- •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
- •5.3. Порядок оформления отчета
- •5.3.1.Содержание отчета
- •Задания для самопроверки
- •5.3.2.Создание выходного файла
- •Задание для домашней подготовки
- •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
Критерий “нисходящих” и ”восходящих” серий
Данный критерий
позволяет обнаружить (с увеличением
порядкового номера наблюдений) смещение
среднего значения наблюдения как
монотонного, так и более общего, например,
циклического характера. Так же, как и в
случае критерия серий, исследуется
последовательность знаков разностей.
Однако используется другая последовательность
разностей:
,
причём, если два или несколько следующих
друг за другом наблюдения равны между
собой, то принимается во внимание только
одно из них.
Серия из плюсов называется “восходящей”, а серия из минусов - “нисходящей”, поскольку имеют место при возрастании и убывании наблюдений соответственно.
Критерий
основывается на тех же принципах и
статистиках
,
что и критерий серий.
Используется следующее решающее правило: если хотя бы одно из неравенств
оказывается нарушенным, то гипотеза о случайности выборки отвергается с вероятностью ошибки .
Таблица
1: Зависимость
от
-
5
6
7
1.3.3.Алгоритмы моделирования для основных непрерывных распределений Равномерное распределение
НСВ имеет равномерно е распределение на интервале [a, b), обозначаемое R(a, b), если функция и плотность распределения определяются соотношениями:
(21)
Для произвольных значений параметров распределения a, b распределение R(a, b) обобщает распределение R(0, 1) БСВ .
Среднее значение
и дисперсия
равны:
.
Алгоритм моделирования
Алгоритм
моделирования СВ
основан на методе обратной функции.
Обратная функция для
из (21) находится при решении уравнения
относительно
:
Далее в соответствии с указанным методом алгоритм моделирования реализации СВ включает два шага:
моделирование реализации
БСВпринятие решения о том, что реализацией является величина :
Коэффициент использования БСВ k = 1.
Одномерное нормальное распределение
НСВ
с плотностью распределения
имеет одномерное
нормальное (гауссово) распределение с
параметрами: средним значением
и дисперсией
(обозначается
).
Распределение
называется стандартным нормальным
распределением, а НСВ
~
-стандартной
нормальной (гаусовской ) величиной.
Функция распределения
обозначается Ф(x) и имеет
вид:
(22)
и называется функцией Лапласа.
Случайные
величины
и
связаны соотношением:
,(23)
где
-среднее
квадратическое (стандартное) отклонение.
Таким образом, задача моделирования
~
сводится к моделированию стандартной
гаусовской СВ
и применению формулы (23). Опишем некоторые
алгоритмы моделирования
~
.
Алгоритмы моделирования
Первый алгоритм
реализуем методом суммирования,
основанном на центральной предельной
теореме: если
-независимые
БСВ, то при
случайная величина
распределена
асимптотически нормально, так что
.
На практике приемлемая точность аппроксимации стандартной гаусовской СВ достигается при N=12. Таким образом, алгоритм моделирования ~ состоит из следующих шагов:
(a)
моделирование N=12 реализацией
БСВ.
(b) принятие решения о том, что реализацией СВ является величина x, равная :
Коэффициент
использования БСВ
.
Второй алгоритм
основан на методе функционального
преобразования БСВ. Известно, что если
-независимые
БСВ, то случайные величины
(24)
Являются независимыми стандартными гаусовскими. Таким образом, алгоритм моделирования ~ на основе данного метода позволяет получить из двух реализаций БСВ две независимые реализации СВ с помощью преобразований (24).
Лог - нормальное распределение
НСВ
с
плотностью распределения
.
имеет
логарифмически-нормальное распределение
(лог-нормальное распределение)
с
параметрами формы
(стандартное
отклонение СВ
).
Среднее значение и дисперсия ~ определяются формулами:
Очевидно, СВ
имеет
распределение
,
если СВ
распределена
по нормальному закону
,
причем
.
И наоборот: если
~
,
то СВ
.
Эта связь распределений лежит в основе
моделирующего алгоритма (
).
