本书全面论述了离散事件系统仿真的所有重要方面，讨论了数据收集与分析、解析技术的使用、模型的验证以及适当的仿真试验设计，并特别注重离散事件系统仿真在制造、服务及计算方面的应用。
　　本书可作为高等院校工程系、管理系、计算机科学系等高年级本科生或低年级研究生的仿真课程的教材。
　　读者可以从网站www.bcnn.net中获取本书的相关资料。

无

本书的主要目的是全面论述离散事件系统仿真的所有重要方面，并特别注重离散事件系统仿真在制造、服务及计算方面的应用。和早期版本一样，本书可以作为高年级本科生或硕士研究生的仿真导论教材，或在与应用相关的第二门课程中使用。第4版对全书内容进行了广泛的更新，并对某些章节进行了彻底的修订，同时针对计算机网络仿真增加了新的一章。读者可以从网站wwwbcnnnet 中获取本书的相关资料。
　　第1章已经被广泛更新。第2章中的每一个例子在网站上都有Excel格式的电子表格解决方案。做书中的习题需要下载这些电子表格解决方案。为反映仿真软件的持续演进，第3章已经被更新，包含了当前仿真语言的特点和操作。在第4章中，用Java语言代替了C++语言来进行仿真。书中对当前可用仿真软件的特点展开了最新讨论，但是，仿真软件变化太快了，因此只给出本书所提到的所有软件销售商的网站。
　　第5章包含了其他一些模型：β分布、负二项分布以及非平稳泊松过程。这些模型基于与各种模型的仿真（第8章）及拟合（第9章）相关的新材料。为了清楚起见，第8章进行了全面的重新组织。在第7章中，由于现代发生器的周期很长，以至于基于采样的测试变得不可行，因此不再强调随机数发生器的统计试验。
　　第10章用置信区间的方法取代假设检验来对输入、输出的有效性进行验证。
　　仿真输出分析的核心章节是第11章和第12章。第11章进行了全面的重新组织，并加入了新材料，包括预测区间以及仅从累积统计估计概率和分位数的内容。第12章提供了一个新程序，用于筛选大量的系统设计来提取较小的一组最优设计。
第13章增加了一个小型制造系统的扩展的例子，并对其进行了分析。
　　第14章取消了对用于计算机仿真的C++仿真工具的讨论，取而代之的是对另一种工具的讨论，这种工具在通常情况下使用Java，而在特殊情况下使用SSFNet仿真器。第15章是新增加的，其中讨论的仿真例子（用Java语言编写）可以在网站上找到，网站上还提供了对支持材料的广泛链接。
　　本书可以作为以下几类课程的教科书：
　　1工程、计算机科学或管理类的仿真导论课程（如果没有使用配套语言教材，则讲述第1~9章以及第10~12章的部分内容；如果使用配套语言教材，则可跳过第4章，并根据需要选择第13~15章这些应用章节）。
　　2仿真的第二课程（第10~12章、配套语言教材以及外部的项目；并根据需要增加第13、14或15章）。
　　我们非常感谢Gamze Tokol和Dave Goldsman所提供的帮助，他们把未使用LATEX软件排版的几章转换成LATEX格式。同时感谢Feng Yang的帮助，他帮助核对了许多章节的参考文献及习题。

　　Jerry Banks
　　John S Carson II
　　Barry L Nelson
　　David M Nicol

译者序
前言
关于作者
第一部分离散事件系统仿真入门
第1章仿真绪论2
11仿真何时适用2
12仿真何时不适用3
13仿真的优缺点3
14应用领域4
15系统和系统环境6
16系统的成分6
17离散系统和连续系统7
18系统的模型8
19模型的类别8
110离散事件系统仿真9
111仿真研究的步骤9
参考文献12
习题13
第2章仿真实例15
21排队系统的仿真15
22库存系统的仿真27
23其他仿真实例33
24小结40
参考文献41
习题41
第3章基本原理47
31离散事件仿真中的概念47
311事件调度/时间推进算法49
312世界观52
313采用事件调度法手工仿真54
32表处理61
321表：基本性质和操作62
322使用数组进行表处理62
323使用动态分配和链表64
324高级技术66
33小结66
参考文献66
习题66
第4章仿真软件68
41仿真软件的历史68
411探索阶段（1955～1960）69
412出现阶段（1961～1965）69
413形成阶段（1966～1970）69
414发展阶段（1971～1978）70
415巩固和改进阶段
（1979～1986）70
416集成环境阶段（1987～现在）70
42仿真软件选集70
43一个仿真实例73
44用Java语言仿真74
45用GPSS仿真80
46用SSF仿真84
47仿真软件87
471Arena87
472AutoMod88
473Extend89
474Flexsim89
475Micro Saint89
476ProModel90
477QUEST90
478SIMUL891
479WITNESS92
48实验和统计分析工具92
481一般特性92
482产品92
参考文献94
习题95
第二部分数学模型与统计模型
第5章仿真中的统计模型104
51术语和概念回顾104
52有用的统计模型108
53离散分布111
54连续分布114
55泊松过程128
551泊松过程的性质129
552非平稳泊松过程130
56经验分布131
57小结133
参考文献133
习题133
第6章排队模型138
61排队系统的特点138
611拟到达总体139
612系统容量140
613到达过程140
614排队行为与排队规则141
615服务时间与服务机制141
62排队标记143
63排队系统的长时间运行性能指标144
631系统L中的时间平均数144
632每个顾客在系统中花费的
平均时间w145
633守恒方程：L=λw146
634服务台利用率147
635排队问题中的费用151
64无限总体马尔可夫模型的稳态
行为特性152
641具有泊松到达及无限容量的
单服务台队列：M/G/1153
642多服务台队列：
M/M/c/∞/∞157
643具有泊松到达及有限容量的
多服务台队列：
M/M/c/N/∞161
65有限总体模型（M/M/c/K/K）的
稳态行为特性163
66排队网络165
67小结167
参考文献168
习题168
第三部分随机数
第7章随机数的产生174
71随机数的性质174
72伪随机数的产生174
73产生随机数的方法175
731线性同余法175
732组合线性同余发生器178
733随机数流179
74随机数的检验180
741频率检验181
742自相关性检验184
75小结185
参考文献186
习题186
第8章随机变量的产生189
81反变换技术189
811指数分布189
812均匀分布192
813韦布尔分布192
814三角分布193
815经验连续分布194
816无封闭形式反函数的
连续分布197
817离散分布197
82舍选技术201
821泊松分布201
822非平稳泊松过程203
823伽马分布204
83特殊性质205
831正态分布和对数正态分布的
直接变换205
832卷积法207
833更多的特殊性质207
84小结208
参考文献208
习题208
第四部分仿真数据分析
第9章输入建模212
91数据收集212
92用数据辨识分布214
921直方图214
922选择分布簇217
923分位点-分位点(q-q)图219
93参数估计220
931统计学原理：样本均值和
样本方差220
932建议使用的估计量222
94拟合优良度检验226
941 χ2检验226
942具有相等概率的χ2检验228
943科尔莫戈罗夫-斯米尔诺夫
拟合优良度检验230
944p值和“最佳拟合”231
95拟合非平稳泊松过程232
96选择无数据的输入模型233
97多变量与时间序列输入模型234
971协方差和相关系数234
972多变量输入模型235
973时间序列输入模型236
974正态分布到任何分布的变换237
98小结239
参考文献240
习题241
第10章仿真模型的检验和验证246
101模型的建立、检验和验证246
102仿真模型的检验247
103模型的校验和验证250
1031表面效度251
1032模型假设的验证251
1033输入-输出变换的验证252
1034输入-输出验证：利用历史
输入数据259
1035输入-输出验证：利用
图灵机检验262
104小结263
参考文献263
习题264
第11章单一模型的输出分析266
111关于输出分析的仿真类型266
112输出数据的随机性268
113性能度量及其估计271
1131点估计271
1132置信区间估计272
114终止型仿真的输出分析273
1141统计学基础274
1142具有规定精度的置信区间276
1143分位数277
1144由求和数据估计概率和
分位数278
115稳态仿真的输出分析279
1151稳态仿真中的初始化偏差280
1152稳态仿真的误差估计284
1153稳态仿真的重复运行方法287
1154稳态仿真中的样本量290
1155稳态仿真中区间估计的
批均值291
1156分位数293
116小结294
参考文献294
习题295
第12章系统设计方案的比较与
评价300
121双系统设计方案的比较300
1211具有相等方差的独立采样303
1212具有不相等方差的独立
采样303
1213公共随机数304
1214具有规定精度的置信区间310
122多个系统设计方案的比较311
1221用于多方案比较的
Bonferroni法311
1222用Bonferroni法选择最佳
方案315
1223用Bonferroni法进行筛选317
123元建模318
1231简单线性回归318
1232回归的显著性检验321
1233多重线性回归323
1234回归的随机数分派324
124基于仿真的优化324
1241“基于仿真的优化”指的
是什么325
1242为什么基于仿真的优化
很困难326
1243鲁棒启发方法的应用327
1244一个例证：随机搜索328
125小结330
参考文献331
习题331
第五部分应用
第13章制造与物料储运系统
仿真336
131制造与物料储运仿真336
1311制造系统的模型337
1312物料储运系统的模型338
1313一些常用的物料储运装置338
132目标与性能度量339
133制造与物料储运仿真中的问题340
1331停工期和故障建模340
1332跟踪驱动模型343
134制造与物料储运系统仿真的
案例研究344
135制造实例：一个装配生产线
的仿真346
1351系统描述和模型假设346
1352仿真前的分析348
1353仿真模型以及系统设计
的分析349
1354工位利用率分析349
1355潜在系统改进的分析350
1356结束语351
136小结351
参考文献351
习题352
第14章计算机系统仿真358
141引言358
142仿真工具360
1421面向进程仿真工具361
1422面向事件仿真工具363
143模型输入364
1431调制泊松过程364
1432虚拟内存参照366
144高层次的计算机系统仿真372
145CPU仿真374
146内存仿真377
147小结380
参考文献380
习题381
第15章计算机网络仿真383
151引言383
152通信流量建模384
153媒介访问控制387
1531令牌传递协议387
1532以太网389
154数据链路层391
155传输控制协议392
156模型构建397
1561构建397
1562例子398
157小结400
参考文献401
习题401
附录A402索引

仿真科学与技术已广泛应用于管理、经济、军事、能源、交通、通信、气象、工业、农业、商业、生物、医疗、卫生、文化娱乐等领域，成为继理论研究和实验研究之后第三种认识和改造客观世界的重要方法。
　　离散事件系统是指系统状态在某些随机时间点上发生离散变化的系统。引起状态变化的行为称为“事件”，“事件”往往发生在随机时间点上，因而离散事件系统一般都具有随机性，其动态特性很难用人们所熟悉的数学方程（如微分方程或差分方程等）形式加以描述，也难以得到系统动态过程的解析表达。经典的概率及数理统计理论、随机过程理论虽然为研究离散事件系统提供了理论基础，并能对一些简单系统提供解析解，但对实际中的大量系统，唯有依靠计算机仿真技术才能提供较为完整的结果，因而仿真是研究这类系统最重要、最有效的工具。
　　正如作者在“前言”中所述，本书全面论述了离散事件系统仿真的所有重要方面，并特别注重离散事件系统仿真在制造、服务及计算方面的应用。本书是美国许多大学高年级本科生或硕士生相关课程的主要参考教材之一。其主要特色在于：
　　1内容丰富，详略得当。对基本概念、理论、方法、技术等，力求准确与深入；对应用案例，抓住核心及关键；对最新的发展，则着眼于方向性说明。
　　2体系结构合理、完整。从基本概念出发，由浅入深，逐渐展开，符合认识规律。既有概念、方法的论述，又有实际举例说明，既有理论论证，又有应用案例，相得益彰。
　　3适于教学与自学。本书兼有满足教材和自学两方面需要的特点。它不依赖于某一种商业化软件，但为读者提供了学习和掌握本课程知识的工具；它对离散事件系统仿真的原理、方法、技术进行了系统讨论，同时又提供了大量例题和习题，这对于教学及学生理解和掌握是非常必要而重要的。另外，在本书的网站wwwbcnnnet上提供了丰富的教辅资料，这对于教学与自学是十分有益的。
　　参加本书翻译的人员是清华大学自动化系国家CIMS工程技术研究中心仿真与虚拟制造研究室的老师、博士、硕士，他们在相关领域进行过不同程度的学习、研究和实践，这为翻译此书提供了较好的专业背景和理论基础。
　　限于译者水平，难免会出现一些错误之处，敬请广大读者批评指正。

　　译者