
- •Вычислительная система как объект моделирования.
- •Виды моделирования.
- •Методы вероятностного моделирования.
- •Основные этапы моделирования.
- •Моделирование случайных воздействий.
- •Случайные величины и их распределение
- •Мода случайной величины.
- •Медиана случайной величины.
- •Характеристики рассеивания случайной величины.
- •Корреляционный момент (корреляция).
- •Коэффициент корреляции:
- •Коэффициент автокоррелиации.
- •Правило трех сигма.
- •Экспоненциальное распределение.
- •Распределение Хи – квадрат.
- •Статистическое оценивание последовательности чисел.
- •Проверка качества последовательностей псевдослучайных чисел.
- •Соответствие по критерию согласия.
- •Критерий Хи – квадрат.
- •Критерий Колмогорова.
- •Проверка равномерности.
- •Тест пар.
- •Тест комбинаций (аналог теста пар).
- •Тест наибольшей из t.
- •Тест монотонности
- •Тест апериодичности, только для псевдослучайных чисел.
- •Моделирование случайных воздействий
- •Программный метод получения псевдослучайных чисел.
- •1 . Метод середины квадрата
- •2. Метод умножения.
- •3. Конгруэнтные процедуры.
- •Использование последовательностей равномерно распределенных случайных (псевдослучайных) чисел в задачах статистического моделирования.
- •Формирование последовательности случайных чисел имеющих неравномерный закон распределения.
- •Геометрическая интерпретация метода обратной функции
- •Метод обратной функции
- •Метод обратной функции для экспоненциального закона.
- •Метод Неймана
- •Метод ступенчатой аппроксимации
- •Специализированный метод для реализации последовательности псч по нормальному закону распределения.
- •Экспоненциальный закон распределения
- •Планирование машинного эксперимента
- •Тактическое планирование эксперимента
- •Тактическое планирование эксперимента
- •Технические и программные средства моделирования.
- •Технические средства моделирования.
- •2.Цифровые вычислительные машины
- •3.Гибритные вычислительные комплексы
- •4.Специализированные эвм
- •Программные средства моделирования.
- •Пакет прикладных программ “statistica”:
- •Лабораторная работа №1.
- •Вербальное описание на основе q-схем.
Мода случайной величины.
Мода случайной величины для дискретной случайной величины – наиболее вероятностное значение, а для непрерывной случайной величины – максимальное значение f(x0); x0X.
Медиана случайной величины.
Медиана дискретной случайной величины и непрерывной – есть p(x<Me)=p(x>Me)=1/2.
Характеристики рассеивания случайной величины.
Различают моменты: начальные и центральные.
Начальным моментом k-го порядка называют:
Центральным моментом k-го порядка называют:
Вычисляется:
Свойства центрального момента:
1о. М1[х]=0
2о. М2[х] – дисперсия случайной величины.
Центральный момент третьего порядка служит для определения характеристик асимметрии распределения случайной величины относительно его математического ожидания.
К
оэффициент
симметрии:
Если значение А>0, то функция плотности распределения смещена влево, если значение A<0, то функция плотности распределения смещена вправо относительно М0.
М4[x] служит для определения крутизны для распределения случайной величины.
Коэффициент эксцесса:
Характеризует крутизну распределения относительно нормального закона распределения, для которого указанная величина равна 3.
Характеристика вероятностных взаимодействий решает следующую задачу:
Дано две случайные величины: X; Y. Определить их зависимость и независимость.
Корреляционный момент (корреляция).
Коэффициент корреляции:
Если x, y – независимы, то rx,y 0
Если x y, то rx,y 1
Если x 1/y, то rx,y -1
Г
еометрическая
интерпритация коэффициента коррелиации.
Е
сли
стремиться к 0
90о, то x, y
независимы.
Коэффициент автокоррелиации.
Пусть есть последовательность X = {x1, …, xn}, вторую последовательность Y получаем путем сдвига Х на разрядов kxy.
Основные законы распределения.
равномерное распределение
нормальное распределение
экспонециал (показательное)
хи-квадрат
Равномерное распределение.
Непрерывная случайная величина равномерно распределена на [a; b]
0, x<a
f(x) = c, a x b (const 0)
0, x>b
Зная, что
можно определить
Н
ормальное
распределение.
Это наиболее часто встречающийся закон.
mx – математическое ожидание
=Dx – среднеквадратическое отклонение
M[x] =mx
D[x] = 2
Хорошо описывается погрешность при рассмотрении случайных и псевдослучайных чисел.
Задача1: определить доверительный интервал для матожидания и дисперсии случайных чисел.
t=(x-mx)/2
В этом случае x=mx+2t
Случайная величина t – называется нормированной случайной величиной с нормальным законом распределения, которая имеет следующую функцию распределения:
–
плотность распределения.
Функция Лапласа.
1 t
Ф*(t)=2 e-2/2 dt
-
Связь Ф*(t) и Ф(t):
= 1 - - доверительная вероятность.
Таблица функции Лапласа для t/2.
mx x∆; x+∆]
∆ = t/2 N
- среднеквадратическое отклонение.
N – число элементов выборки.
Р = 0,95
Доверительный интервал – это интервал, относительного которого можно с заранее определенной вероятностью близкой к единице утверждать. Что он содержит неизвестное нам значение параметра mx.
Задача2: определить длину последовательности для определения точечных характеристик с заданной вероятностью.
N = (t/2/∆)2
N – объем выборки, которое с вероятностью р =1 - обеспечит заданную точность ∆.