di Google-tradotto (a Inglese) della pagina a ... http://translate.google.com/translate?hl=en&sl=ja&u=http://rei.to/random.html