本書全面論述了離散事件系統(tǒng)仿真的所有重要方面,討論了數(shù)據(jù)收集與分析、解析技術(shù)的使用、模型的驗證以及適當?shù)姆抡嬖囼炘O(shè)計,并特別注重離散事件系統(tǒng)仿真在制造、服務(wù)及計算方面的應(yīng)用。本書共五部分,分為14章。主要內(nèi)容包括:離散時間系統(tǒng)仿真基礎(chǔ)知識、電子表格中的仿真案例、基本原理、仿真中的統(tǒng)計模型、隊列模型、隨機數(shù)生成器、隨機變量的生成、輸入建模、仿真模型的校核、校準與驗證、性能的估計、相對性能的評估、生產(chǎn)與物料搬運系統(tǒng)仿真、網(wǎng)絡(luò)化計算機系統(tǒng)仿真等。本書適合作為高等院校計算機、電子信息類專業(yè)的教材,也可供相關(guān)專業(yè)人士參考。
譯者序
前言
新版內(nèi)容調(diào)整
關(guān)于作者
第一部分 離散事件系統(tǒng)仿真概述
第1章 仿真初識2
1.1 何時適用仿真2
1.2 何時不適用仿真3
1.3 仿真的優(yōu)勢與劣勢3
1.4 應(yīng)用領(lǐng)域4
1.5 近年來的應(yīng)用7
1.6 系統(tǒng)與系統(tǒng)環(huán)境8
1.7 系統(tǒng)要素9
1.8 離散系統(tǒng)與連續(xù)系統(tǒng)9
1.9 系統(tǒng)模型10
1.10 模型的種類10
1.11 離散事件系統(tǒng)仿真11
1.12 仿真研究的步驟11
參考文獻15
練習(xí)題16
第2章 電子表格仿真案例17
2.1 電子表格仿真基礎(chǔ)17
2.1.1 如何模擬隨機性18
2.1.2 案例中的隨機數(shù)生成器19
2.1.3 如何使用電子表格20
2.1.4 如何進行硬幣投擲仿真21
2.1.5 如何模擬隨機服務(wù)時間22
2.1.6 如何模擬顧客隨機到達時間24
2.1.7 電子數(shù)據(jù)表格的仿真框架25
2.2 硬幣投擲游戲27
2.3 使用電子表格進行排隊系統(tǒng)仿真29
2.3.1 排隊模型29
2.3.2 單服務(wù)臺排隊系統(tǒng)仿真32
2.3.3 雙服務(wù)臺排隊系統(tǒng)仿真37
2.4 使用電子表格進行庫存系統(tǒng)仿真40
2.4.1 報刊經(jīng)銷商問題仿真42
2.4.2 (M,N)庫存策略仿真45
2.5 其他仿真案例47
2.5.1 可靠性問題仿真47
2.5.2 飛機轟炸仿真50
2.5.3 訂貨提前期需求的分布估計52
2.5.4 活動網(wǎng)絡(luò)仿真54
2.6 小結(jié)56
參考文獻57
練習(xí)題57
第3章 基本原理65
3.1 離散事件仿真的相關(guān)概念65
3.1.1 事件調(diào)度/時間推進算法68
3.1.2 全局視角71
3.1.3 采用事件調(diào)度法進行手工仿真73
3.2 列表處理81
3.2.1 列表的基本屬性和操作81
3.2.2 使用數(shù)組處理列表82
3.2.3 使用動態(tài)分配鏈表84
3.2.4 先進仿真技術(shù)86
3.3 小結(jié)86
參考文獻86
練習(xí)題86
第4章 仿真軟件88
4.1 仿真軟件歷史88
4.1.1 探索期(1955~1960)89
4.1.2 誕生期(1961~1965)89
4.1.3 初始期(1966~1970)90
4.1.4 發(fā)展期(1971~1978)90
4.1.5 增強期(1979~1986)90
4.1.6 集成期(1987~2008)91
4.1.7 遠期(2009~2011)91
4.2 仿真軟件的選擇92
4.3 一個仿真案例94
4.4 使用Java進行仿真95
4.5 使用GPSS語言進行仿真103
4.6 使用SSF進行仿真108
4.7 仿真環(huán)境110
4.7.1 AnyLogic111
4.7.2 Arena111
4.7.3 AutoMod112
4.7.4 Enterprise Dynamics113
4.7.5 ExtendSim113
4.7.6 Flexsim114
4.7.7 ProModel115
4.7.8 SIMUL8115
4.8 實驗和統(tǒng)計分析工具116
4.8.1 共同特性116
4.8.2 產(chǎn)品116
參考文獻118
練習(xí)題119
第二部分 數(shù)學(xué)模型和統(tǒng)計模型
第5章 仿真中的統(tǒng)計模型130
5.1 術(shù)語和概念回顧130
5.1.1 離散型隨機變量130
5.1.2 連續(xù)型隨機變量131
5.1.3 累積分布函數(shù)132
5.1.4 數(shù)學(xué)期望133
5.1.5 眾數(shù)135
5.2 一些有用的統(tǒng)計模型135
5.2.1 排隊系統(tǒng)135
5.2.2 庫存和供應(yīng)鏈系統(tǒng)137
5.2.3 可靠性和可維護性137
5.2.4 有限數(shù)據(jù)137
5.2.5 其他分布138
5.3 離散分布138
5.3.1 伯努利試驗和伯努利分布138
5.3.2 二項分布138
5.3.3 幾何分布與負二項分布139
5.3.4 泊松分布140
5.4 連續(xù)分布142
5.4.1 均勻分布142
5.4.2 指數(shù)分布143
5.4.3 伽馬分布145
5.4.4 愛爾朗分布146
5.4.5 正態(tài)分布148
5.4.6 韋布爾分布151
5.4.7 三角分布153
5.4.8 對數(shù)正態(tài)分布154
5.4.9 貝塔分布155
5.5 泊松分布155
5.5.1 泊松分布的性質(zhì)157
5.5.2 非平穩(wěn)泊松過程157
5.6 經(jīng)驗分布158
5.7 小結(jié)160
參考資料161
練習(xí)題161
第6章 排隊模型167
6.1 排隊系統(tǒng)的特點167
6.1.1 顧客總體168
6.1.2 系統(tǒng)容量168
6.1.3 到達過程169
6.1.4 排隊行為和排隊規(guī)則170
6.1.5 服務(wù)時間和服務(wù)規(guī)則170
6.2 排隊論中的符號172
6.3 排隊系統(tǒng)長期性能度量指標172
6.3.1 按時間衡量的系統(tǒng)中顧客平均數(shù)L172
6.3.2 顧客在系統(tǒng)中的平均逗留時間w174
6.3.3 守恒公式:L=λw175
6.3.4 服務(wù)臺利用率176
6.3.5 排隊系統(tǒng)的成本問題180
6.4 無限總體馬爾可夫模型的穩(wěn)態(tài)行為181
6.4.1 符合泊松到達且具有無限容量的單服務(wù)臺排隊系統(tǒng):M/G/1182
6.4.2 多服務(wù)臺排隊系統(tǒng):M/M/c/∞/∞185
6.4.3 具有泊松到達、有限容量的多服務(wù)臺排隊系統(tǒng):M/M/c/N/∞188
6.5 有限顧客源模型的穩(wěn)態(tài)表現(xiàn)(M/M/c/K/K)189
6.6 排隊網(wǎng)絡(luò)192
6.7 粗略建模:簡單描述193
6.8 小結(jié)195
參考文獻196
練習(xí)題196
第三部分 隨機數(shù)
第7章 隨機數(shù)的生成202
7.1 隨機數(shù)的性質(zhì)202
7.2 偽隨機數(shù)的產(chǎn)生202
7.3 隨機數(shù)生成技術(shù)203
7.3.1 線性同余法203
7.3.2 組合線性同余生成器206
7.3.3 隨機數(shù)流208
7.4 隨機數(shù)檢驗208
7.4.1 頻度檢驗210
7.4.2 自相關(guān)檢驗212
7.5 小結(jié)214
參考文獻215
練習(xí)題215
第8章 隨機變量的生成218
8.1 逆變換法218
8.1.1 指數(shù)分布219
8.1.2 均勻分布221
8.1.3 韋布爾分布222
8.1.4 三角分布222
8.1.5 經(jīng)驗型連續(xù)分布223
8.1.6 不存在閉式反函數(shù)的連續(xù)型分布226
8.1.7 離散分布227
8.2 舍選法230
8.2.1 泊松分布231
8.2.2 非平穩(wěn)泊松過程233
8.2.3 伽馬分布234
8.3 特征法235
8.3.1 正態(tài)分布和對數(shù)正態(tài)分布的直接変換235
8.3.2 卷積法236
8.3.3 其他特征法237
8.4 小結(jié)237
參考文獻237
練習(xí)題238
第四部分 仿真數(shù)據(jù)分析
第9章 輸入建模242
9.1 數(shù)據(jù)采集242
9.2 透過數(shù)據(jù)識別分布246
9.2.1 直方圖246
9.2.2 選擇分布族249
9.2.3 Q-Q圖250
9.3 參數(shù)估計252
9.3.1 基準統(tǒng)計量:樣本均值和樣本方差252
9.3.2 建議采用的估計量254
9.4 擬合優(yōu)度檢驗259
9.4.1 卡方檢驗259
9.4.2 等概率區(qū)間卡方檢驗261
9.4.3 K-S擬合優(yōu)度檢驗263
9.4.4 p值和“最佳擬合”264
9.5 擬合非平穩(wěn)泊松過程265
9.6 不依賴數(shù)據(jù)選擇輸入模型266
9.7 多元輸入模型及時間序列輸入模型267
9.7.1 協(xié)方差和相關(guān)系數(shù)268
9.7.2 多元輸入模型269
9.7.3 時間序列輸入模型270
9.7.4 由正態(tài)分布轉(zhuǎn)換為任意分布271
9.8 小結(jié)273
參考文獻274
練習(xí)題275
第10章 仿真模型的校核、校準與驗證281
10.1 模型的構(gòu)建、校核與驗證282
10.2 仿真模型的校核282
10.3 模型的校準和驗證286
10.3.1 表面效度287
10.3.2 模型假設(shè)的驗證287
10.3.3 輸入輸出轉(zhuǎn)換驗證288
10.3.4 輸入輸出驗證:使用歷史輸入數(shù)據(jù)295
10.3.5 輸入輸出驗證:使用圖靈測試298
10.4 小結(jié)299
參考文獻299
練習(xí)題301
第11章 絕對性能評價303
11.1 依據(jù)輸出分析劃分的仿真類型303
11.2 輸出數(shù)據(jù)的隨機特性305
11.3 絕對性能指標及其估計307
11.3.1 點估計307
11.3.2 置信區(qū)間估計309
11.4 終態(tài)仿真輸出分析310
11.4.1 統(tǒng)計背景310
11.4.2 特定精度下的置信區(qū)間313
11.4.3 分位數(shù)314
11.4.4 通過摘要數(shù)據(jù)估計概率和分位數(shù)316
11.5 穩(wěn)態(tài)仿真的輸出分析316
11.5.1 穩(wěn)態(tài)仿真的初始偏差317
11.5.2 穩(wěn)態(tài)仿真的誤差估計320
11.5.3 穩(wěn)態(tài)仿真的重復(fù)仿真法323
11.5.4 穩(wěn)態(tài)仿真的樣本容量325
11.5.5 穩(wěn)態(tài)仿真的組均值法327
11.5.6 穩(wěn)態(tài)分位數(shù)329
11.6 小結(jié)330
參考文獻331
練習(xí)題331
第12章 相對性能評價338
12.1 兩個系統(tǒng)方案的比較338
12.1.1 獨立抽樣法341
12.1.2 公共隨機數(shù)法341
12.1.3 滿足特定精度的置信區(qū)間346
12.2 多個系統(tǒng)方案的比較346
12.2.1 用于多重比較的Bonferroni法347
12.2.2 最優(yōu)方案擇選349
12.3 元建模技術(shù)353
12.3.1 簡單線性回歸353
12.3.2 元建模與計算機仿真357
12.4 仿真優(yōu)化359
12.4.1 仿真優(yōu)化的含義360
12.4.2 仿真優(yōu)化的困難361
12.4.3 使用穩(wěn)健啟發(fā)式算法362
12.4.4 描述:隨機搜索364
12.5 小結(jié)366
參考文獻366
練習(xí)題367
第五部分 應(yīng)用
第13章 生產(chǎn)與物料搬運系統(tǒng)仿真374
13.1 生產(chǎn)與物料搬運仿真374
13.1.1 生產(chǎn)系統(tǒng)模型375
13.1.2 物料搬運系統(tǒng)模型376
13.1.3 一些常見的物料搬運設(shè)備377
13.2 仿真目標和性能測度378
13.3 生產(chǎn)與物料搬運系統(tǒng)仿真的相關(guān)問題379
13.3.1 對宕機和故障建模379
13.3.2 軌跡還原模型382
13.4 生產(chǎn)與物料搬運系統(tǒng)仿真的案例研究384
13.5 生產(chǎn)案例:組裝生產(chǎn)線仿真386
13.5.1 系統(tǒng)描述和模型假設(shè)386
13.5.2 預(yù)仿真分析388
13.5.3 仿真模型與設(shè)計系統(tǒng)分析389
13.5.4 站點利用率分析389
13.5.5 潛在系統(tǒng)改進方案分析390
13.5.6 gizmo裝配線仿真總結(jié)391
13.6 小結(jié)391
參考文獻392
練習(xí)題392
第14章 網(wǎng)絡(luò)化計算機系統(tǒng)仿真400
14.1 引言400
14.2 仿真工具402
14.2.1 面向進程的方法403
14.2.2 面向事件的方法405
14.3 模型輸入406
14.3.1 調(diào)制泊松過程(MPP)407
14.3.2 泊松帕累托過程409
14.3.3 帕累托長度相位時間411
14.3.4 萬維網(wǎng)流量413
14.4 面向無線系統(tǒng)的移動模型413
14.5 OSI堆棧模型415
14.6 無線系統(tǒng)的物理層417
14.6.1 傳播模型417
14.6.2 確定接收器421
14.7 媒體訪問控制423
14.7.1 令牌傳輸協(xié)議423
14.7.2 以太網(wǎng)426
14.8 數(shù)據(jù)鏈路層428
14.9 TCP協(xié)議429
14.10 模型結(jié)構(gòu)435
14.10.1 結(jié)構(gòu)435
14.10.2 DML案例436
14.11 小結(jié)439
參考文獻439
練習(xí)題440
附錄A442
索引455