版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
第2章系统建模与仿真基本原理2.1离散事件系统及其模型分类2.2离散事件系统建模基本元素2.3离散事件系统仿真程序基本结构2.4建立系统模型惯用方法
2.4.1分析与综合
2.4.2抽象与概括
2.4.3归纳与总结
2.4.4演绎与推理
2.4.5比较与类比
2.4.6概率统计法第1页2.1离散事件系统及其模型分类
系统分类连续系统(continuossystem)离散事件动态系统(DEDS)确定性系统(deterministicsystem
)随机系统(stochasticsystem)静态系统(staticsystem)
动态系统(dynamicsystem)
按系统状态改变与时间关系按有没有随机过程按系统状态是否改变第2页2.1离散事件系统及其模型分类离散事件系统(1)离散事件系统内部状态改变是随机,同一内部状态能够向各种状态转变,极难用函数来描述系统内部状态改变,只能靠统计分析来掌握系统内部状态改变规律。(2)离散事件系统内部状态只在离散随机时间点上发生改变,且状态在一段时间内保持不变。(3)离散事件系统是指系统状态仅在离散时间点上发生改变系统,而且这些离散时间点普通是不确定。第3页第2章系统建模与仿真基本原理2.1离散事件系统及其模型分类2.2离散事件系统建模基本元素2.3离散事件系统仿真程序基本结构2.4建立系统模型惯用方法
2.4.1分析与综合
2.4.2抽象与概括
2.4.3归纳与总结
2.4.4演绎与推理
2.4.5比较与类比
2.4.6概率统计法第4页2.2离散事件系统建模基本元素
离散事件系统建模与仿真中基本元素包含:1.实体(entity)(1)定义
系统内对象,组成系统模型基本要素。(2)分类
暂时实体先进入系统并经过对应步骤后再离开系统,且在系统中数量经常改变实体,又称为主动实体、活动实体。
永久实体经常处于系统之内,其数量保持稳定实体,又称为被动实体。
第5页2.2离散事件系统建模基本元素1.实体(entity)系统工作过程实质上就是暂时实体流动和接收加工、处理过程。如:排队用户,待加工工件等永久实体只要系统处于活动状态,它就一定存在。如:商店营业员,加工设备等暂时实体按一定规律不停抵达,在永久实体作用下经过系统,最终离开系统。系统状态改变主要是由实体状态改变而产生。第6页2.2离散事件系统建模基本元素2.属性(attribute)属性(Attribute)是实体特征描述,是实体所拥有全部特征一个子集,用特征参数变量表示。在仿真建模中,只需要使用与研究目标相关一部分就能够了。第7页2.2离散事件系统建模基本元素3.状态(state)状态(State)是指在某时间点上对系统全部实体属性和活动描述。当一个系统全部实体处于状态协调并定义状态属性时,则认为系统处于特定状态。如:在随机服务系统模型中,“用户”有“等候服务”和“接收服务”等状态,“服务员”有“忙”和“闲”等状态。活动总是与一个或几个实体状态相对应,状态可作为动态属性进行描述。第8页2.2离散事件系统建模基本元素4.事件(event):(1)定义
引发系统状态改变行为和起因,是系统状态改变驱动力。离散事件系统能够看做是由事件驱动,它是在某一时间点瞬间行为,如:待加工工件、用户等“抵达”或“离开”等。事件不但用来协调两个实体之间同时活动,还用于各实体之间信息传递。第9页2.2离散事件系统建模基本元素4.事件(event):(2)分类时间事件和状态事件时间事件:依照系统作业规则在预订时间发生事件。状态事件:当系统状态符合某种条件下发生事件。基本事件和二次事件基本事件:其发生能够事先加以预测事件。二次事件:发生是否则取决于其他事件。如:用户抵达和接收服务第10页2.2离散事件系统建模基本元素5.活动(activity)活动(Active)是实体在两个事件之间保持某一状态连续过程。
如:用户接收服务过程,工件被加工过程活动因某一事件发生而开始,因下一事件发生而结束,所以它标志着实体状态迁移一个片段。
如:在“用户抵达”与“服务开始”两个事件之间存在一个“排队等候”活动;“服务开始”与“服务结束”之间存在“用户接收服务”活动。
第11页2.2离散事件系统建模基本元素6.进程(process)进程(Process)是由与某类实体相关事件和若干活动组成,它描述了这些事件和活动间相互逻辑关系和时序关系。如:“用户抵达系统—排队—开始接收服务—服务结束”过程就组成了一个进程。
进程是事件与活动组合,它能够愈加完整地描述实体状态迁移过程。剪发店例子中进程含义第12页2.2离散事件系统建模基本元素7.仿真时钟(simulationclock):用于显示仿真时间变化,是仿真模型运行时序控制机构
!!!仿真时钟是指所模拟实际系统运行所需时间,而不是指计算机执行仿真程序所需时间。
惯用仿真时钟推进机制:
仿真时钟能够按固定长度向前推进,也能够按改变节拍向前推进,将仿真时钟改变机制称为
仿真时钟推进机制(timeadvancemechanism)①固定步长时间推进机制(fixed-incrementtimeadvancemechanism)②下次事件时间推进机制(nexteventtimeadvancemechanism)③混合时间推进机制(mixedtimeadvancemechanism)第13页2.2离散事件系统建模基本元素8.规则(rule)
:用于描述实体之间逻辑关系和系统运行策略逻辑语句和约定
惯用规则:①先进先出(FirstInFirstOut,FIFO)②后进先出(LastInFirstOut,LIFO)③加工或服务时间最短(shortesttime)④按优先级(highestpriority)⑤随机(random)选择第14页2.2离散事件系统建模基本元素系统实体属性活动系统状态事件工业生产机器、零件生产能力、故障加工要求加工时间、故障时间机器忙、机器闲加工开始、加工结束通信信号、信道信号长度、传输终端传输信道发送忙、信道发送闲信号开始传输、信号传输结束仓储仓库、物品库房容量进货库存水平、欠付需求需求交通道路、交叉口车辆信号机车道数、车型、车速周期运动时间、信号时间系统总车数、红绿灯车辆抵达、绿灯开始离散系统实例第15页第2章系统建模与仿真基本原理2.1离散事件系统及其模型分类2.2离散事件系统建模基本元素2.3离散事件系统仿真程序基本结构2.4建立系统模型惯用方法
2.4.1分析与综合
2.4.2抽象与概括
2.4.3归纳与总结
2.4.4演绎与推理
2.4.5比较与类比
2.4.6概率统计法第16页2.3离散事件系统仿真程序基本结构第17页2.3离散事件系统仿真程序基本结构
离散事件仿真程序中子程序:1.变量、实体属性和系统状态:用来统计系统在不一样时刻所处工作情况。2.初始化子程序:在仿真模型开始运行前完成模型初始化工作,产生必要初试参数。
3.仿真时钟:用于统计仿真模型运行时间,可作为评价系统性能依据,也可作为仿真调度和仿真程序是否结束依据。
4.事件列表:按事件按发生先后次序建立数据列表,是仿真模型运行和仿真时钟推进依据。
第18页2.3离散事件系统仿真程序基本结构5.定时子程序:依据事件表确定下一个将发生事件,并将仿真时钟推进到下次事件发生时刻。
6.事件子程序:依据实际系统抽象出事件程序。7.仿真数据处理与分析子程序:用于计算、显示、分析和打印仿真结果,并为系统优化和改进提供依据。
第19页第2章系统建模与仿真基本原理2.1离散事件系统及其模型分类2.2离散事件系统建模基本元素2.3离散事件系统仿真程序基本结构2.4建立系统模型惯用方法
2.4.1分析与综合
2.4.2抽象与概括
2.4.3归纳与总结
2.4.4演绎与推理
2.4.5比较与类比
2.4.6概率统计法第20页2.4建立系统模型惯用方法
系统建模要求建模者具备以下能力:
建立系统模型是复杂思维过程,它要求建模者具备扎实专业知识,了解研究对象结构、参数、运行和性能特征,还要求建模者掌握系统建模基本方法,熟练应用相关数学工具和方法。
①对研究对象分析和综合能力;②抽象和概括能力;③洞察和想象能力;④利用数学工具分析问题能力;⑤设计试验验证数学模型能力。第21页2.4建立系统模型惯用方法2.4.1
分析与综合(analysisandsynthesis)
分析是研究系统基础,也是认识事物必经阶段。
分析(analysis)是指将被研究对象整体分解为不一样部分、
方面、要素、层次和功效模块,而且分别加以考查研究思维方法,即“化整为零”思维过程。
分析任务包含:①分析组成系统要素、结构及其属性;②经过对系统运行过程分析,确定系统要素之间关系。
第22页2.4建立系统模型惯用方法
综合(synthesis)是将已经有关于研究对象各个部分、方面、要素、层次和功效模块认识联结起来,方便组成一个整体思维方法,即“积零为整”思维过程。
综合不是系统要素、结构简单累加,而要在分析基础上区分主次、去粗取精,方便从整体上把握系统本质特征和运行规律,方便正确地认识系统。
分析与综合是揭示系统规律基本方法之一。分析是综合基础,不过分析着眼于系统局部,分析得到结果是关于系统各部分信息,而不是关于系统整体认识。若只分析而忽略综合,就会造成片面性。第23页2.4建立系统模型惯用方法
分析目标是为了综合,分析结果是综合出发点。实际上,认识系统过程就是沿着“分析-综合-再分析-再
综合…”不停深化过程。系统建模时,应先分析后综合,将者有机地结合起来。第24页2.4建立系统模型惯用方法
分析与综合案例——元素周期表第25页2.4建立系统模型惯用方法第26页2.4建立系统模型惯用方法2.4.2
抽象与概括(abstractionandgeneralization)
抽象(abstraction)是指从某种角度抽取要研究系统本质属性思维方法。在数学中,抽象是指从研究对象或问题中抽取出数量关系或空间形式而舍弃其它属性对其进行考查方法。数学中概念、关系、定理、方法、符号等都是数学抽象结果。采取系统建模与仿真技术研究系统时,需要建立系统数学模型。所以,抽象思维是数学建模基础之一。第27页2.4建立系统模型惯用方法
概括(generalization)是把抽象出来若干事物共同属性归结出来进行考查思维方法。概括以抽象为基础,它是抽象发展。抽象度越高,则概括性越强。高度概括使得对事物了解更含有普通性,所取得理论或方法也就更含有普遍指导性。抽象思维侧重于分析、提炼,概括思维则侧重于归纳、综合。第28页2.4建立系统模型惯用方法
抽象与概括案例——哥尼斯堡七桥问题第29页2.4建立系统模型惯用方法2.4.3归纳与总结(inductionandsummingup)
归纳是指从个别事物、现象出发,经过感官观察、经验推理或数学推导等,得出关于这类事物或现象含有普遍性结论过程。
归纳前提是单个事实或特殊情况,它建立在观察、经验或试验基础上。归纳意义在于:在一定条件下,将得出结论应用于不一样应用对象,或防止犯类似错误。
第30页2.4建立系统模型惯用方法
归纳与总结案例——哥德巴赫猜测
1742年,德国数学家哥德巴赫(ChristianGoldbach,1690-1764)研究发觉:奇数都能够由三个素数相加,如77=53+17+7,461=449+7+5=257+199+5等。于是,他归纳出一个规律:全部大于5奇数都能够分解为三个素数之和。他写信给数学家欧拉,提出上述猜测。欧拉必定了他想法,并补充提出:4以后每个偶数都能够分解为两个素数之和。以后,人们将这两个命题合称为哥德巴赫猜测。第31页2.4建立系统模型惯用方法
归纳与总结案例——开普勒定律自16起,德国天文学家开普勒(JohannesKepler,1571-1630)采取数学方法研究行星运动,于16归纳出开普勒第一定律和开普勒第二定律。
开普勒第一定律可表述为“各行星分别在大小不一样椭圆轨道上绕太阳运行,太阳位于这些椭圆一个焦点上”;
开普勒第二定律可表述为“对同一颗行星而言,太阳和行星之间连线在相等时间内扫过相等面积”。第32页2.4建立系统模型惯用方法
归纳与总结案例——开普勒定律为深入寻求行星运动周期与椭圆轨道尺寸之间关系,开普勒又经过九年重复计算和假设,于16发觉了隐藏在大量观察数据后面规律,归纳出“行星绕太阳运行周期(T)平方与它们到它们到太阳平均距离(椭圆轨道长轴半径a)立方成正比”结论,此即开普勒第三定律。第33页2.4建立系统模型惯用方法
归纳与总结案例——开普勒定律16,开普勒在《宇宙友好》一书中介绍了第三定律。他在书中写道:“认识到这一真理,超出了我最美好期望”。开普勒三大定律是天文学又一次革命,它彻底摧毁了托勒密复杂本轮宇宙体系,完善并简化了哥白尼日心宇宙体系,对后人确认太阳系结构提供了理论依据,并为牛顿发觉万有引力定律奠定了基础。第34页2.4建立系统模型惯用方法2.4.4演绎与推理(deductionandreasoning)
演绎(deduction)是由普遍性前提推导出特殊性结论思维方法,是由普通到特殊推理过程。演绎推理是严格逻辑推理,普通表现为大前提、小前提、
结论三段论模式,即从两个反应客观世界对象联络和关系判断中得出新判断推理形式。
演绎推理(deductivereasoning)基本要求是:①大、小前提判断必须真实;②推理过程必须符合正确逻辑形式和规则。第35页2.4建立系统模型惯用方法
当推理形式和推理逻辑正确时,在真实前提下由演绎方法一定能得出正确结论,不会出现前提真而结论假情况。
英国科学家牛顿(IsaacNewton,1642-1727)以微积分方法为工具,应用演绎推理方法,在开普勒三定律和牛顿第二定律基础上,推导出万有引力定律,从而定量地解释了许多自然现象。因为该演绎推理前提正确、推理逻辑无误,万有引力被大量试验数据所证实。
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 汕头市澄海区2024年一级造价工程师《土建计量》点睛提分卷含解析
- 山西省朔州市应县2024年一级造价工程师《土建计量》高分通关卷含解析
- 宁乡县2024年一级造价工程师《土建计量》深度自测卷含解析
- 《变配电工程》课件
- 励志主题班会2
- 第三单元 走向未来的少年检测题(含答案) -2024-2025学年度九年级道德与法治下册
- 《无障碍设计规范》课件
- 东阳市外墙防水施工方案
- 县广播电视台某年工作计划
- 冬春季呼吸道疾病的预防
- 《田间试验》课件
- 【MOOC】概率论与数理统计-北京理工大学 中国大学慕课MOOC答案
- 人生课件路遥
- 2024年新疆中考化学真题【附答案】
- 关于糖尿病的综述论文
- 《静脉输液和输血法》PPT课件.ppt
- 《质量管理小组活动准则》2020版_20211228_111842
- 物业管理搞笑小品剧本 搞笑小品剧本:物业管理难啊
- 《木偶兵进行曲》教案
- 五四制青岛版一年级科学上册第四单元《水》全部教案
- GB∕T 39757-2021 建筑施工机械与设备 混凝土泵和泵车安全使用规程
评论
0/150
提交评论