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第一部分 离散事件系统仿真概述2

第1章 仿真初识2

1.1 何时适用仿真2

1.2 何时不适用仿真3

1.3 仿真的优势与劣势3

1.4 应用领域4

1.5 近年来的应用7

1.6 系统与系统环境8

1.7 系统要素9

1.8 离散系统与连续系统9

1.9 系统模型10

1.10 模型的种类10

1.11 离散事件系统仿真11

1.12 仿真研究的步骤11

参考文献15

练习题16

第2章 电子表格仿真案例17

2.1 电子表格仿真基础17

2.1.1 如何模拟随机性18

2.1.2 案例中的随机数生成器19

2.1.3 如何使用电子表格20

2.1.4 如何进行硬币投掷仿真21

2.1.5 如何模拟随机服务时间22

2.1.6 如何模拟顾客随机到达时间24

2.1.7 电子数据表格的仿真框架25

2.2 硬币投掷游戏27

2.3 使用电子表格进行排队系统仿真29

2.3.1 排队模型29

2.3.2 单服务台排队系统仿真32

2.3.3 双服务台排队系统仿真37

2.4 使用电子表格进行库存系统仿真40

2.4.1 报刊经销商问题仿真42

2.4.2 （M， N）库存策略仿真45

2.5 其他仿真案例47

2.5.1 可靠性问题仿真47

2.5.2 飞机轰炸仿真50

2.5.3 订货提前期需求的分布估计52

2.5.4 活动网络仿真54

2.6 小结56

参考文献57

练习题57

第3章 基本原理65

3.1 离散事件仿真的相关概念65

3.1.1 事件调度/时间推进算法68

3.1.2 全局视角71

3.1.3 采用事件调度法进行手工仿真73

3.2 列表处理81

3.2.1 列表的基本属性和操作81

3.2.2 使用数组处理列表82

3.2.3 使用动态分配链表84

3.2.4 先进仿真技术86

3.3 小结86

参考文献86

练习题86

第4章 仿真软件88

4.1 仿真软件历史88

4.1.1 探索期（1955～1960）89

4.1.2 诞生期（1961～1965）89

4.1.3 初始期（1966～1970）90

4.1.4 发展期（1971～1978）90

4.1.5 增强期（1979～1986）90

4.1.6 集成期（1987～2008）91

4.1.7 远期（2009～2011）91

4.2 仿真软件的选择92

4.3 一个仿真案例94

4.4 使用Java进行仿真95

4.5 使用GPSS语言进行仿真103

4.6 使用SSF进行仿真108

4.7 仿真环境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 实验和统计分析工具116

4.8.1 共同特性116

4.8.2 产品116

参考文献118

练习题119

第二部分 数学模型和统计模型130

第5章 仿真中的统计模型130

5.1 术语和概念回顾130

5.1.1 离散型随机变量130

5.1.2 连续型随机变量131

5.1.3 累积分布函数132

5.1.4 数学期望133

5.1.5 众数135

5.2 一些有用的统计模型135

5.2.1 排队系统135

5.2.2 库存和供应链系统137

5.2.3 可靠性和可维护性137

5.2.4 有限数据137

5.2.5 其他分布138

5.3 离散分布138

5.3.1 伯努利试验和伯努利分布138

5.3.2 二项分布138

5.3.3 几何分布与负二项分布139

5.3.4 泊松分布140

5.4 连续分布142

5.4.1 均匀分布142

5.4.2 指数分布143

5.4.3 伽马分布145

5.4.4 爱尔朗分布146

5.4.5 正态分布148

5.4.6 韦布尔分布151

5.4.7 三角分布153

5.4.8 对数正态分布154

5.4.9 贝塔分布155

5.5 泊松分布155

5.5.1 泊松分布的性质157

5.5.2 非平稳泊松过程157

5.6 经验分布158

5.7 小结160

参考资料161

练习题161

第6章 排队模型167

6.1 排队系统的特点167

6.1.1 顾客总体168

6.1.2 系统容量168

6.1.3 到达过程169

6.1.4 排队行为和排队规则170

6.1.5 服务时间和服务规则170

6.2 排队论中的符号172

6.3 排队系统长期性能度量指标172

6.3.1 按时间衡量的系统中顾客平均数L172

6.3.2 顾客在系统中的平均逗留时间ω174

6.3.3 守恒公式：L=λω175

6.3.4 服务台利用率176

6.3.5 排队系统的成本问题180

6.4 无限总体马尔可夫模型的稳态行为181

6.4.1 符合泊松到达且具有无限容量的单服务台排队系统：M/G/1182

6.4.2 多服务台排队系统：M/M/c/∞/∞185

6.4.3 具有泊松到达、有限容量的多服务台排队系统：M/M/c/N/∞188

6.5 有限顾客源模型的稳态表现（M/M/c/K/K）189

6.6 排队网络192

6.7 粗略建模：简单描述193

6.8 小结195

参考文献196

练习题196

第三部分 随机数202

第7章 随机数的生成202

7.1 随机数的性质202

7.2 伪随机数的产生202

7.3 随机数生成技术203

7.3.1 线性同余法203

7.3.2 组合线性同余生成器206

7.3.3 随机数流208

7.4 随机数检验208

7.4.1 频度检验210

7.4.2 自相关检验212

7.5 小结214

参考文献215

练习题215

第8章 随机变量的生成218

8.1 逆变换法218

8.1.1 指数分布219

8.1.2 均匀分布221

8.1.3 韦布尔分布222

8.1.4 三角分布222

8.1.5 经验型连续分布223

8.1.6 不存在闭式反函数的连续型分布226

8.1.7 离散分布227

8.2 舍选法230

8.2.1 泊松分布231

8.2.2 非平稳泊松过程233

8.2.3 伽马分布234

8.3 特征法235

8.3.1 正态分布和对数正态分布的直接变换235

8.3.2 卷积法236

8.3.3 其他特征法237

8.4 小结237

参考文献237

练习题238

第四部分 仿真数据分析242

第9章 输入建模242

9.1 数据采集242

9.2 透过数据识别分布246

9.2.1 直方图246

9.2.2 选择分布族249

9.2.3 Q-Q图250

9.3 参数估计252

9.3.1 基准统计量：样本均值和样本方差252

9.3.2 建议采用的估计量254

9.4 拟合优度检验259

9.4.1 卡方检验259

9.4.2 等概率区间卡方检验261

9.4.3 K-S拟合优度检验263

9.4.4 p值和“最佳拟合”264

9.5 拟合非平稳泊松过程265

9.6 不依赖数据选择输入模型266

9.7 多元输入模型及时间序列输入模型267

9.7.1 协方差和相关系数268

9.7.2 多元输入模型269

9.7.3 时间序列输入模型270

9.7.4 由正态分布转换为任意分布271

9.8 小结273

参考文献274

练习题275

第10章 仿真模型的校核、校准与验证281

10.1 模型的构建、校核与验证282

10.2 仿真模型的校核282

10.3 模型的校准和验证286

10.3.1 表面效度287

10.3.2 模型假设的验证287

10.3.3 输入-输出转换验证288

10.3.4 输入-输出验证：使用历史输入数据295

10.3.5 输入-输出验证：使用图灵测试298

10.4 小结299

参考文献299

练习题301

第11章 绝对性能评价303

11.1 依据输出分析划分的仿真类型303

11.2 输出数据的随机特性305

11.3 绝对性能指标及其估计307

11.3.1 点估计307

11.3.2 置信区间估计309

11.4 终态仿真输出分析310

11.4.1 统计背景310

11.4.2 特定精度下的置信区间313

11.4.3 分位数314

11.4.4 通过摘要数据估计概率和分位数316

11.5 稳态仿真的输出分析316

11.5.1 稳态仿真的初始偏差317

11.5.2 稳态仿真的误差估计320

11.5.3 稳态仿真的重复仿真法323

11.5.4 稳态仿真的样本容量325

11.5.5 稳态仿真的组均值法327

11.5.6 稳态分位数329

11.6 小结330

参考文献331

练习题331

第12章 相对性能评价338

12.1 两个系统方案的比较338

12.1.1 独立抽样法341

12.1.2 公共随机数法341

12.1.3 满足特定精度的置信区间346

12.2 多个系统方案的比较346

12.2.1 用于多重比较的Bonf erroni法347

12.2.2 最优方案择选349

12.3 元建模技术353

12.3.1 简单线性回归353

12.3.2 元建模与计算机仿真357

12.4 仿真优化359

12.4.1 仿真优化的含义360

12.4.2 仿真优化的困难361

12.4.3 使用稳健启发式算法362

12.4.4 描述：随机搜索364

12.5 小结366

参考文献366

练习题367

第五部分 应用374

第13章 生产与物料搬运系统仿真374

13.1 生产与物料搬运仿真374

13.1.1 生产系统模型375

13.1.2 物料搬运系统模型376

13.1.3 一些常见的物料搬运设备377

13.2 仿真目标和性能测度378

13.3 生产与物料搬运系统仿真的相关问题379

13.3.1 对宕机和故障建模379

13.3.2 轨迹还原模型382

13.4 生产与物料搬运系统仿真的案例研究384

13.5 生产案例：组装生产线仿真386

13.5.1 系统描述和模型假设386

13.5.2 预仿真分析388

13.5.3 仿真模型与设计系统分析389

13.5.4 站点利用率分析389

13.5.5 潜在系统改进方案分析390

13.5.6 gizmo装配线仿真总结391

13.6 小结391

参考文献392

练习题392

第14章 网络化计算机系统仿真400

14.1 引言400

14.2 仿真工具402

14.2.1 面向进程的方法403

14.2.2 面向事件的方法405

14.3 模型输入406

14.3.1 调制泊松过程（MPP）407

14.3.2 泊松-帕累托过程409

14.3.3 帕累托-长度相位时间411

14.3.4 万维网流量413

14.4 面向无线系统的移动模型413

14.5 OSI堆栈模型415

14.6 无线系统的物理层417

14.6.1 传播模型417

14.6.2 确定接收器421

14.7 媒体访问控制423

14.7.1 令牌传输协议423

14.7.2 以太网426

14.8 数据链路层428

14.9 TCP协议429

14.10 模型结构435

14.10.1 结构435

14.10.2 DML案例436

14.11 小结439

参考文献439

练习题440

附录A442

索引455