第三章离散仿真详解.pptVIP

第三章 离散系统仿真 概述 离散系统的状态只是在离散时间点上发生变化，而且这些离散时间点一般是随机的。 离散系统的数学模型通常用流程图或网络图来描述。 离散仿真的目的是实体的活动以找出(分析)系统的(潜在)行为。 离散仿真 事件(event)时间因变量随(事件)时间离散变化。 基本概念 实体 构成系统的各种成分称为实体，是系统的研究对象。 临时实体、永久实体。 属性 反映实体的某些性质。 状态 在某一确定时间点，系统的状态是系统中所有实体属性的集合。 基本概念 事件 引起系统状态发生变化的行为，它是在某一时间点上的瞬间行为。 活动 实体在某一状态的持续过程。 进程 进程由和实体相关的事件及若干活动组成，一个进程描述了它所包括的事件及活动间的相互逻辑关系和时序关系。 基本概念 仿真时钟 仿真时钟用于表示仿真时间的变化，仿真时钟推进的时间间隔称为时间步长。 时间步长法、事件步长法 统计计数器 离散系统的状态随事件的不断发生呈现动态变化过程，这种动态变化过程在统计意义下才有参考价值。 统计计数器用于记录仿真规程中系统性能的统计信息。 离散仿真模型建立步骤 定义系统的参变量集合，构造系统映象； 定义事件类型及其发生时点； 定义每一事件时间发生状态变化的点； 描述系统中实体的活动； 构造状态转移函数或算法； 通过系统流图描述整个过程。 构造初始映象 找一个尽可能简单的系统状态作为初始状态； 从一个远离平衡状态但容易构造的状态开始进行模拟，当运行一段时间之后，系统的状态会接近或处于稳定状态（平衡状态）。 离散仿真中的关键问题 事件取舍： 确定改变系统状态的事件集，并将它们用逻辑关系联系起来。 系统仿真就是靠按顺序执行联系这些事件的逻辑来实现的。 活动扫描： 要描述系统中实体的活动，设定引起活动开始及结束的条件。启动或结束活动的事件不由建模者设定，而随仿真推进而自动进行。为保证活动得到记录，每一次推进均需要扫描活动中的实体集。 由于需要在每一次推进中扫描每一活动，这种方法的效率不太高。 过程定位： 提供整个仿真过程中实体流的一种用仿真语言描述的方法。 系统仿真的推进 时间步长法 以固定的时间间隔进行驱动； 事件步长法 按下一类最早发生事件的发生时间推进。 时间步长法 在进行系统仿真的同时，把整个仿真过程分为许多相等的时间间隔，程序按此步长前进的时钟就是仿真时钟。 在每个时间间隔做如下处理： 该步内若无事件发生，则仿真时钟再推进一个单位时间； 若在该步内有若干个事件发生，则认为这些事件均发生在这一步的结束时刻，同时必须规定当出现这种情况时各类事件处理的优先顺序。 扫描与处理方法 对每一类事件或每一个主导实体设置一个模拟时钟，以此记录和控制实体活动的延续时间。 对系统实体进行扫描； 对系统事件进行扫描； 对事件和实体结合起来进行扫描。 改变状态，预测下一事件。 时间步长法流程图 事件步长法 仿真时钟不断地从一个事件发生时间推进到下一个最早发生事件的发生时间。 以事件发生的时间点相互间隔作为步长，按照时间的进展，一步一步地对系统的行为进行仿真，直到预定的仿真时间为止。 事件表按照事件发生时间先后顺序安排事件，将仿真过程看作一个事件点序列。 事件控制部件始终从事件表中选择最早发生时间的事件记录，然后将仿真时钟该事件发生的时刻。 时钟推进举例 模拟运行150个时间单位，顾客到达事件、顾客服务完毕离去事件，Ti到达时间间隔，Si第i个顾客服务时间，Di第i个顾客等待时间，Ci= Ti+Si+Di第i个顾客离开系统的时间, qi第i个顾客排队的队长，bi模拟时钟推进到第i次的时间，Zi第i个事件发生时服务员的状态。 Ti=15,32,24,40,22,…； Si=43,36,34,28,… 初始状态： q0=0, Z0=0 求： bi 、Ci、 离散系统仿真程序的结构 状态变量； 时钟变量； 事件表（按时间顺序记录仿真过程中将要发生的事件） 统计计数器 初始化子程序 时钟推进子程序 （由事件表确定下一事件，然后将将仿真时钟推进到该事件发生的时间） 调度子程序（将仿真过程中产生的未来事件插入事件表） 离散系统仿真程序的结构 事件子程序 每一类事件对应一个事件子程序，相应的事件发生时就转入该事件子程序进行处理，更新系统状态，产生新的事件。 统计报告子程序 随机数发生器 主程序 调用时钟推进子程序，控制转移到相应的事件子程序，完成仿真程序的总体控制。 离散系统仿真程序流程图 离散系统仿真策略 建立描述系统行为的仿真模型 由于系统采用伪随机数，可以得到确定