计算机仿真实验

计算机仿真实验

1.射箭问题

某人每轮向靶子射10箭，已知其击中靶心的概率为25%,问一轮中

集中3,5,7箭的概率。

设X表示10次射箭中击中靶心的次数，

X~b(10,0.25)

理论值为：

37

P(X=3)=CIO(O.25)(0.75)=0.25028228759765625

P(X=5)=C？O(0.25)5(0.75)5=0.058399200439453125

P(X=7)=Clo(O-25)7(O.75)3=0.00308990478515625

计算机仿真：

1.产生均匀分布随机数0.00-0.99（100个），某个数字出现的概率相等。若产生1000个这样的数,

则

（1）数值为0.00〜0.24大约会有250个，比例大约为0.25

（2）数值为0.25~0.99大约会有750个，比例大约为0.75

2.以每产生•个随机数代表射1箭,若产生的随机教小于0.25,则代表击中靶心,如果产生的随机数

大于或等于。25,则表示没有击中靶心。

若实验的次数很多（多大于1000）,则•击中靶心的频率接近于25%。若实验的次数无限多,m

靶心的概率等于25%。

3.确定一轮中击中7箭的概率

（1）每轮由计算机产生10个均匀分布的随机数Ni（i=L2,3,-10）,代表射10箭

（2）其中额i小于0.25为击中,记下该轮中击中的次数

（3）重复（1）一（2）,进行K轮实验

（4）找出K轮中所有每轮击中7次的总轮数M,则K轮中每轮击中7箭的频率为M/K,若K趋向无

穷大时,M/K为每轮击中7箭的概率。

publicdoubleshoot(intn,intnumber){

doubleresult=0;

for(inti=l;i<=number;i++){

intnum=0;

for(intj=l;j<=10;j++){

if(newRandom().nextDouble()<=0.24)

num++;

}

if(num=：=n)result"；

)

return(result/number);

}

仿真结果:

X=3时p=0.2459

X=5时p=0.0564

X=7时p=0.0033

2.赶火车过程仿真

一列火车从A站经过B站开往C站，某人每天赶往B站乘这趟火车。

已知火车从A站到B站运行时间为均值30分钟、方差为2分钟的正

态随机变量。火车大约在下午1点离开A站。离开时刻的频率分布为

出发时1:001:051:10

刻(T)

频率0.70.20.1

这个人到达B站时刻的频率分布为

到达时刻(T)1:281:301:321:34

频率0.30.40.20.1

问他能赶上火车(比火车先到达B站)的概率有多大？

引入以下变量：

X火车从A站开出的时刻；

Y火车从A站运行到B站所需要的时间；

Z此人到达B站的时刻；

此人能赶上火车的条件是Z<X+Y

Y〜N(30,2)

令丫

Ti=X+FTI(t)=P(h<t)=P(X+Y<t)

FT1(t)=p(x=o)p(y<t)+p(x=5)p(y<t-5)

+p(x=IO)P(Y<t-10)

=0.7&(t)+0.2Fx(t-5)+0.1f>(t-10)

令=T1-ZF?2(0=P(T2<0=P(T1-z<t)

FRQ)=P(z=28)P(T1<t+28)+P(Z=30)P(Y<t+30)

+P(Z=32)P(Y<t4-32)

+P(Z=34)P“<t+34)

=0.3FT1(t+28)+0.4F?i(t+30)+0.2FTi(t+32)+OAF^t+34)

理论值为1-FT2(0)=1-0.3FTI(28)-0.4FTI(30)-0.2Fn(32)-

0.1FTI(34)

=1-0.3[0.7f>(28)+0.2&(23)4-

0.1&(18)]-

0.4[0.7&(30)+0.2及(25)+

0.1及(20)卜

0.2[0.7f>(32)+0.2以(27)4-

0.1&(22)]-

0.1[0.7&(34)+0.2&(29)+

0.1&(24)]

=1-0.310.7中偿)+0.2中层)+

0.1中(尚卜

0.4[0.7①(0)+0.2中信)+

0.1①倒-

0.2[0.7①隐)+0.2①偿)+

0」中融

0.1@7中偿)+0.2①偿)+

0.1中(割

=1-0.3*(0.7*(1-0.927)+0.2*0+0.1*0)

-0.4*(0.7*0.5+0.2*0+0.1*0)-0.2(0.7*0.9207+0.2*0.0170+0.1*0)

-0.1(0.7*0.9976+0.2*0.2206+0.1*0)=0.640848

理论值为0.640848

计算机仿真：

若t是一个均匀分布的随机数，则取

X=0,if0<t<=0.7,

X=5,if0.7<t<=0.9,

X=10,if0.9<t<=1,

同理，取

Z=28,if0<t<=0.3,

Z=30,if0.3<t<=0.7,

Z=32,if0.7<t<=0.9,

Z=34,if0.9<t<=1,

再产生正态分布的随机数T2,模拟该人n次赶火车

计算P(T3<T1+T2)得到是否能赶上火车的概率大小。

核心代码:

publicdoublerinding(intnumber,List<Node>s){

doublex=0.0,y=0.0,z=0.0,n=0.0;

Listlist=newArrayList();

for(inti=l;i<=number;i++){

doubleb=newRandom().nextDouble();

if(b<0.7)x=0.0;

if(b<0.9&8b>=0.7)x=5.0;

if(b>=0.9)x=10.0;

doubleyl=0.0;

for(intj=l;j<=6;j++)(

yl+=(newRandom().nextDouble()-newRandom().nextDouble());

}

y=yl*Math.pow(2,0.5)+30;

b=newRandom().nextDouble();

if(b<0.3)z=28.0;

if(b<0.7&8b>=0.3)z=30.0;

if(b<0.9&8b>=0.7)z=32.0;

if(b>=0.9)z=34.0;

list.add(x+y-z);

if(x+y-z>=0){

//System.out.println(x+y-z);

n++;

}

)

Collections.sort(list);

doublemin=(double)list.get(0);

doublemax=(double)list.get(list.size()-1);

doubled=(max-min)/10；

System.out.println(list.size());

intj=0;

for(inti=l;i<=10;i++){

intm=0;

for(;j<list.size()-1;j++)

(

doubleq=(double)list.get(j);

if(q>=min&&q<=min+d)m++;

elsebreak;

)

s.add(newNode(String./or/??at("%.2f",min)+"-

"+String.format("%.,min+d),m+""));

min=min+d;

}

return(n/number);

}

}

仿真模拟后赶上火车的概率为0.6394

X+Y-Z的大致分布情况

3.炮排射击命中率问题

自我方前沿防守地域，敌人以一个炮排（含两门火炮）为单位对

我方进行干扰和破坏。为躲避我放打击，敌方对其阵地进行了伪装并

经常变换涉及地点。经过长期的观察发现，我方指挥所对敌方目标的

指示有50%是准确的，而我方火力单位，在指示正确时，有1/3的射

击效果能毁坏敌人一门火炮，有1/6的射击效果能全部消灭敌人。

现在希望能用目中方式把我方将要对敌人实施的20次打击效果显示

出来，确定有效地射击率及会上敌方火炮的平均值。

仿真模型：

将指示正确与否比作投硬币，各有1/2的概率，则在计算

机上随机产生一个随机数，如果小于1/2,则表示预测正确，

大于则不正确。将击毁敌方火炮数比作掷筛子，在计算机上产

生一个随机数，将0~1之间的随机数分成6份，前3份表示没

有击中敌人，中间两份表示击毁一门火炮，最后一份表示击毁

两门火炮，则仿真结束。

设E：有效射击比率

E1:n次射击平均每次毁伤敌人的火炮数

理论值：E=1*(i+i)=i

23263

核心代码：

doubledl,d2;

intx,y;

publicStringattack(Stringstr[][],intnumber){

for(inti=0;i<number;i++){

Strings[]=newString[8];

s[0]=i+l+"";

x=(int)(newRandom().nextDouble()*2);

if(x>=l)

{s[T]="正

y=(int)(newRandom().nextDouble()*6);

s[4]=y+"";

if(y==3||y==4){

dl4-+;s[6]="V";

}

if(y==5){

d2++;s[7]="V";

}

s[5]=W";

)

else{

S[1]="M"；S[3]="V";

}

str[i]=s;

}

return((dl+d2)/number)+"^n"+(dl/number+2*d2/number);

}

回计算仿真作业回

射箭问题赶火车问题炮排射击

..lx]

□炮排射击间找....

实验次数确定］

有效射击率和击伤平均数

实验序号投硬市结J指示正确掷骰子结2_3

1向

2

3

4

5

6

7

9

10

仿真模拟结果有效射击比率0.2553,平均每次毁伤敌人的火炮数

0.3407

附录：

Simulation,java

importjava.awt.BorderLayout;

importjava.awt.event.ActionEvent;

importjava.awt.event.ActionListener;

importjava.util.ArrayList;

importjava.util.List;

importjavax.swing.ComboBoxModel;

importjavax.swing.DefaultcomboBoxModel;

importjavax.swing.JButton;

importjavax.swing.JComboBox;

importjavax.swing.JDesktopPane;

importjavax.swing.3InternalFrame;

importjavax.swing.JLabel;

importjavax.swing.JLayeredPane;

importjavax.swing.DScrollPane;

importjavax.swing.JTable;

importjavax.swing.JTextField;

importjavax.swing.JToolBar;

importjavax.swing.Windowconstants;

importjavax.swing.table.DefaultTableModel;

importjavax.swing.table.TableModel;

importjavax.swing.Swingutilities;

importorg.jfree.chart.ChartPanel;

importorg.jfree.chart.JFreeChart;

importorg.jfree.ui.ApplicationFrame;

publicclassSimulationextendsjavax.swing.JFrame{

{

try(

javax.swing.UIManager.setLoo/?4ndFeeL("com.jgoodies.looks.plastic.Plastic3DLDokA

ndFeel");

}catch(Exceptione){

e.printStackTrace();

)

)

privateDToolBarjToolBarl;

privateJButtonQI;

privateDInternalFrameQA1;

privateJLabeljLabelS;

privateDTextFieldanswer2;

private3LabeljLabel7;

privateJButtonstart2;

privateDTextFieldnumber2;

privateDLabeljLabel6;

privateDInternalFrameQA2;

privateJTabletable;

privateJScrollPanejScrollPanel;

privateJTextFieldanwer31;

privateJTextFieldnumbers；

privateJLabeljLabel4；

private^Buttonstart3;

privateDInternalFrameQA3;

privateDTextFieldanswerl;

privateJLabeljLabel3;

privateJLabeljLabel2;

privateJTextFieldnumberl;

privateJComboBoxselecttion;

privateJLabeljLabell;

privateJButtonstartl;

privateJButtonQ3;

privateJButtonQ2;

privateJDesktopPanejDesktopPanel;

privateJFreeChartchart;

publicstaticvoidmain(String[]args){

Swingutilities.invo/?e£ater(newRunnable(){

publicvoidrun(){

Simulationinst=newSimulation。；

inst.setLocationRelativeTo(null);

inst.setVisible(true);

)

})；

)

publicSimulation(){

super。；

initGUI();

)

publicvoidQA1()

{

QA1=new3InternalFrame();

jDesktopPanel.add(QAl,3LayeredPane.DEFAULT_LAYER);

QAl.setBounds(19,16,554,141);

QA1.setFont(newjava.awt.Font("SimplifiedArabicFixed",0,9));

QAl.setTitle("\u5c04\u7bad\u95ee\u9898");

QA1.setVisible(true);

{

startl=new3Button();

QAl.getContentPane().setLayout(null);

QAl.setClosable(true);

QA1.getContentPane().add(startl);

startl.setText("\u786e\u5b9a");

startl.setBounds(442,12,64,26);

startl.addictionListener(newActionListener(){

@Override

publicvoidactionPerformed(ActionEvente){

doublenumber=new

She3i().shoot((Integer.parselnt(selecttion.getSelectedItem().toString()))

,Integer.parselnt(numberl.getText()));

answer1.setText(number+"");

)

})；

)

{

jLabell=newJLabel();

QAl.getContentPane().add(jLabell);

jLabell.setTextC，\u4e00\u8f6e\u4e2d\u5c04\u4e2d\u51e0\u7bad");

jLabell.setBounds(35,18,105,22);

}

ComboBoxModelselecttionModel=newDefau1tComboBoxModel(newString口

f"3","5"，”⑴;

selecttion=new3ComboBox();

QA1.getContentPane().add(selecttion);

selecttion.setModel(selecttionModel);

selecttion.setBounds(158,17,39,24);

selecttion.setName("\u8bf7\u9009\u62e9");

selecttion.setRequestFocusEnabled(false);

selecttion.setSelectedIndex(2);

)

{

numberl=newJTextField();

QA1.getContentPane().add(numberl);

numberl.setBounds(158,60,66,27);

)

{

jLabel2=new3Label();

QA1.getContentPane().add(jLabel2);

jLabe12.setText("\u5b9e\u9a8c\u6b21\u6570");

jLabel2.setBounds(47,63,60,20);

}

{

jLabel3=new3Label();

QA1.getContentPane().add(jLabel3);

jLabels.setText("\u5b9e\u9a8c\u7ed3\u679c");

jLabel3.setBounds(269,63,60,22);

}

{

answerl=newJTextField();

QA1.getContentPane().add(answerl);

answerl.setBounds(365,60,64,25);

)

}

publicvoidQA2()

{

QA2=new3InternaIFrame();

QA2.getContentPane().setLayout(null);

jDesktopPanel.add(QA2,JLayeredPane.DEFAULT_LAYER);

QA2.setBounds(78,40,538,226)；

QA2.setVisible(true);

QA2.setClosable(true);

QA2.setTitle("\u8d76\u706b\u8f66\u95ee\u9898");

jLabel6=newJLabel();

QA2.getContentPane().add(jLabel6,BorderLayout.CENTER);

jLabel6.setText(',\u6a21\u62df\u8d76\u7e6b\u8f66\u6b21\u6570");

jLabel6.setBounds(37,12,115,27);

)

{

number?=new3TextField();

QA2.getContentPane().add(number?);

number2.setBounds(159,14,71,25);

}

{

start2=newJButton();

QA2.getContentPane().add(start2);

start2.setText("\u786e\u5b9a");

start2.setBounds(399,13,44,27);

start2.addActionListener(newActionListener(){

@Override

publicvoidactionPerformed(ActionEvente){

List<Node>s-newArrayList();

doublerate=new

GC().rinding(Integer.parselnt(number2.getText()),s):

answer2.setText(rate+"");

chart=newChart(),get3FreeChart(s);

ApplicationFrameaf=newApplicationFrame("赶火车")；

af.setContentPane(newChartPanel(chart));

af.pack();

af.setVisible(true);

}

})；

)

{

jLabel7=new3Label();

QA2.getContentPane().add(jLabel7);

jLabel7.setText("\u8d76\u4e0a\u706b\u8f66\u7684\u6982\u7387");

jLabel7.setBounds(37,64,105,20);

}

{

answer2=newJTextField();

QA2.getContentPane().add(answer2);

answer2.setBounds(160,61,70,28);

}

}

publicvoidQA3()

QA3=new3InternaIFrame();

jDesktoppanel.add(QA3,3LayeredPane.DFF4L/LT_LAYER);

QA3.setBounds(51,26,656,385);

QA3.setVisible(true);

QA3.setTitle("\u70ae\u6392\u5c04\u51fb\u95ee\u9898");

QA3.getContentPane().setLayout(null);

QA3.setClosable(true);

{

start?=new[Button。；

QA3.getContentPane().add(start3);

start3.setText("\u786e\u5b9a");

start3.setBounds(438,29,44,27);

start3.addActionListener(newActionListener(){

@Override

publicvoidactionPerformed(ActionEvente){

Stringstr[][]=newString[Integer.parseInt(number3.getText())][8];

Stringa三new「IRC().attack(str,Integer.parselnt(number?.getText()));

anwer31.setText(a);

{

TableModeltableModel=

newDefaultTableModel(

str,

newString[]{“实验序号"，"投硬币结果"，"

指示正确”,

”指示不正确;“掷骰子结果

table=newJTable();

jScrollPanel.setViewportView(table);

table.setModel(tableModel);

)

}

})；

}

{

jLabel4=newJLabel();

QA3.getContentPane().add(jLabel4);

jLabel4.setText("\u5b9e\u9a8c\u6b21\u6570");

jLabel4.setBounds(61,33,60,20);

)

{

jScrollPanel=newJScrollPane();

QA3.getContentPane().add(jScrollPanel);

jScrollPanel.setBounds(19,137,610,188);

}

number3=new3TextField();

QA3.getContentPane().add(number3);

number3.setBounds(203,30,92,28);

}

{

jLabel5=new3Label();

QA3.getContentPane().add(jLabelS);

jLabel5.setText("\u6709\u6548\u5c04\u51fb\u7387\u548c\u51fb\u4f24\u5e73\u5747\u

6570");

jLabel5.setBounds(7,78,168,20);

}

{

anwer31=new3TextField();

QA3.getContentPane().add(anwer31);

anwer31.setDounds(203,74,219,29);

}

}

privatevoidinitGUI(){

this.getContentPane().setLayout(null);

try{

setDefaultCloseOperation(Windowconstants.DISPOSE_OA/_CLOSE);

this.setTitle("\u8bal\u7b97\u4eff\u771f\u4f5c\u4ela");

(

jToolBarl=new3ToolBar();

getContentPane().add(jToolBarl,BorderLayout.CFA/7FR);

jToolBarl.setBounds(0,0,728,40);

{

QI=newJButton();

jToolBarl.add(Ql);

QI.setText("\u5c04\u7bad\u95ee\u9898");

QI.addActionListener(newActionListener()

{

publicvoidactionPerformed(ActionEvente){

QA1()；

}

})；

}

{

Q2=newJButton();

jToolBarl.add(Q2);

Q2.setText("\u8d76\u706b\u8f66\u95ee\u9898");

Q2.addActionListener(newActionListener(){

@Override

publicvoidactionPerformed(ActionEvente){

QA2();

}

})；

}

{

Q3=new3Button();

jToolBarl.add(Q3);

Q3.setText("\u70ae\u6392\u5c04\u51fb");

Q3.setPreferredSize(newjava.awt.Dimension(72,32));

Q3.addActionListener(newActionListener(){

@Override

publicvoidactionPerformed(ActionEvente){

QA3();

}

})；

)

}

{

jDesktopPanel=newJDesktopPane();

getContentPane().add(jDesktopPanel);

jDesktopPanel.setBounds(0,32,728；453);

jDesktopPanel.setDoubleBuffered(true);

pack();

this.setSize(746,525);

}catch(Exceptione){

e.printStackTrace();

)

}

)

FZ,java

importjava.util.*;

importorg.jfree.chart.ChartFactory;

importorg.jfree.chart.JFreeChart;

importorg.jfree.chart.plot.PlotOrientation;

importorg.jfree.data.DefaultKeyedValues;

importorg.jfree.data.category.CategoryDataset;

importorg.jfree.data.general.Datasetutilities;

importorH.jfree.ui.ApplicationFrame;

importsun.text.resources.FormatData;

classShe3i{

publicdoubleshoot(intn,intnumber){

doubleresult=0;

for(inti=l;i<=rumber;i++){

intnum=0;

for(intj=l;j<=10;j++){

if(newRandom().nextDouble()<=0.24)

num++;

)

if(num==n)result++;

}

return(result/rumber);

)

)

classGC(

publicdoublerinding(intnumber,List<Node>s){

doublex=0.0,y=3.0,z=0.0,n=0.0;

Listlist=newArrayListO;

for(inti=l;i<=number;i++){

doubleb=newRandom().nextDouble();

if(b<0.7)x=0.0;

if(b<0.9&&b>=0.7)x=5.0;

if(b>=0.9)x=10.0;

doubleyl=0.0；

for(intj=l;j<=6;j++){

yl+=(newRandom().nextDouble()-newRandom().nextDouble());

}

y=yl*Math.pow(2,0.5)+30;

b=newRandom().nextDouble();

if(b<0.3)z=28.0;

if(b<0.78&b>=0.3)z=30.0;

if(b<0.9&&b>=0.7)z=32.0;

if(b>=0.9)z=34.0;

list.add(x+y-z);

if(x+y-z>=0){

//System.out.printin(x+y-z);

n++;

}

)

Collections.sort(list);

doublemin=(double)list.get(0);

doublemax=(double)list.get(list.size()-1);

doubled=(max-min)/10;

System.out.println(list.size());

intj=0;

for(inti=l;i<=10;i++){

intm=0;

for(;j<list.size()-l;j++)

{

doubleq=(double)list.get(j);

if(q>=niin&&q<=min+d)m++;

elsebreak;

}

s.add(newNode(String.fonnat("%.2f”,min)+”-

"+S