
- •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.
Формирование последовательности случайных чисел имеющих неравномерный закон распределения.
-РРСЧ(0,1)
-СЧ
Методы:
а) метод обратной функции
б) метод Неймана
в) метод ступенчатой аппроксимации
Теорема:
а)
y- равномерно распределенная случайная величина (0,1)
Тогда
имеет распределение
б
)
f(x)
A B
Геометрическая интерпретация метода обратной функции
F(x)
1
yi
Метод обратной функции
Теорема: y-равномерно распределенная случайная величина (0,1)
Тогда распределена
F(x) F-1(x)
Алгоритм:
0 шаг- поиск обратной функции.
1
шаг- формирование y-РРСЧ(0,1)
2 шаг-
{Xi}
Метод обратной функции для экспоненциального закона.
F(x)
1
yi
,тогда
(1-yi)
тоже (0,1)
x
x1 |
x2 |
… |
xl |
F(x1) |
F(x2) |
… |
F(xl) |
F(x)-непрерывна, в данном случае дискретна.
Алгоритм:
1
шаг-
2 шаг-
N
раз,N-длина последовательности.
3-шаг-реализация
Метод Неймана
=M
x2
A x1 B
1)
2)
x1-реализация
Метод ступенчатой аппроксимации
Геометрическая интерпретация:
Задача:
определить
Алгоритм:
1
)Z1-выбираем
интервал
2)Z2-РРСЧ(ak,ak+1) (реализация) N раз
Критерии сравнения 3-х методов:
1)простота (подготовки реализации)
2)точность
3)быстродействие
4)синхронность метода (если каждое обращение к процедуре результативно)
Метод обратной функции
синхронный
реализуется просто, если удается найти обратную функцию.
метод точный, если удается точно определить обратную функцию F-1(x)
быстродействие
Метод Неймана
асинхронный
прост в реализации
метод точный, если определена область определения функции
быстродействие определяется вероятностью результативных обращений к процедуре
Метод ступенчатой аппроксимации
синхронный
сложный на этапе начальной подготовки, но прост при реализации.
погрешность есть всегда, так как функция плотности распределения заменяется кусоной функцией.
быстродействие зависит от количества интервалов.
Специализированный метод для реализации последовательности псч по нормальному закону распределения.
Теорема: Сумма РРСЧ есть СВ., распределенная по нормальному закону.
Дано:N-(кол-во чисел) РРСЧ (0,1)
Сформировать СВ. по нормальному закону m=0,D=1
y - по нормальному закону распределения
,при
N<12 характеристики
неточные, при N>24 сложность
2)
x1,x2-равномерно распределенная случайная величина (0,1)
y=
Экспоненциальный закон распределения
СВ y
СВ z
Z=y/
1.построение концептуальной модели
2.алгоритмизация
3.получение и интерпретация результатов моделирования
3.1 планирование математического эксперимента
3.2 анализ и интерпретация результатов
составление технической документации