- •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
Распределение Фишера
Осуществить моделирование n реализаций НСВ ξ~ Fm,l(z) Провести графически анализ и исследовать точность моделирования при следующих значениях параметров:
а)m=3,l=5;б) m=6,l=3;и) m=6,l=12. Положить:n=20,50,100,500
Моделирование НСВ с заданной гистограммой и полигоном частот
О
бозначим:
K – число ячеек гистограммы;[
zi-1,zi]
– i – ячейка гистограммы,i=1,K;ci
– значение гистограммы в i
– ой ячейке; pi
– вероятность попадания СВ ξ
в i
– ячейку.
Требуется осуществить моделирование НСВ ξ по заданной гистограмме и полигону частот, провести графический анализ и исследовать точность моделирования для следующих значений параметров.
K=6; zi=i, i=0,1,…,K; c1=0.1,c2=c4=0.2,c3=0.4,c5=c6=0.05
K=10;z0=0{zi,pi} заданы в таблице:
i |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
zi |
0.1 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
0.6 |
0.7 |
0.9 |
1.1 |
1.4 |
2.0 |
pi |
0.03 |
0.18 |
0.15 |
0.20 |
0.15 |
0.08 |
0.07 |
0.06 |
0.05 |
0.03 |
Смесь гаусовских распределений
Глава 2.Плотность распределения НСВ ξ представляет собой смесь двух гаусовских распределений N1(μ1,σ12) и N2(μ2σ22) (модель засорений Тьюки-Хьюбера с уровнем засорений ε Осуществить n реализаций моделирования CB ξ и провести графический анализ результатов моделирования при следующих значениях параметров:
1) μ1=μ2=0;, σ2=ασ1,α=1/2,2,4, σ1=1; ε=0.05,0.45,n=20,50,100,500
2) μ1=0,μ2=6;, σ2=ασ1,α=1/2,1,2, σ1=1; ε=0.05,0.45,n=20,50,100,500
Глава 3.Метод Монте-Карло и его применения
3.1. Общая схема метода Монте-Карло
Метод Монте-Карло – это численный метод исследования математических моделей сложных систем, основанный на моделировании случайных элементов и последующем статистическом анализе результатов моделирования.
Метод Монте-Карло реализуется с помощью следующих шагов:
подбирают такую случайную величину ξ , что выполняются условия
,
где a-скалярная величина, приближенное значение, которое надо найти;
моделируют n независимых реализаций случайной величины ξ :
;по случайной выборке
,
строят выборочную оценку
Точность вычислений характеризуют либо с помощью доверительного интервала , определяемого интервалом
вероятность выполнения которого
приблизительно равна β ; (например при
)
, либо с помощью так называемой вероятной
ошибки метода Монте-Карло:
где численный множитель 0,6745 является решением уравнений
т.е. одинаково вероятны ошибки, больше,
чем
и ошибки, меньшие, чем
3.2. Вычисление определенного интеграла методом Монте-Карло
Рассмотрим задачу приближенного вычисления интеграла
где
-
подмножество из
При n=1 имеем определенный
интеграл вида
Заметим, что схема вычислений как многомерных , так и одномерных интегралов , абсолютно аналогична.
Пусть η – произвольная случайная
величина с плотностью распределения
вероятностей
Предполагается только, что существуют моменты случайных величин, встречающиеся ниже. Рассмотрим случайную величину, являющуюся функциональным преобразованием случайной величины η.
Можно показать, что
Поэтому в качестве приближенного
значения интеграла можно использовать
статистическую оценку
,
построенную в выборке из n
независимых случайных величин
