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I generatori di numeri casuali sono impiegati in moltissimi campi, in particolare nella simulazione e, di conseguenza, nella programmazione dei giochi.

Prima dell’avvento dei computer (cioè fino a pochi decenni fa!), venivano anche utilizzate delle tavole contenenti milioni di numeri casuali, ma come può essere facile immaginare, la loro gestione era certamente onerosa in termini di tempo e di spazio. Molti studiosi si sono impegnati nella generazione di sequenze di numeri casuali, ideando macchine a volte anche molto ingegnose. Quella più conosciuta è certamente la roulette del casinò di Montecarlo (dal quale deriva il nome di una intera classe di metodi di simulazione). Le macchine di tipo meccanico si basavano infatti sul principio di un disco, diviso in settori numerati di uguale ampiezza, che veniva fatto ruotare da un motore e arrestato dopo un tempo arbitrario: il numero casuale generato era quello visibile dopo lo stop.

È possibile anche costruire un generatore domestico col metodo classico dell’urna contenente palline numerate da 0 a 9, dove ogni pallina estratta viene reinserita nell’urna per l’estrazione successiva; ad ogni estrazione, la pallina rappresenta la cifra di un numero casuale che va via via componendosi e che avrà lunghezza arbitraria in base al numero di estrazioni effettuate.

E grazie al computer cosa si può fare?

E’ stato grazie agli studi di Donald Knuth negli anni ‘60 che sono stati sviluppati dei metodi detti deterministici poiché si basano sull’applicazione di formule matematiche: a partire da un numero iniziale detto “seme”, e fissato un valore detto “modulo”, esse consentono di ottenere sequenze casuali, o meglio pseudo-casuali; infatti, la lunghezza massima della sequenza sarà pari al “modulo” e, a parità degli altri parametri, semi uguali produrranno sequenze uguali. Devono essere quindi individuati dei modi per scegliere semi sempre diversi e per allungare le sequenze scegliendo moduli più grandi, cosa sempre più facile grazie alle caratteristiche fisiche dei computer in continua evoluzione ed espansione.

Per capire come proporre ai ragazzi questa esperienza in classe da realizzare con un foglio di calcolo o, in modo ancora più divertente, con Snap, scaricate questa scheda didattica che vi aiuterà a replicare l’esperimento passo passo.

La tombola realizzata in SNAP da Morena De Poli

Tutorial completo

Mi occupo di informatica da circa 40 anni con vari ruoli: studentessa
nella specializzazione Informatica dell'istituto tecnico industriale
quando ancora per programmare si perforavano le schede, poi
programmatrice sui mitici BCS dell'Olivetti, successivamente
Insegnante Tecnico-pratica nella stessa mia scuola. Posso quindi
affermare di essere stata testimone dell'evoluzione dell'informatica
sia dal punto di vista hardware che software.
Mi affascinano molto gli aspetti cognitivi dell'apprendimento e
quindi tutto quanto abbia a che fare con la didattica
dell'Informatica. Ho infatti collaborato con docenti dei vari gradi di
scuola per realizzare progetti informatici, sperimentando approcci
di vario tipo, anche unplugged, e sono stata formatrice per gli
aspetti della didattica digitale nei corsi per docenti neoassunti.
Per passione, ho collaborato come volontaria in un coderdojo.
Mi piace ricordare che la mia prima vera insegnante di informatica
è stata la mia mamma grazie al suo lavoro di sarta e di
ricamatrice.

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Generatori di numeri pseudo-casuali tra fogli di calcolo e Snap!