描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787111619567
内容简介
本书全面论述了离散事件系统仿真的所有重要方面，讨论了数据收集与分析、解析技术的使用、模型的验证以及适当的仿真试验设计，并特别注重离散事件系统仿真在制造、服务及计算方面的应用。本书共五部分，分为14章。主要内容包括：离散时间系统仿真基础知识、电子表格中的仿真案例、基本原理、仿真中的统计模型、队列模型、随机数生成器、随机变量的生成、输入建模、仿真模型的校核、校准与验证、性能的估计、相对性能的评估、生产与物料搬运系统仿真、网络化计算机系统仿真等。本书适合作为高等院校计算机、电子信息类专业的教材，也可供相关专业人士参考。
目 录
译者序
前言
新版内容调整
关于作者
第一部分 离散事件系统仿真概述
第1章 仿真初识2
1.1 何时适用仿真2
1.2 何时不适用仿真3
1.3 仿真的优势与劣势3
1.4 应用领域4
1.5 近年来的应用7
1.6 系统与系统环境8
1.7 系统要素9
1.8 离散系统与连续系统9
1.9 系统模型10
1.10 模型的种类10
1.11 离散事件系统仿真11
1.12 仿真研究的步骤11
参考文献15
练习题16
第2章 电子表格仿真案例17
2.1 电子表格仿真基础17
2.1.1 如何模拟随机性18
2.1.2 案例中的随机数生成器19
2.1.3 如何使用电子表格20
2.1.4 如何进行硬币投掷仿真21
2.1.5 如何模拟随机服务时间22
2.1.6 如何模拟顾客随机到达时间24
2.1.7 电子数据表格的仿真框架25
2.2 硬币投掷游戏27
2.3 使用电子表格进行排队系统仿真29
2.3.1 排队模型29
2.3.2 单服务台排队系统仿真32
2.3.3 双服务台排队系统仿真37
2.4 使用电子表格进行库存系统仿真40
2.4.1 报刊经销商问题仿真42
2.4.2 (M,N)库存策略仿真45
2.5 其他仿真案例47
2.5.1 可靠性问题仿真47
2.5.2 飞机轰炸仿真50
2.5.3 订货提前期需求的分布估计52
2.5.4 活动网络仿真54
2.6 小结56
参考文献57
练习题57
第3章 基本原理65
3.1 离散事件仿真的相关概念65
3.1.1 事件调度/时间推进算法68
3.1.2 全局视角71
3.1.3 采用事件调度法进行手工仿真73
3.2 列表处理81
3.2.1 列表的基本属性和操作81
3.2.2 使用数组处理列表82
3.2.3 使用动态分配链表84
3.2.4 先进仿真技术86
3.3 小结86
参考文献86
练习题86
第4章 仿真软件88
4.1 仿真软件历史88
4.1.1 探索期（1955～1960）89
4.1.2 诞生期（1961～1965）89
4.1.3 初始期（1966～1970）90
4.1.4 发展期（1971～1978）90
4.1.5 增强期（1979～1986）90
4.1.6 集成期（1987～2008）91
4.1.7 远期（2009～2011）91
4.2 仿真软件的选择92
4.3 一个仿真案例94
4.4 使用Java进行仿真95
4.5 使用GPSS语言进行仿真103
4.6 使用SSF进行仿真108
4.7 仿真环境110
4.7.1 AnyLogic111
4.7.2 Arena111
4.7.3 AutoMod112
4.7.4 Enterprise Dynamics113
4.7.5 ExtendSim113
4.7.6 Flexsim114
4.7.7 ProModel115
4.7.8 SIMUL8115
4.8 实验和统计分析工具116
4.8.1 共同特性116
4.8.2 产品116
参考文献118
练习题119
第二部分 数学模型和统计模型
第5章 仿真中的统计模型130
5.1 术语和概念回顾130
5.1.1 离散型随机变量130
5.1.2 连续型随机变量131
5.1.3 累积分布函数132
5.1.4 数学期望133
5.1.5 众数135
5.2 一些有用的统计模型135
5.2.1 排队系统135
5.2.2 库存和供应链系统137
5.2.3 可靠性和可维护性137
5.2.4 有限数据137
5.2.5 其他分布138
5.3 离散分布138
5.3.1 伯努利试验和伯努利分布138
5.3.2 二项分布138
5.3.3 几何分布与负二项分布139
5.3.4 泊松分布140
5.4 连续分布142
5.4.1 均匀分布142
5.4.2 指数分布143
5.4.3 伽马分布145
5.4.4 爱尔朗分布146
5.4.5 正态分布148
5.4.6 韦布尔分布151
5.4.7 三角分布153
5.4.8 对数正态分布154
5.4.9 贝塔分布155
5.5 泊松分布155
5.5.1 泊松分布的性质157
5.5.2 非平稳泊松过程157
5.6 经验分布158
5.7 小结160
参考资料161
练习题161
第6章 排队模型167
6.1 排队系统的特点167
6.1.1 顾客总体168
6.1.2 系统容量168
6.1.3 到达过程169
6.1.4 排队行为和排队规则170
6.1.5 服务时间和服务规则170
6.2 排队论中的符号172
6.3 排队系统长期性能度量指标172
6.3.1 按时间衡量的系统中顾客平均数L172
6.3.2 顾客在系统中的平均逗留时间w174
6.3.3 守恒公式：L=λw175
6.3.4 服务台利用率176
6.3.5 排队系统的成本问题180
6.4 无限总体马尔可夫模型的稳态行为181
6.4.1 符合泊松到达且具有无限容量的单服务台排队系统：M/G/1182
6.4.2 多服务台排队系统：M/M/c/∞/∞185
6.4.3 具有泊松到达、有限容量的多服务台排队系统：M/M/c/N/∞188
6.5 有限顾客源模型的稳态表现（M/M/c/K/K）189
6.6 排队网络192
6.7 粗略建模：简单描述193
6.8 小结195
参考文献196
练习题196
第三部分 随机数
第7章 随机数的生成202
7.1 随机数的性质202
7.2 伪随机数的产生202
7.3 随机数生成技术203
7.3.1 线性同余法203
7.3.2 组合线性同余生成器206
7.
前言
新版内容调整
关于作者
第一部分 离散事件系统仿真概述
第1章 仿真初识2
1.1 何时适用仿真2
1.2 何时不适用仿真3
1.3 仿真的优势与劣势3
1.4 应用领域4
1.5 近年来的应用7
1.6 系统与系统环境8
1.7 系统要素9
1.8 离散系统与连续系统9
1.9 系统模型10
1.10 模型的种类10
1.11 离散事件系统仿真11
1.12 仿真研究的步骤11
参考文献15
练习题16
第2章 电子表格仿真案例17
2.1 电子表格仿真基础17
2.1.1 如何模拟随机性18
2.1.2 案例中的随机数生成器19
2.1.3 如何使用电子表格20
2.1.4 如何进行硬币投掷仿真21
2.1.5 如何模拟随机服务时间22
2.1.6 如何模拟顾客随机到达时间24
2.1.7 电子数据表格的仿真框架25
2.2 硬币投掷游戏27
2.3 使用电子表格进行排队系统仿真29
2.3.1 排队模型29
2.3.2 单服务台排队系统仿真32
2.3.3 双服务台排队系统仿真37
2.4 使用电子表格进行库存系统仿真40
2.4.1 报刊经销商问题仿真42
2.4.2 (M,N)库存策略仿真45
2.5 其他仿真案例47
2.5.1 可靠性问题仿真47
2.5.2 飞机轰炸仿真50
2.5.3 订货提前期需求的分布估计52
2.5.4 活动网络仿真54
2.6 小结56
参考文献57
练习题57
第3章 基本原理65
3.1 离散事件仿真的相关概念65
3.1.1 事件调度/时间推进算法68
3.1.2 全局视角71
3.1.3 采用事件调度法进行手工仿真73
3.2 列表处理81
3.2.1 列表的基本属性和操作81
3.2.2 使用数组处理列表82
3.2.3 使用动态分配链表84
3.2.4 先进仿真技术86
3.3 小结86
参考文献86
练习题86
第4章 仿真软件88
4.1 仿真软件历史88
4.1.1 探索期（1955～1960）89
4.1.2 诞生期（1961～1965）89
4.1.3 初始期（1966～1970）90
4.1.4 发展期（1971～1978）90
4.1.5 增强期（1979～1986）90
4.1.6 集成期（1987～2008）91
4.1.7 远期（2009～2011）91
4.2 仿真软件的选择92
4.3 一个仿真案例94
4.4 使用Java进行仿真95
4.5 使用GPSS语言进行仿真103
4.6 使用SSF进行仿真108
4.7 仿真环境110
4.7.1 AnyLogic111
4.7.2 Arena111
4.7.3 AutoMod112
4.7.4 Enterprise Dynamics113
4.7.5 ExtendSim113
4.7.6 Flexsim114
4.7.7 ProModel115
4.7.8 SIMUL8115
4.8 实验和统计分析工具116
4.8.1 共同特性116
4.8.2 产品116
参考文献118
练习题119
第二部分 数学模型和统计模型
第5章 仿真中的统计模型130
5.1 术语和概念回顾130
5.1.1 离散型随机变量130
5.1.2 连续型随机变量131
5.1.3 累积分布函数132
5.1.4 数学期望133
5.1.5 众数135
5.2 一些有用的统计模型135
5.2.1 排队系统135
5.2.2 库存和供应链系统137
5.2.3 可靠性和可维护性137
5.2.4 有限数据137
5.2.5 其他分布138
5.3 离散分布138
5.3.1 伯努利试验和伯努利分布138
5.3.2 二项分布138
5.3.3 几何分布与负二项分布139
5.3.4 泊松分布140
5.4 连续分布142
5.4.1 均匀分布142
5.4.2 指数分布143
5.4.3 伽马分布145
5.4.4 爱尔朗分布146
5.4.5 正态分布148
5.4.6 韦布尔分布151
5.4.7 三角分布153
5.4.8 对数正态分布154
5.4.9 贝塔分布155
5.5 泊松分布155
5.5.1 泊松分布的性质157
5.5.2 非平稳泊松过程157
5.6 经验分布158
5.7 小结160
参考资料161
练习题161
第6章 排队模型167
6.1 排队系统的特点167
6.1.1 顾客总体168
6.1.2 系统容量168
6.1.3 到达过程169
6.1.4 排队行为和排队规则170
6.1.5 服务时间和服务规则170
6.2 排队论中的符号172
6.3 排队系统长期性能度量指标172
6.3.1 按时间衡量的系统中顾客平均数L172
6.3.2 顾客在系统中的平均逗留时间w174
6.3.3 守恒公式：L=λw175
6.3.4 服务台利用率176
6.3.5 排队系统的成本问题180
6.4 无限总体马尔可夫模型的稳态行为181
6.4.1 符合泊松到达且具有无限容量的单服务台排队系统：M/G/1182
6.4.2 多服务台排队系统：M/M/c/∞/∞185
6.4.3 具有泊松到达、有限容量的多服务台排队系统：M/M/c/N/∞188
6.5 有限顾客源模型的稳态表现（M/M/c/K/K）189
6.6 排队网络192
6.7 粗略建模：简单描述193
6.8 小结195
参考文献196
练习题196
第三部分 随机数
第7章 随机数的生成202
7.1 随机数的性质202
7.2 伪随机数的产生202
7.3 随机数生成技术203
7.3.1 线性同余法203
7.3.2 组合线性同余生成器206
7.
前 言
在本书中，我们介绍了离散事件仿真知识体系的主要内容，尤其强调使用案例介绍仿真原理及其在制造业、服务业和计算机领域的应用。与早期版本一样，第5版仍然面向高年级本科生或硕士生，为他们介绍仿真的基础知识，也适用于进阶课程或中级课程。与上一版相比，我们增加了更多的材料，并对部分章节进行了全面修订。网站www.bcnn.net可以搭配本书使用。虽然本书不依托任何一种仿真语言，但是我们延续使用Excel制作案例并作为仿真支持工具，第4版就是如此。
本书第一部分包含第1～4章。第1章回答如下问题：仿真是什么？仿真用来做什么？仿真在什么情况下才是合适的工具？仿真的优点和缺点分别有哪些？仿真包含哪些类型？如何开展仿真项目？在这一版中，我们增加了很多真实仿真案例的摘要信息。
第2章介绍如何使用Microsoft Excel进行仿真。该章利用抛掷硬币、使用简单离散分布模拟随机服务时间和到达时间等例子，介绍什么是随机数。从随机数定义出发，教师可以从该章后续给出的排队论、库存系统或其他类型系统案例中，选择合适的内容讲授给学生。该章所有的例子都基于公共框架构建，并且强调模型定义、使用Excel建模所需定义的变量、系统输入的规范化、系统输出和系统性能度量——所有这些知识点都以简单方式呈现给学生，因为第5章才会介绍统计学知识。应用Excel进行仿真建模（相关内容可以在本书网站上找到），有助于实现手动实验，这样可以很好地向学生展示仿真概念。此外，学生还可以通过学习相关Excel案例，完成该章后面的练习题。
虽然使用Excel有助于教师讲授仿真概念、演示统计变量的影响，尤其是分析和展示仿真结果，但是使用电子表格讲授仿真的基础知识还存在严重的缺陷。因此，第3章讨论“事件”和“流程”这两个概念的核心通用架构，“事件”和“流程”是几乎所有离散事件仿真软件的设计基础。第4章对于仿真工具的发展进行了历史回顾，并以GPSS和Java为例进行介绍。我们也介绍当前常见仿真软件的最新特性和实施能力。仿真软件发展的很快，该章给出了软件供应商的网址，以便读者可以获取最新的信息。
本书第二部分包括第5章和第6章，知识内容涉及系统仿真所用到的统计学和排队论的相关背景知识。第5章汇集本书后续会用到的所有统计学背景知识。第6章介绍排队队列的概念、几个简单的稳态排队系统模型，以及评价排队系统性能的测度指标。在这一版中，我们增加了“粗略建模”技术的介绍，“粗略建模”是在开展排队系统仿真之前实施的一个步骤。该章中的一些案例基于MATLAB编程。电子表格文件QueueingTools.xls在本书网站上可以找到，该文件用于计算该章所有排队系统案例的系统性能指标。
本书第三部分包含第7章和第8章。这部分内容旨在介绍生成仿真输入的相关概念及算法，最终目的不是为学生传授最新的方法，而是让他们能够明智而慎重地选择所用工具。电子表格文件RandomNumberTools.xls包含能够生成大量随机数的VBA代码，这部分内容在第7章中论及。第8章介绍一些生成随机变量的相关算法。
本书第四部分包括第9～12章。
第9章聚焦于如何使用数据驱动仿真过程，特别是研究如何选用统计分布代表仿真模型中的随机输入变量。在这一版中，替换了该章关键的例子，新的例子更加短小，用于描述在输入建模过程中会出现的困难之处，尤其是可能出现的违背“独立同分布假设”的情况。该章也介绍如何在无数据可用的情况下实现输入建模。
第10章提出了这样一些问题：我们怎样才能知道所建模型是正确的？模型的精确度是怎样的？有哪些技术可以帮助我们评价和评估模型的准确性和正确性。
在这一版中，我们对仿真输出分析的章节进行了重新命名：第11章为“绝对性能评价”，第12章为“相对性能评价”。这代表了我们观念的变化，即关键问题不在于模拟多少个系统方案，而是彼此孤立或相互关联的系统性能指标是否值得我们去研究。我们使用时效性更强的案例替换了这两章的全部原有案例。电子表格文件SimulationTools.xls内含多种统计分析方法，全部功能操作可以使用菜单点选完成，并可在本书配套网站上获得。此外，在这一版中，第12章关于元建模的内容，特别强调了仿真实验过程的相关问题，而不像一般教材中讨论回归分析问题。
本书第五部分也是最后一部分，包含生产与物料搬运系统仿真，以及网络化计算机系统仿真两部分内容。
第13章分析生产与物料搬运系统性能测度的一些问题，也包括一个小型车间系统仿真的扩展案例及其分析。
第14章由第4版中第14章和第15章合并而成，但是删除了CPU和内存的仿真内容，增加了关于无线网络系统仿真的新内容。特别地，我们介绍描述用户移动性的一般模型，介绍无线电信号广播模型的复杂性和难度范围。本书配套网站包含了该章所使用的仿真案例，也提供了包含更多支持材料的链接地址。
本书在以下两种课程中可以作为教材使用：
针对工程学、计算机科学或管理学专业的学生开设的介绍性仿真课程（如果不使用仿真工具辅助教学，可以包括第1~9章全部以及第10~12章的部分内容；如果教学过程中使用仿真软件作为配套工具，那么可以不讲授第4章的内容，并依据需要适当增加第13~14章的内容
本书第一部分包含第1～4章。第1章回答如下问题：仿真是什么？仿真用来做什么？仿真在什么情况下才是合适的工具？仿真的优点和缺点分别有哪些？仿真包含哪些类型？如何开展仿真项目？在这一版中，我们增加了很多真实仿真案例的摘要信息。
第2章介绍如何使用Microsoft Excel进行仿真。该章利用抛掷硬币、使用简单离散分布模拟随机服务时间和到达时间等例子，介绍什么是随机数。从随机数定义出发，教师可以从该章后续给出的排队论、库存系统或其他类型系统案例中，选择合适的内容讲授给学生。该章所有的例子都基于公共框架构建，并且强调模型定义、使用Excel建模所需定义的变量、系统输入的规范化、系统输出和系统性能度量——所有这些知识点都以简单方式呈现给学生，因为第5章才会介绍统计学知识。应用Excel进行仿真建模（相关内容可以在本书网站上找到），有助于实现手动实验，这样可以很好地向学生展示仿真概念。此外，学生还可以通过学习相关Excel案例，完成该章后面的练习题。
虽然使用Excel有助于教师讲授仿真概念、演示统计变量的影响，尤其是分析和展示仿真结果，但是使用电子表格讲授仿真的基础知识还存在严重的缺陷。因此，第3章讨论“事件”和“流程”这两个概念的核心通用架构，“事件”和“流程”是几乎所有离散事件仿真软件的设计基础。第4章对于仿真工具的发展进行了历史回顾，并以GPSS和Java为例进行介绍。我们也介绍当前常见仿真软件的最新特性和实施能力。仿真软件发展的很快，该章给出了软件供应商的网址，以便读者可以获取最新的信息。
本书第二部分包括第5章和第6章，知识内容涉及系统仿真所用到的统计学和排队论的相关背景知识。第5章汇集本书后续会用到的所有统计学背景知识。第6章介绍排队队列的概念、几个简单的稳态排队系统模型，以及评价排队系统性能的测度指标。在这一版中，我们增加了“粗略建模”技术的介绍，“粗略建模”是在开展排队系统仿真之前实施的一个步骤。该章中的一些案例基于MATLAB编程。电子表格文件QueueingTools.xls在本书网站上可以找到，该文件用于计算该章所有排队系统案例的系统性能指标。
本书第三部分包含第7章和第8章。这部分内容旨在介绍生成仿真输入的相关概念及算法，最终目的不是为学生传授最新的方法，而是让他们能够明智而慎重地选择所用工具。电子表格文件RandomNumberTools.xls包含能够生成大量随机数的VBA代码，这部分内容在第7章中论及。第8章介绍一些生成随机变量的相关算法。
本书第四部分包括第9～12章。
第9章聚焦于如何使用数据驱动仿真过程，特别是研究如何选用统计分布代表仿真模型中的随机输入变量。在这一版中，替换了该章关键的例子，新的例子更加短小，用于描述在输入建模过程中会出现的困难之处，尤其是可能出现的违背“独立同分布假设”的情况。该章也介绍如何在无数据可用的情况下实现输入建模。
第10章提出了这样一些问题：我们怎样才能知道所建模型是正确的？模型的精确度是怎样的？有哪些技术可以帮助我们评价和评估模型的准确性和正确性。
在这一版中，我们对仿真输出分析的章节进行了重新命名：第11章为“绝对性能评价”，第12章为“相对性能评价”。这代表了我们观念的变化，即关键问题不在于模拟多少个系统方案，而是彼此孤立或相互关联的系统性能指标是否值得我们去研究。我们使用时效性更强的案例替换了这两章的全部原有案例。电子表格文件SimulationTools.xls内含多种统计分析方法，全部功能操作可以使用菜单点选完成，并可在本书配套网站上获得。此外，在这一版中，第12章关于元建模的内容，特别强调了仿真实验过程的相关问题，而不像一般教材中讨论回归分析问题。
本书第五部分也是最后一部分，包含生产与物料搬运系统仿真，以及网络化计算机系统仿真两部分内容。
第13章分析生产与物料搬运系统性能测度的一些问题，也包括一个小型车间系统仿真的扩展案例及其分析。
第14章由第4版中第14章和第15章合并而成，但是删除了CPU和内存的仿真内容，增加了关于无线网络系统仿真的新内容。特别地，我们介绍描述用户移动性的一般模型，介绍无线电信号广播模型的复杂性和难度范围。本书配套网站包含了该章所使用的仿真案例，也提供了包含更多支持材料的链接地址。
本书在以下两种课程中可以作为教材使用：
针对工程学、计算机科学或管理学专业的学生开设的介绍性仿真课程（如果不使用仿真工具辅助教学，可以包括第1~9章全部以及第10~12章的部分内容；如果教学过程中使用仿真软件作为配套工具，那么可以不讲授第4章的内容，并依据需要适当增加第13~14章的内容
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