Simulace a modelování

simulace

modelování

synchronizace

algoritmizace

simulační modely

programovací prostředky

• Obsah
  1 Definice základních pojmů 9
  1.1 Systém 9
  1.2 Model 13
  1.3 Modelování 15
  1.4 Simulace 16
  1.5 Simulace na počítačích 18
  1.6 Termíny používané při číslicové simulaci 19
  2 Mat. prostředky a metody pro modelování a simulaci 21
  2.1 Matematické prostředky pro modelování a simulaci 21
  2.2 Matematické metody pro modelování a simulaci 24
  2.3 Základní fáze simulace 30
  3 Algoritmizace simulačního modelu 33
  3.1 Zobrazení stavů simulovaného systému 34
  3.2 Zobrazení stavových změn 34
  3.3 Zobrazení času 34
  3.4 Synchronizace výpočtu 35
  3.5 Vstupy a výstupy simulačních programů 36
  3.5.1 Specifikace parametrů rozdělení náhodných veličin 37
  3.5.2 Modelování procesů s náhodnými parametry 37
  3.5.3 Statistické hodnocení simulačních experimentů 37
  4 Algoritmizace diskrétních simulačních modelů 39
  4.1 Základy teorie diskrétních dyn. systémů 39
  4.1.1 Ilustrativní příklad 42
  4.2 Procesy 45
  4.2.1 Vnější stavy procesů 45
  4.2.2 Změny vnějšího stavu procesu 46
  4.2.3 Vnitřní stavy procesů 48
  4.3 Kalendáře událostí 48
  4.3.1 Základní funkce kalendáře událostí 49
  4.3.2 Návrh kalendáře událostí 49
  4.3.3 Hierarchické kalendáře událostí 51
  4.3.4 Plánování událostí 52
  4.4 Generování pseudonáhodných čísel 53
  4.4.1 Algoritmy pro generování pseudonáhodných čísel 54
  4.4.2 Generování pseudonáhodných čísel z daného rozdělení 55
  4.4.3 Testování generátoru 55
  4.4.4 Implementace generátoru pseudonáh. čísel 56
  5 Algoritmizace spojitých simulačních modelů 57
  5.1 Základy teorie spojitých dynamických systémů 58
  5.1.1 Definice spojitého dynamického systému a jeho řešení . . 58
  5.1.2 Existence a jednoznačnost řešení spojitého dynamického systému 59
  5.1.3 Stabilita řešení spojitého dynamického systému 60
  5.1.4 Stabilita řešení lineárních dynamických systémů 63
  5.1.5 Stabilita řešení nelineárních dyn. systémů 66
  5.2 Metody numerické integrace 68
  5.2.1 Základní pojmy 68
  5.2.2 Metody Rungeho-Kutty 70
  5.2.3 Víceuzlové metody 71
  5.2.4 Metody pro řešení tuhých (stiff) soustav 73
  5.2.5 Posouzení metod numerického řešení soustav obyčejných diferenciálních rovnic 74
  6 Příklady na simulaci 75
  6.1 Modely hromadné obsluhy 75
  6.1.1 Úvod 75
  6.1.2 Příklad modelu systému hromadné obsluhy v jazyku GPSS 76
  6.1.3 Popis modelu v jazyku SIMULA 78
  6.2 Kompartmentové modely 80
  6.2.1 Co jsou kompartmentové systémy? 80
  6.2.2 Diskrétní pojetí kompartmentových systémů 81
  6.2.3 Jazyk pro simulaci kompartmentových systémů 82
  6.2.4 Buněčné systémy 87
  6.3 Celulární automaty 94
  6.3.1 Základní pojmy 94
  6.3.2 Modelování a simulace pomocí CA 95
  6.3.3 Ilustrativní příklad 97
  6.3.4 Využití CA 102
  6.4 Lindcimiaverovv svstémy 103
  6.4.1 Základní pojmy 103
  6.4.2 Typy L-systémů 104
  6.4.3 Grafické aplikace L-systémů 105
  6.5 Epidemiologické modely 108
  6.5.1 Základy teorie větvících se procesů 109
  6.5.2 Celková velikost epidemie 111
  6.5.3 Pravděpodobnost konečné extinkce epidemie 112
  6.5.4 Simulace průběhu malé epidemie 112
  7 Programovací prostředky pro simulaci 117
  7.1 Rozbor možností 117
  7.2 Simulační programovací jazyky 118
  7.2.1 Podstata použití simulačních jazyků 118
  7.2.2 Základní klasifikace simulačních jazyků 121
  7.2.3 Jazyky základního typu A 121
  7.2.4 Jazyky základního typu AT 125
  7.2.5 Jazyky základního typu T 128
  7.2.6 Jazyky s elementárními prvky 129
  7.3 Jazykty pro objektově orientované programování 132
  7.3.1 Definice objektově orientovaného programování 132
  7.3.2 Dnešní situace 133
  7.3.3 Kvaziparalelní programování v jazyku SIMULA 134
  7.4 Řízení simulační studie 135
  7.5 Poznámka ke kombinované simulaci 139