計算機仿真技術(shù)(3)

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1、第四章離散事件系統(tǒng)仿真§4.1離散事件系統(tǒng)與模型§4.2隨機數(shù)的產(chǎn)生§4.3離散事件系統(tǒng)的仿真模型和仿真策略§4.4決策系統(tǒng)仿真1§4.1離散事件系統(tǒng)與模型一、描述離散事件系統(tǒng)的基本要素1.實體:臨時實體與永久實體2.事件:引起系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化的行為稱為事件3.活動:把實體所作的或?qū)嶓w施加的事件稱之為活動4.進程:進程由若干個事件及活動組成,它描述了事件及活動之間的相互邏輯關(guān)系及時序關(guān)系二、離散事件系統(tǒng)模型1.系統(tǒng)模型概述離散事件動態(tài)系統(tǒng)DEDS(DistributedEventDynamicSystem)(1)不帶時標(biāo)的

2、DEDS模型(2)帶時標(biāo)的DEDS模型2§4.1離散事件系統(tǒng)與模型(續(xù)1)2.建模步驟(1)明確仿真目的(2)正確描述系統(tǒng)a.組成成分b.描述變量和參數(shù)c.相互關(guān)系(3)仿真模型的建立(4)輸出函數(shù)的確定3§4.2隨機數(shù)的產(chǎn)生乘同余法:遞推公式即式中表示取整對于計算機而言,都是以二進制作為基礎(chǔ)的,則可以按以下規(guī)則選擇a和m。(1),j是某個整數(shù),一般m選擇在機器所能表示數(shù)的范圍內(nèi),同時,還要考慮公式計算得到的偽隨機數(shù)序列的周期為m/4,它應(yīng)大于試驗的持續(xù)期；(2)a一般取與最接近而又滿足的那個數(shù),其中k為任意整數(shù),p為機器字

3、長。4§4.2隨機數(shù)的產(chǎn)生(續(xù)1)例如:希望產(chǎn)生一個8000個數(shù)的序列(最小單位為1),那么,依據(jù)上述第(1)條,m應(yīng)選擇接近32000(因為序列周期為m/4,即為32000/4=8000),現(xiàn)取,則機器字長至少應(yīng)為15位,根據(jù)上述第(2)條,有:,而與此數(shù)最接近的的數(shù)是181,故a=181(k=23),于是:5§4.2隨機數(shù)的產(chǎn)生(續(xù)2)設(shè),按上述公式計算可得以下隨機數(shù)列:的范圍在0----32767之間,如果,則6§4.2隨機數(shù)的產(chǎn)生(續(xù)3)它的分布函數(shù)為：其均值為方差為7§4.3離散事件系統(tǒng)的仿真模型和仿真策略一、離散

4、事件系統(tǒng)仿真模型1.仿真程序的主要成分（1）仿真時鐘：提供仿真時間的當(dāng)前值；（2）時間表：由策劃和事件調(diào)度生成的事件名稱，時間的二維表，即有關(guān)未來事件的表；（3）系統(tǒng)狀態(tài)變量：描述系統(tǒng)狀態(tài)的變量；（4）初始化子程序：用于模型初始化；（5）事件子程序：每一類事件的服務(wù)子程序；（6）調(diào)度子程序：將未來事件插入事件表的子程序；8§4.3離散事件系統(tǒng)的仿真模型和仿真策略(續(xù)1)一、離散事件系統(tǒng)仿真模型1.仿真程序的主要成分（7）時鐘推進子程序：根據(jù)時間表決定下次(最早發(fā)生的)事件,然后將仿真時鐘推進到該事件發(fā)生的時刻；（8）隨機數(shù)產(chǎn)

5、生子程序：產(chǎn)生給定分布的隨機數(shù)；（9）輸出函數(shù)子程序：用于系統(tǒng)性能分析；（10）統(tǒng)計計數(shù)器：用來存放與系統(tǒng)性能分析有關(guān)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)的各個變量值；（11）主程序：調(diào)用上述各種子程序并完成仿真任務(wù)全過程。9§4.3離散事件系統(tǒng)的仿真模型和仿真策略(續(xù)2)一、離散事件系統(tǒng)仿真模型2.仿真程序的流程管理仿真程序流程(即仿真調(diào)度)是仿真建模的核心（1）仿真時鐘；a時間步長法；b事件步長法；時間步長法和事件步長法的主要區(qū)別是:①時間步長法和事件步長法都是以時間為增量來考察系統(tǒng)狀態(tài)的變化,但在時間步長法中,仿真時鐘以等步長前進,而在事件步長

6、法中,仿真時鐘的步長取決于事件之間的間隔；②時間步長法在一個步長內(nèi),認(rèn)為系統(tǒng)所處的狀態(tài)相同,因而所選步長的大小將影響仿真的精度。而在事件步長法中,每個事件的發(fā)生均有確切的時刻,不需要人為的選取步長，步長的大小對仿真精度影響較小；10§4.3離散事件系統(tǒng)的仿真模型和仿真策略(續(xù)3)一、離散事件系統(tǒng)仿真模型③時間步長法每步進一個步長就要對整個系統(tǒng)進行一次全面考察，即使?fàn)顟B(tài)沒有發(fā)生變化時也要掃描，而事件步長法只是在某一事件發(fā)生時才進行掃描。綜上所述，時間進程管理有面向事件的，這是一種變步長法，還有面向時間間隔的，這是一種定步長法。

7、（2）事件表（3）同時事件管理①同類同時事件管理②混合同時事件管理11§4.3離散事件系統(tǒng)的仿真模型和仿真策略(續(xù)4)二、離散事件系統(tǒng)仿真策略1.事件調(diào)度法2.活動描述法3.進程交互法12§4.4決策系統(tǒng)仿真一、決策系統(tǒng)的組成與分類二、決策系統(tǒng)的特點1.決策信息的模糊、不準(zhǔn)確和不充分性2.決策系統(tǒng)輸出的確定性3.在相同的情況下不同的決策者可能會作出不同的決策三.決策系統(tǒng)仿真建模的研究內(nèi)容1.決策系統(tǒng)仿真建模的關(guān)鍵2.人的思維方式及其建模人的行為受其思維的支配,而人的思維可分為經(jīng)驗思維、公理思維、辯證思維、形象思維和靈感思維等

8、3.決策行為的仿真建模工作⑴研究決策者在決策過程中的共性⑵對于具體的決策系統(tǒng)(具體的決策者)研究其個性13§4.4決策系統(tǒng)仿真(續(xù)1)四、決策者決策的數(shù)學(xué)模型框架1.決策者的決策過程⑴確定決策的目標(biāo)函數(shù)．．．．．．（4.1）式中:第i個決策者決策的目標(biāo)函數(shù)值第l個子目標(biāo)的取值第l個子目標(biāo)的