第一部分 离散事件系统仿真入门 2
第1章 仿真绪论 2
1.1 仿真何时适用 2
1.2 仿真何时不适用 3
1.3 仿真的优缺点 3
1.4 应用领域 4
1.5 系统和系统环境 6
1.6 系统的成分 6
1.7 离散系统和连续系统 7
1.8 系统的模型 8
1.9 模型的类别 8
1.10 离散事件系统仿真 9
1.11 仿真研究的步骤 9
参考文献 12
习题 13
第2章 仿真实例 15
2.1 排队系统的仿真 15
2.2 库存系统的仿真 27
2.3 其他仿真实例 33
2.4 小结 40
参考文献 41
习题 41
第3章 基本原理 47
3.1 离散事件仿真中的概念 47
3.1.1 事件调度/时间推进算法 49
3.1.2 世界观 52
3.1.3 采用事件调度法手工仿真 54
3.2 表处理 61
3.2.1 表:基本性质和操作 62
3.2.2 使用数组进行表处理 62
3.2.3 使用动态分配和链表 64
3.2.4 高级技术 66
3.3 小结 66
参考文献 66
习题 66
第4章 仿真软件 68
4.1 仿真软件的历史 68
4.1.1 探索阶段(1955~1960) 69
4.1.2 出现阶段(1961~1965) 69
4.1.3 形成阶段(1966~1970) 69
4.1.4 发展阶段(1971~1978) 70
4.1.5 巩固和改进阶段(1979~1986) 70
4.1.6 集成环境阶段(1987~现在) 70
4.2 仿真软件选集 70
4.3 一个仿真实例 73
4.4 用Java语言仿真 74
4.5 用GPSS仿真 80
4.6 用SSF仿真 84
4.7 仿真软件 87
4.7.1 Arena 87
4.7.2 AutoMod 88
4.7.3 Extend 89
4.7.4 Flexsim 89
4.7.5 Micro Saint 89
4.7.6 ProModel 90
4.7.7 QUEST 90
4.7.8 SIMUL8 91
4.7.9 WITNESS 92
4.8 实验和统计分析工具 92
4.8.1 一般特性 92
4.8.2 产品 92
参考文献 94
习题 95
第二部分 数学模型与统计模型 104
第5章 仿真中的统计模型 104
5.1 术语和概念回顾 104
5.2 有用的统计模型 108
5.3 离散分布 111
5.4 连续分布 114
5.5 泊松过程 128
5.5.1 泊松过程的性质 129
5.5.2 非平稳泊松过程 130
5.6 经验分布 131
5.7 小结 133
参考文献 133
习题 133
第6章 排队模型 138
6.1 排队系统的特点 138
6.1.1 拟到达总体 139
6.1.2 系统容量 140
6.1.3 到达过程 140
6.1.4 排队行为与排队规则 141
6.1.5 服务时间与服务机制 141
6.2 排队标记 143
6.3 排队系统的长时间运行性能指标 144
6.3.1 系统L中的时间平均数 144
6.3.2 每个顾客在系统中花费的平均时间w 145
6.3.3 守恒方程:L=λw 146
6.3.4 服务台利用率 147
6.3.5 排队问题中的费用 151
6.4 无限总体马尔可夫模型的稳态行为特性 152
6.4.1 具有泊松到达及无限容量的单服务台队列:M/G/1 153
6.4.2 多服务台队列:M/M/c/∞/∞ 157
6.4.3 具有泊松到达及有限容量的多服务台队列:M/M/c/N/∞ 161
6.5 有限总体模型(M/M/c/K/K)的稳态行为特性 163
6.6 排队网络 165
6.7 小结 167
参考文献 168
习题 168
第三部分 随机数 174
第7章 随机数的产生 174
7.1 随机数的性质 174
7.2 伪随机数的产生 174
7.3 产生随机数的方法 175
7.3.1 线性同余法 175
7.3.2 组合线性同余发生器 178
7.3.3 随机数流 179
7.4 随机数的检验 180
7.4.1 频率检验 181
7.4.2 自相关性检验 184
7.5 小结 185
参考文献 186
习题 186
第8章 随机变量的产生 189
8.1 反变换技术 189
8.1.1 指数分布 189
8.1.2 均匀分布 192
8.1.3 韦布尔分布 192
8.1.4 三角分布 193
8.1.5 经验连续分布 194
8.1.6 无封闭形式反函数的连续分布 197
8.1.7 离散分布 197
8.2 舍选技术 201
8.2.1 泊松分布 201
8.2.2 非平稳泊松过程 203
8.2.3 伽马分布 204
8.3 特殊性质 205
8.3.1 正态分布和对数正态分布的直接变换 205
8.3.2 卷积法 207
8.3.3 更多的特殊性质 207
8.4 小结 208
参考文献 208
习题 208
第四部分 仿真数据分析 212
第9章 输入建模 212
9.1 数据收集 212
9.2 用数据辨识分布 214
9.2.1 直方图 214
9.2.2 选择分布簇 217
9.2.3 分位点-分位点(q-q)图 219
9.3 参数估计 220
9.3.1 统计学原理:样本均值和样本方差 220
9.3.2 建议使用的估计量 222
9.4 拟合优良度检验 226
9.4.1 X2检验 226
9.4.2 具有相等概率的X2检验 228
9.4.3 科尔莫戈罗夫-斯米尔诺夫拟合优良度检验 230
9.4.4 p值和“最佳拟合” 231
9.5 拟合非平稳泊松过程 232
9.6 选择无数据的输入模型 233
9.7 多变量与时间序列输入模型 234
9.7.1 协方差和相关系数 234
9.7.2 多变量输入模型 235
9.7.3 时间序列输入模型 236
9.7.4 正态分布到任何分布的变换 237
9.8 小结 239
参考文献 240
习题 241
第10章 仿真模型的检验和验证 246
10.1 模型的建立、检验和验证 246
10.2 仿真模型的检验 247
10.3 模型的校验和验证 250
10.3.1 表面效度 251
10.3.2 模型假设的验证 251
10.3.3 输入-输出变换的验证 252
10.3.4 输入-输出验证:利用历史输入数据 259
10.3.5 输入-输出验证:利用图灵机检验 262
10.4 小结 263
参考文献 263
习题 264
第11章 单一模型的输出分析 266
11.1 关于输出分析的仿真类型 266
11.2 输出数据的随机性 268
11.3 性能度量及其估计 271
11.3.1 点估计 271
11.3.2 置信区间估计 272
11.4 终止型仿真的输出分析 273
11.4.1 统计学基础 274
11.4.2 具有规定精度的置信区间 276
11.4.3 分位数 277
11.4.4 由求和数据估计概率和分位数 278
11.5 稳态仿真的输出分析 279
11.5.1 稳态仿真中的初始化偏差 280
11.5.2 稳态仿真的误差估计 284
11.5.3 稳态仿真的重复运行方法 287
11.5.4 稳态仿真中的样本量 290
11.5.5 稳态仿真中区间估计的批均值 291
11.5.6 分位数 293
11.6 小结 294
参考文献 294
习题 295
第12章 系统设计方案的比较与评价 300
12.1 双系统设计方案的比较 300
12.1.1 具有相等方差的独立采样 303
12.1.2 具有不相等方差的独立采样 303
12.1.3 公共随机数 304
12.1.4 具有规定精度的置信区间 310
12.2 多个系统设计方案的比较 311
12.2.1 用于多方案比较的Bonferroni法 311
12.2.2 用Bonferroni法选择最佳方案 315
12.2.3 用Bonferroni法进行筛选 317
12.3 元建模 318
12.3.1 简单线性回归 318
12.3.2 回归的显著性检验 321
12.3.3 多重线性回归 323
12.3.4 回归的随机数分派 324
12.4 基于仿真的优化 324
12.4.1 “基于仿真的优化”指的是什么 325
12.4.2 为什么基于仿真的优化很困难 326
12.4.3 鲁棒启发方法的应用 327
12.4.4 一个例证:随机搜索 328
12.5 小结 330
参考文献 331
习题 331
第五部分 应用 336
第13章 制造与物料储运系统仿真 336
13.1 制造与物料储运仿真 336
13.1.1 制造系统的模型 337
13.1.2 物料储运系统的模型 338
13.1.3 一些常用的物料储运装置 338
13.2 目标与性能度量 339
13.3 制造与物料储运仿真中的问题 340
13.3.1 停工期和故障建模 340
13.3.2 跟踪驱动模型 343
13.4 制造与物料储运系统仿真的案例研究 344
13.5 制造实例:一个装配生产线的仿真 346
13.5.1 系统描述和模型假设 346
13.5.2 仿真前的分析 348
13.5.3 仿真模型以及系统设计的分析 349
13.5.4 工位利用率分析 349
13.5.5 潜在系统改进的分析 350
13.5.6 结束语 351
13.6 小结 351
参考文献 351
习题 352
第14章 计算机系统仿真 358
14.1 引言 358
14.2 仿真工具 360
14.2.1 面向进程仿真工具 361
14.2.2 面向事件仿真工具 363
14.3 模型输入 364
14.3.1 调制泊松过程 364
14.3.2 虚拟内存参照 366
14.4 高层次的计算机系统仿真 372
14.5 CPU仿真 374
14.6 内存仿真 377
14.7 小结 380
参考文献 380
习题 381
第15章 计算机网络仿真 383
15.1 引言 383
15.2 通信流量建模 384
15.3 媒介访问控制 387
15.3.1 令牌传递协议 387
15.3.2 以太网 389
15.4 数据链路层 391
15.5 传输控制协议 392
15.6 模型构建 397
15.6.1 构建 397
15.6.2 例子 398
15.7 小结 400
参考文献 401
习题 401
附录A 402