Details

Целью выпускной квалификационной работы является проектирование и разработка приложения способного формировать программными средствами шумоподобные случайные последовательности с равномерным и нормальным распределением, а также способного выполнять анализ последовательностей на случайность с проверкой гипотезы на нормальность распределения. В процессе работы была проанализирована природа случайных последовательностей и их некоторые характеристики. Рассмотрены способы генерирования случайных последовательностей физическими и математическими средствами. Постановка задачи оформлена в виде пользовательской истории (user story). Организационная структура приложения представлена в виде диаграммы UML. В качестве инструментального средства реализации приложения выбран язык программирования C++. В целом это позволило выполнить подготовку сценарных планов, (user cases) на основе которых была выполнена разработка всего проекта, а также выполнить подготовку сценарных планов (test cases), на основе которых было выполнено модульное тестирование функций, вычисляющих статистические характеристики случайной последовательности. Создан дистрибутивный пакет развертывания приложения на компьютере. В результате работы получено протестированное и полностью реализующее заявленный функционал приложение, позволяющее получить основные статистические свойства анализируемой последовательности, а также сгенерировать имитирующую шум псевдослучайную последовательность с равномерным или нормальным распределением. Полученное приложение полностью готово к тестированию на производстве для выполнения экспресс-анализа сигналов на случайность, а также для увеличения энтропии передаваемых сигналов.

The purpose of the graduate qualification work is to design and develop an application capable of generating noise-like random sequences with uniform and normal distribution by software, as well as capable of performing analysis of sequences for randomness with hypothesis testing for normal distribution. In the process of work, the nature of random sequences and some of their characteristics were analyzed. Methods for generating random sequences by physical and mathematical means are considered. The task statement is framed in the form of a User Story. The organizational structure of the application is represented as a UML diagram. The C++ programming language was chosen as a tool for implementing the application. In general, this made it possible to prepare scenario plans (user cases) on the basis of which the development of the entire project was carried out, as well as to prepare scenario plans (test cases) on the basis of which unit testing of functions that calculate the statistical characteristics of a random sequence was performed. A distribution package has been created to deploy the application on a computer. As a result of the work, a tested application that fully implements the declared functionality has been obtained, which allows obtaining the main statistical properties of the analyzed sequence, as well as generating a pseudo-random sequence simulating noise with a uniform or normal distribution. The resulting application is completely ready for testing in production to perform express analysis of signals for randomness, as well as to increase the entropy of transmitted signals.