Hỏi Đáp Thế nào

Thế nào là hệ ngẫu nhiên

Chương 2. HỆ THỐNG VÀ MÔ HÌNH HÓA HỆ THỐNG Chương 2. HỆ THỐNG VÀ MÔ HÌNH HÓA HỆ THỐNG

tuanle408 1 year ago

LHng245 2 years ago

tuanle408 1 year ago tuanle408

LHng245 2 years ago LHng245

Chương 2. HỆ THỐNG VÀ MÔ HÌNH HÓA HỆ THỐNG

1. MÔ HÌNH HÓA & MÔ PHỎNG CÁC HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP Bài giảng môn: GV. Nguyễn Văn Cần
2. Chương 2. HỆ THỐNG VÀ MÔ HÌNH HÓA HỆ THỐNG 2.1. Một số khái niệm cơ bản Hệ thống [System] - Tập hợp các thành phần, bao gồm các thực thể và tài nguyên [máy móc, con người]. - Giữa chúng có mối quan hệ, tương tác với nhau. Ví dụ: Các hệ thống - Một hệ thống sản xuất: Máy móc, băng tải, hàng hóa sản xuất, điều độ sản xuất, tồn kho, - Một hệ thống viễn thông: Thông tin, máy chủ mạng lưới thông tin, - Một hệ thống ngân hàng: Khách hàng, nhân viên phục vụ, - Một hệ thống siêu thị: Khách hàng, máy tính tiền, thu ngân,
3. 2.1. Một số khái niệm cơ bản Một Mô hình [A Model] là một sự đơn giản hóa, đại diện cho một hệ thống thực với một công cụ cụ thể để nghiên cứu hành vi của nó. Con người dùng mô hình đó để nghiên cứu, thực nghiệm nhằm tìm ra các quy luật hoạt động của hệ thống.
4. 2.1. Một số khái niệm cơ bản Ví dụ mô hình: ACTUAL SYSTEM Models of the System Hình. Mô hình của một dịch vụ.
5. 2.1. Một số khái niệm cơ bản Ví dụ mô hình: Models of the System
6. 2.1. Một số khái niệm cơ bản Mô hình hóa [Moleling] là một quá trình thay thế hệ thống thực bằng một mô hình để nhằm thu nhận các thông tin của hệ thống bằng cách tiến hành các thực nghiệm, tính toán trên mô hình.
7. 2.1. Một số khái niệm cơ bản Chúng ta chỉ có thể xây dựng được mô hình gần đúng với hệ thống thực. Mặc dù vậy mô hình hóa luôn luôn là một phương pháp hữu hiệu để con người nghiên cứu hệ thống, nhận biết các quá trình, các quy luật tự nhiên. Đặc biệt ngày nay nhờ có sự trợ giúp đắc lực của máy tính người ta có thể phát triển các phương pháp mô hình hóa cho phép xây dựng các mô hình ngày càng gần với hệ thống nghiên cứu, đồng thời việc thu nhận lựa chọn, xử lý các thông tin về mô hình rất thuận tiện, nhanh chóng và chính xác. Chính vì vậy, mô hình hóa là một phương pháp nghiên cứu khoa học mà tất cả các kỹ sư phải nghiên cứu và ứng dụng vào thực tiễn hoạt động của mình.
8. 2.1. Một số khái niệm cơ bản Mô phỏng [Simulation] là phương pháp mô hình hóa dựa trên việc xây dựng mô hình số [numerical model] và dùng phương pháp số [numerical methods] để tìm các lời giải. Chính vì vậy, máy tính số là công cụ duy nhất và hữu hiệu để thực hiện việc mô phỏng hệ thống. Mô hình số: Được xây dựng dựa trên phương pháp số tức là bằng các chương trình chạy trên máy tính số. Mô phỏng bằng máy tính: Xây dựng và thử nghiệm các mô hình thực tế của một hệ thống trên một máy tính.
9. 2.2. Phân loại mô hình hệ thống Phân loại mô hình nhằm giúp chúng ta trong việc đánh giá một hệ thống, từ mô hình cụ thể mà ta có cách phân tích khác nhau để đánh giá hệ thống. Mô hình thường được chia làm hai nhóm chính: Mô hình vật lý và mô hình toán học.
10. 2.2. Phân loại mô hình hệ thống Mô hình toán học
11. 2.2. Phân loại mô hình hệ thống Phân loại theo sơ đồ, ta có thể liệt kê ra được các cặp mô hình như sau: - Mô hình tất định - Mô hình ngẫu nhiên - Mô hình tĩnh - Mô hình động - Mô hình tuyến tính - Mô hình phi tuyến - Mô hình liên tục - Mô hình gián đoạn - Mô hình giải tích - Mô hình mô phỏng.
12. 2.2. Phân loại mô hình hệ thống - Mô hình tất định - Mô hình ngẫu nhiên Nếu đầu ra [kết quả] của mô hình có thể dự đoán một cách chắc chắn thì đó là một mô hình tất định. Mặt khác, một mô hình là mô hình ngẫu nhiên nếu với lặp lại cùng một bộ thông số đầu vào nhưng cho các kết quả khác nhau.
13. 2.2. Phân loại mô hình hệ thống - Mô hình tĩnh - Mô hình động Một mô hình mà trong đó thời gian không là biến số thì được gọi là mô hình tĩnh, còn nếu trạng thái của hệ thống thay đổi theo thời gian thì gọi là mô hình động. Ví dụ, mô hình lập lịch cho CPU là một mô hình động. Một ví dụ về mô hình tĩnh là mô hình cho thể hiện công thức tính năng lượng: E=mc2.
14. 2.2. Phân loại mô hình hệ thống - Mô hình tuyến tính - Mô hình phi tuyến Nếu mô hình có thông số đầu ra là một hàm tuyến tính của các thông số đầu vào thì đó là mô hình tuyến tính, nếu không thì đó là mô hình phi tuyến.
15. 2.3 Quá trình xây dựng một mô hình hệ thống Người mô phỏng phân tích các dữ liệu thu thập được từ hệ thống thực tế để xây dựng mô hình nguyên lý, sau đó xây dựng mô hình logic. Quá trình xây dựng mô hình hệ thống.
16. 2.3 Quá trình xây dựng một mô hình hệ thống Xác định các thành phần hệ thống Các thực thể, thuộc tính, tài nguyên, các biến, sự kiện, hoạt động và các mối quan hệ của chúng. - Thực thể [Entity]: Ví dụ: Trung tâm chăm sóc sức khỏe Những bệnh nhân, Những người đến thăm bệnh Hình Thực thể.
17. Xác định các thành phần hệ thống Hình Thuộc tính thực thể. - Thuộc tính [Attribute]: Ví dụ: Bệnh nhân, Loại bệnh, Tuổi, Giới tính, Nhiệt độ, Huyết áp
18. Xác định các thành phần hệ thống Hình Tài nguyên. - Tài nguyên [Resources]: Ví dụ: Bác sĩ, Y tá, Thiết bị chụp X quang
19. Xác định các thành phần hệ thống Hình Biến. - Biến [Variable]: Một phần thông tin phản ánh một số đặc tính của toàn bộ hệ thống tại một thời điểm nhất định, không xác định được thực thể cụ thể. Thực thể có thể truy cập, thay đổi một số biến. Ví dụ: Số bệnh nhân trong hệ thống, Số bác sĩ rãnh rỗi, Thời gian hiện hành
20. Xác định các thành phần hệ thống HìnhTrạng thái. Ví dụ: {Số bệnh nhân trong hệ thống, Trạng thái của các bác sĩ [bận hoặc rãnh rỗi], Số bác sĩ rãnh rỗi, Trạng thái của thiết bị phòng khám, v.v} - Trạng thái [State]: Là một tập hợp của các biến có chứa tất cả các thông tin cần thiết để mô tả hệ thống bất cứ lúc nào.
21. Xác định các thành phần hệ thống Ví dụ: Một bệnh nhân mới đến, Hoàn thành phục vụ, Thiết bị y tế hỏng v.v - Sự kiện [Event]: một sự xảy ra tức thời mà làm thay đổi trạng thái của hệ thống. Hình Sự kiện.
22. Xác định các thành phần hệ thống Ví dụ: Phẫu thuật, Kiểm tra nhiệt độ, Chụp X Quang - Hoạt động [Activity]: Một quá trình đại diện cho một khoảng chiều dài thời gian xác định. Hình Hoạt động.
23. Mô hình nguyên lý Mô hình nguyên lý [hay còn gọi là mô hình khái niệm] - Là mô hình toán học phản ánh bản chất của hệ thực. - Nói rõ hơn, là sự biểu diễn một hệ thống cần mô phỏng bằng cách mô tả các mối quan hệ toán học, logic hoặc cấu trúc của các thành phần trong hệ thống.
24. Mô hình nguyên lý Để xây dựng mô hình nguyên lý, người thực hiện mô hình hóa cần phải hiểu biết sâu sắc về hệ thực và có trình độ toán học cao để có thể dùng ngôn ngữ toán học mô tả hệ thực.
25. Mô hình nguyên lý Sau đây liệt kê một số mô hình toán học thường được dùng để xây dựng mô hình nguyên lý: - Mô hình bài toán tối ưu hóa - Mô hình bài toán quy hoạch tuyến tính - Mô hình bài toán vận tải - Mô hình trò chơi - Mô hình sơ đồ mạng lưới [PERT] - Mô hình độ tin cậy - Mô hình quản lý dự trữ - Mô hình hàng đợi
26. Mô hình nguyên lý Xác định mô hình toán hoc: - Một hình toán học là đại diện lý thuyết và đơn giản hóa của một hệ thống. - Xác định những thành phần quan trọng, sự giả thiết về hệ thống làm việc như thế nào. - Nếu mô hình là đơn giản, thì sử dụng lý thuyết xếp hàng, quy hoạch tuyến tính, phương trình vi phân... - Nếu mô hình là phức tạp, thì mô phỏng là cách duy nhất.
27. Mô hình nguyên lý Xác định mô hình toán hoc:
28. Mô hình nguyên lý Chọn đúng mức độ chi tiết [giả định]: - Mức độ chi tiết thấp có thể dẫn đến kết quả thiếu thông tin và mục tiêu không thể được thực hiện. - Mức độ chi tiết cao đòi hỏi: + Nhiều thời gian và nỗ lực + Mô phỏng chạy dài hơn + Nhiều khả năng có sai sót
29. Mô hình nguyên lý Chọn đúng mức độ chi tiết [giả định]: Hình Biểu đồ chi phí mô hình và mức độ chi tiết.
30. Mô hình logic Dựa trên mô hình nguyên lý người ta phải xây dựng mô hình logic hay còn gọi là lưu đồ tính toán. Lưu đồ là cầu nối giữa mô hình nguyên lý và mô hình mô phỏng. Lưu đồ phản ánh logic giữa các bước tính tức phản ứng thuật toán mô phỏng. Trong lưu đồ phải: - Phản ánh logic của mô hình nguyên lý, các biến, các sự kiện xảy ra trong hệ thống đều phải được đưa vào lưu đồ. - Phải bao gồm các quan hệ trong mô hình nguyên lý.
31. Mô hình logic Hình Chuyển đổi mô hình logic sang mô hình mô phỏng.
32. Sau khi có mô hình logic hợp lý người ta chuyển sang xây dựng mô hình mô phỏng có nghĩa là lập trình bằng ngôn ngữ đã chọn hoặc xây dựng trên phần mềm chuyên dụng.
33. Ví du JAVA
34. Ví dụ Arena