理解离散事件模拟,第2部分:为什么使用离散事件模拟?
从系列中:理解离散事件模拟
了解离散事件模拟如何帮助您解决与调度、资源分配和容量规划相关的问题®威尔·坎贝尔的《科技谈话》。由于某些过程具有事件驱动的性质,因此它们很适合进行离散事件模拟。在选择不太明确的情况下,您可以采用离散事件方法,因为它比连续动态模拟提供了计算优势。不过,最终采用与否取决于您试图解决的问题。在本视频中,您将了解在离散事件模拟中需要建模的细节级别,以及对您的模型重要的细节级别。
离散事件模拟通过将动态系统近似为一系列瞬时事件来分析动态系统的行为。让我们研究一下为什么它们对某些应用程序如此强大,以及为什么您可能在其他模拟技术中使用它们。由于某些过程具有事件驱动的性质,因此它们很适合进行离散事件模拟。在选择不太明确的情况下,您可以采用离散事件方法,因为它比连续动态模拟提供了计算优势。最终,采用与否取决于你想要解决什么问题。离散事件模拟通常用于回答有关调度、资源分配和容量规划的问题。
统计学家乔治·e·p·博克斯曾写道:“所有的模型都是错误的,但有些是有用的。”理解模拟的目的决定了如何近似系统。在许多情况下,离散事件模拟是建模问题和获取所需数据的直接方法。例如,如果您的任务是了解杂货店收银员的数量如何影响排队长度,那么您可能不会担心模拟每一次条形码滑动。如果你想要预测数据网络中的比特下降率,你可能不关心每一个晶体管的电压。正是这类应用程序,当涉及资源管理等问题时,底层细节变得无关紧要,离散事件模拟变得有用。让我们仔细看看。
考虑模拟飞机飞行的任务。一种方法是基于轨迹的模拟,在这种模拟中,模型会努力跟踪飞机的位置。您可以运行这个模拟到任何时间点,并精确地知道飞行器在所有飞行阶段的纬度、经度和高度的历史。
但也许我们关心的不只是一架飞机。也许我们想要模拟在多个国家的数十个机场之间飞行的整个机队。我们进行模拟的原因是我们想了解一个地区的天气和空中交通延误对全球机队性能的影响。如果这是目标,那么唯一相关的信息就是飞机在做什么以及它们在哪个区域。计算每一架飞机在每个时间点的纬度、经度和高度是计算上的浪费。我们根本不需要所有的数据来得到我们想要的答案。
所以,让我们只追踪飞机的飞行阶段。以这种方式建模使我们能够使用离散事件模拟,其中事件是飞行阶段之间的过渡。每个阶段花费的时间由服务器表示,队列表示地面延迟和等待模式。通过简化事情,设计工程师开发模型的工作可以大大减少。此外,模拟的计算开销大大减少,因为所执行的唯一计算是每架飞机的飞行阶段的更新。这意味着我们可以运行更多的模拟,为我们提供不同场景下系统的更全面的图像。这些模拟能教会我们什么呢?我们可以使用模拟结果来识别流程中的瓶颈,描述死锁条件,并获得整个系统中延迟的清晰图像。这些信息使我们能够做出明智的决定,优化机队的性能,或我们选择调查的任何其他系统。
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