- •Глава 1. Принципы моделирования случайных элементов 6
- •Глава 3. Метод Монте-Карло и его применения 51
- •3.4. Задания 63
- •Глава 4. Система моделирования gpss 64
- •Глава 5. Моделирование сложных систем на основе gpss 127
- •5.2.1. Иммитационная модель системы 136
- •Глава 6. Задания лабораторного практикума по gpss 152
- •Глава 7. Статистическое моделирование в финансовом анализе. 181
- •Введение
- •Глава 1.Принципы моделирования случайных элементов
- •1.1. Моделирование случайных величин
- •1.1.1.Моделирование базовых случайных величин (бсв) Понятие бсв
- •Датчики бсв
- •Метод Макларена-Марсальи
- •Специальные тесты проверки точности моделирования бсв
- •Тест «совпадения моментов»
- •Тест «ковариация»
- •Тест «равномерность двухмерного распределения»
- •1.1.2.Статический анализ точности моделирования
- •1.1.3.Задания
- •1.2. Моделирование дискретных случайных величин (дсв)
- •1.2.1.Понятие дсв. Общая схема алгоритма моделирования
- •1.2.3.Графический анализ точности моделирования
- •1.2.4.Задания
- •Дискретное равномерное распределение
- •1.3. Моделирование непрерывных случайных величин (нсв)
- •1.3.1.Понятие нсв. Универсальные методы моделирования нсв. Понятие нсв.
- •Метод обратной функции.
- •Метод исключения
- •1.3.2.Тесты проверки точности моделирования нсв Критерии согласия
- •- Критерий согласия Пирсона
- •Критерий согласия Колмогорова.
- •Критерий серий
- •Критерий “нисходящих” и ”восходящих” серий
- •1.3.3.Алгоритмы моделирования для основных непрерывных распределений Равномерное распределение
- •Алгоритм моделирования
- •Одномерное нормальное распределение
- •Алгоритм моделирования
- •Экспоненциальное распределение
- •Алгоритм моделирования
- •Распределение Лапласа
- •Алгоритм моделирования
- •Алгоритмы моделирования:
- •Бета-распределение.
- •Связь с другими распределениями
- •Алгоритмы моделирования:
- •Алгоритмы моделирования
- •Алгоритм моделирования
- •Моделирование случайных величин с заданной гистограммой
- •Алгоритм моделирования
- •Моделирование случайных величин с заданным полигоном частот
- •1.3.4.Задания Равномерное распределение
- •Одномерное нормальное распределение
- •Распределение Лапласа
- •Распределение Вейбулла-Гнеденко
- •Гамма распределение
- •Бета-распределение
- •Распределение Коши
- •Логистическое распределение
- •Распределение Стьюдента
- •Распределение Фишера
- •3.2. Вычисление определенного интеграла методом Монте-Карло
- •Пример.
- •Текст программы:
- •3.3. Решение системы алгебраических уравнений методом Монте-Карло
- •3.4. Задания
- •Глава 4.Система моделирования gpss
- •4.1. Краткие сведения из теории
- •4.2. Основные правила и операторы языка gpss
- •4.2.1.Структура операторов gpss
- •4.2.2.Основные операторы языка gpss
- •4.3. Основные блоки gpss/pc и связанные с ними объекты
- •4.3.1.Блоки, связанные с транзактами
- •4.3.2.Блоки, связанные с аппаратными объектами
- •4.3.3.Блоки для сбора статистических данных
- •4.3.4.Блоки, изменяющие маршруты транзактов
- •4.3.5.Блоки, работающие с памятью
- •4.3.6.Блоки для работы со списками пользователя
- •4.4. Управляющие операторы gpss/pc
- •4.5. Некоторые приемы конструирования gpss-моделей
- •4.5.1.Косвенная адресация
- •4.5.2.Обработка одновременных событий
- •4.6. Команды gpss/pc и технология работы с пакетом
- •4.6.1.Загрузка интегрированной среды
- •4.6.2.Ввод новой модели
- •4.6.3.Редактирование текста модели
- •4.6.4.Запись и считывание модели с диска
- •4.6.5.Прогон модели и наблюдение за моделированием
- •4.6.6.Получение и интерпретация стандартного отчета
- •5.1.3.Анализ результатов иммитационного моделирования
- •5.2. Моделирование работы участка цеха
- •5.2.1.Иммитационная модель системы
- •110 Generate 30,5 Первый сегмент модели
- •280 Generate 20,5 Второй сегмент модели
- •450 Generate 480 Третий сегмент модели (таймер)
- •5.2.2.Анализ результатов иммитационного моделирования
- •Обсуждение результатов моделирования
- •105 A2 storage 2 Второй станок моделируется как накопитель
- •Задание для домашней подготовки
- •5.3. Порядок оформления отчета
- •5.3.1.Содержание отчета
- •Задания для самопроверки
- •5.3.2.Создание выходного файла
- •5.3.3.Описание элементов выходного файла
- •Глава 6.Задания лабораторного практикума по gpss
- •Глава 7.Статистическое моделирование в финансовом анализе.
- •7.1. Моделирование наращенных сумм и современных величин платежа.
- •Задание 4.
- •7.2. Моделирование величины реальной наращенной суммы платежей с учетом инфляции.
- •7.3. Моделирование обменного курса валют при двойной конверсии валют.
- •Приложение
- •Примечание к таблице п.3
- •Литература
Алгоритмы моделирования:
Для целых значений
алгоритм моделирования
описывается формулой (34). Коэффициент
использования БСВ
.Для
алгоритм моделирования
описывается формулой (35). Если для
моделирования
используется формула (см. «Одномерное
нормальное распределение»):
где
- независимые БСВ, то коэффициент
использования БСВ
.
Для произвольных значений
моделирование СВ
может осуществляться с применением
алгоритма, основанного на методах
исключения и обратной функции.
Справедливо
представление (для простоты полагаем
):
где:
целая
часть числа
СВ
.
Для моделирования
используется метод исключения с
мажорирующей функцией
:
Пусть:
и
- области, ограниченные осью абсцисс и
кривыми
и
соответственно;
- случайный вектор, имеющий равномерное
распределение в области
,
а точка с координатами
принадлежит области
.
Тогда в соответствии с методом исключения
реализацией СВ
с плотностью
является величина
.
Для моделирования
удобно использовать метод обратной
функции:
;
здесь
- независимые реализации БСВ.
Бета-распределение.
НСВ
с плотностью распределения
(36)
имеет
бета-распределение
с параметрами
(где
- гамма-функция Эйлера).
Среднее значение
и дисперсия
равны:
Связь с другими распределениями
Если
,
то СВ
с плотностью распределения (36) имеет
распределение
.Если - целые числа, и
- случайные величины, имеющие
гамма-распределения
и
соответственно,
,
тогда:
(37)
Алгоритмы моделирования:
Для целых значений алгоритм моделирования определяется формулой (37) (алгоритмы моделирования
описаны в разделе «Гамма-распределение»).
Коэффициент использования БСВ
.Другой алгоритм для целочисленных значений параметров
основан на методе функционального
преобразования и описывается формулой:
где
-
-я
порядковая статистика, соответствующая
последовательности независимых БСВ
.
Коэффициент использования БСВ
.
Для нецелых параметров используется алгоритм (метод Йонка), составленный из следующих шагов:
Моделирование пар независимых реализаций БСВ:
и вычисление величин
.
Принятие решения о том, что реализацией СВ является величина вида:
где
Распределение Коши.
НСВ с плотностью распределения
(38)
имеет распределение
Коши
с параметрами:
-
параметр масштаба;
- параметр положения (мода, медиана).
Функция
распределения СВ
имеет вид:
(39)
Известно, что
если
- независимые стандартные гаусовские
величины, то СВ
вида
имеет распределение
Коши
.
Алгоритмы моделирования
Первый алгоритм основывается на формуле (39) и состоит из двух шагов:
моделирование независимых реализаций
СВ
;принятие решения о том, что реализацией СВ является величина :
Коэффициент использования БСВ .
Логистическое распределение
НСВ с плотностью распределения
имеет логистическое
распределение
с параметрами
- среднее значение,
(где
- стандартное отклонение СВ
).
Функция распределения закона имеет вид:
(40)
Алгоритм моделирования
Алгоритм
моделирования
основан на методе обратной функции. С
учётом (40) обратная для
имеет вид:
(41)
Для моделирования реализации СВ выполняются следующие действия.
Моделируется реализация
БСВ.Вычисляется значение по формуле (41).
Коэффициент использования БСВ .
Хи-квадрат распределение
НСВ
с плотностью распределения
(42)
имеет хи-квадрат
распределение
с
степенями свободы (
- натуральное число, параметр распределения).
Здесь
- гамма-функция Эйлера (см. «Распределение
Вейбулла-Гнеленко»).
Среднее значение
и дисперсия
равны:
,
.
Известно, что,
если
- независимые стандартные гаусовские
СВ, то СВ
(43)
имеют плотность распределения (42).
