1970年，著名管理学家泰勒（Taylor）对“系统”作 了如下定义：实体之间是相互作用的，或是通过逻辑关 系组合在一起的。
系统是按照某些规律结合起来的，相互作用、相互依 存的所有元素的集合。
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“元素”：强调的系统不仅是有形的物理系统，也可以是抽象的、概念 的系统，例如，计算机，仿真的对象即可以是它的硬件系统，也可以 是它的软件系统。
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第1章 系统,模型与模拟
本章主要内容：
1.1 概述 1.2 离散事件模拟的基本方法 1.3 模拟语言简介
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第1章 系统,模型与模拟
1.1 概述
1.系统:与研究目的相关的人,设备,设施等实体
的集合，系统的范围具有明确的限定。
1) 不同的研究目的有不同的系统规模，范围和界限。研究目的决 定了系统的界限.
Ai,Si 怎么能知道呢?-- 需要进行输入数据的分析
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1.2 离散系统模拟的基本方法
计算机模拟的基本过程：
A
系统分析 初建模型
实验性模拟
N 模型合 适否? Y
输入数据 收集分析
实验设计 模拟
建立或修 改模型
输出数据 分析
编制程序 A
建立文档
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顾客事务的数目及到达率； 出纳员的人数，处理事务的原则和速率； 排队线平均长度，每个顾客的平均等待时间。
实例
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启动 顾客到达 顾客选择等待线并排队 顾客等待 某出纳员已空 出纳员处理顾客的事务 顾客离去 出纳员变空闲
结束
2002.6
CONTENT CONTENT ENTRIES ENTRIES ZERO TIME/TR TIME/TR NUMBR
1
2
0.33
26
10 38.46 5.81
9.44
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简单的银行服务系统
客户到达
银行系统 （出纳员）
客户离去
仿真实体为：顾客、出纳员、排队线等。 决定仿真实体的属性为：
有连续量（电压比较器）的系统
“系统”举例
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1.1 概述
2.模型 按一定研究目的，对所研究系统
准确的描述。
按描述手段，模型有如下几类:
1)文字式模型 2)框图式模型 3)数学式模型 4)图解式模型 5)混合式模型
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到达 排队 1
SEVER
服务 1
离开
GPSS 模拟程序 :
SIMULATE
GENERATE 18,6
QUEUE
1
SEIZE
1
DEPART 1
ADVANCE 16,4
RELEASE 1
TERMINATE 1
START
25
END
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单窗口排队系统 GPSS 输出
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1.3 模拟语言简介
1. 模拟可使用各种计算机高级语言 2. 专用模拟语言的优点:
1.通用性好. 提供常用的功能模块 2.模块设计原则与模拟过程相仿 3.具有动态存储分配功能, 速度快 4.有标准输出 5.面向过程,简单明了
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决定加工顺序
形式，并以文件形式存入磁盘。接着 便自动地确定出最优的加工顺序，同 时也确定了需要使用的机床、夹具、 计算生产时间 刀具等切削条件及附加信息计算出生 产时间，然后打印输出。整个过程中，
打印输出
系统在数据库软件的支持下不断地以 各种不同的数据文件和磁盘进行信息 交换。
可行性检验 检验最终状态 存入单元图形 决定加工顺序 显示加工顺序 添加附加信息 计算生产时间 形成各种工艺信息
之间的关系对应的是图上的边。
系统
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例1 空炮塔控制系统
+E R1Fra bibliotekR12
-E
瞄准具
误差 差 动 电压 放大器
功率 放大器
伺服 电动机
减速器
炮塔 +E
R2
-E
炮塔轴方向是系统输出量，瞄准具轴的方向为输入量，电位器R1和R2用来测 量两轴之间的误差角，当误差角不为零时，差动放大器将产生误差信号，该信号
1
1
27
2
1
26
3
0
25
4
0
25
5
0
25
6
0
25
7
0
25
FACILITY AVERAGE NUMBER UTILIZATION ENTRIES
1
0.87
25
AVERAGE SEIZING PREEMPTING TIME/TRAN TRANS.NO. TRANS.NO.
16.04
QUEUE MAXIMUM AVERAGE TOTAL ZERO PERC. AVERAGE $AVERAGE TABLE
已知: 1.顾客的到达间隔时间呈均匀分布, 均值为 18 分钟,
方差为 6 分钟. 2.顾客的服务时间呈均匀分布, 均值为 16 分钟, 方 差为 4 分钟.
求解:
1. 顾客的平均等待时间 2. 平均排队长度 3. 服务台的利用率
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单窗口排队系统 GPSS 程序
打印结果 停止
“系统”举例
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几何形状文件 切削数据文件 标准时间数据文件
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例4
急诊室系统
表示一个由护士、病 房及医生构成的排队系统， 病人根据病情，分为五类， 按一定的到达规律随机地 来到急诊室就医，对于1 类紧急病人，将直接送入 急诊病房等待获得病床后 就诊，2~5类病人在通过 护士的检查，办理挂号及 作必要的记录后，2~4类 病人都进入病房，5类病 人在护士处便可得到医疗 服务，不必进入病房便可 离院。
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1.2 离散系统模拟的基本方法
解:
平均排队长度 = 排队面积求和/模拟时间 平均等待时间 = 各顾客等待时间求和/模拟的顾客数
因此, 对于单窗口排队系统，模拟之前应已知:
1.每个顾客的到达时间间隔 A1,A2,A3,…（一般是随机数） 2.每个顾客的服务时间 S1,S2,S3,…（一般是随机数） 3.模拟的顾客数 (模拟长度) 4.模拟的初始条件
1.1 概述
按所描述系统的不同，模型可分为如下几类：
1.连续系统模型 2.离散系统模型 （本课程的重点） 3.混合式模型
离散系统举例：
具有一个理发师的理发店是一个 典型的排队系统。常称为单窗口排队 系统。而排队系统是最常见的离散系 统之一，单窗口排队系统是研究离散 系统的一支麻雀。
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的组成因素。分流动（活动）实体和永久实 5.模拟钟时间 体。
6)模拟钟: 模拟模型中表示时间的变量。
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1.2 离散系统模拟的基本方法
例:单窗口排队系统 (M/M/1)
(只有一个理发师的理发店,模型见前页)
假设: 顾客到达间隔时间 A1, A2, A3, ... 顾客的服务时间 S1, S2, S3, ...
“按照某些规律结合起来”是为了把仿
真的研究对象最大限度地加以扩展。系
统内部各元素的相互作用规律可以是已
d
知的、略知的或者是模糊的，甚至是未
知的。
b
一个实际系统的元素往往非常多，元
c
素之间是相互关联的，这样的系统可以
通过图论中的连通图对应起来：系统对
f
应的是一个图，元素对应的是图上的点，
a e
而元素之间的规律作用、关系和点与点
GPSSR/PC V1.1 IN1.LST=IN1.GPS
9-MAR-1997 19:48
PAGE 2
RELATIVE CLOCK
459
ABSOLUTE CLOCK
459
BLOCK COUNTS BLOCK CURRENT TOTAL BLOCK CURRENT TOTAL BLOCK CURRENT TOTAL
经过功率放大后，驱动伺服电动机转动，以减小误差角，达到随时瞄准的状态。
“系统”举例
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例2 模、数转换系统
输入电压
比较器
脉冲源
门 控 电 路
脉冲 计数器
数字输出
D/A电路
当计数器所表示的数值经D/A电路变成电压后，与输入电压进行比较，比较 器的输出将反映出三种可能情况：相等、大于和小于。门控电路将根据相应的情 况开放或关闭脉冲源送来的脉冲信号，使具有可逆计数功能的计数器作增量、减 量或保持的操作，其结果是系统的数字将随时与输入电压的大小一致。
GPSS 语言的发展：
1961年 1965年 后来 我们使用
IBM 公司发表第一个 GPSS 文本 公布 GPSS III - 扩展GPSS GPSS V ，GPSS 66，GPSS/1100 …
GPSS/PC
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1.3 模拟语言简介