理论模型建模方法

3.1 基本概念和术语
(1)实体(Entity)
实体是构成系统的可单独辨识和描述的功能单元。
例如．工厂中的机器，商店中的服务员，生产线上的工件，交通道路上 的车辆等。
属性和行为相同或相近的实体可以用一类来描述，这样做可 以简化系统的组成和关系。例如，理发店服务系统可以看成 是由“服务员”和“顾客”两类实体组成的.而两类实体之 间存在服务与被服务的关系。
处于等待状态的实体序列。一般按新到的实体排在队后的次序组成队 列。离散事件建模中，队列可作为一种状态或特殊实体对待。
图3.1 活动、状态、事件及进程
3．2 实体流图法
3．2．1 实体流图
在离散事件系统中，实体可以分为两大类：临时实体和永 久实体。
临时实体按一定规律由系统外部到达系统，在系统中接受 永久实体的作用，按照一定的流程通过系统，最后离开系 统。 例如进入商店购物的顾客、交通路口的车辆、生产线上的电视
(8)给出队列的排队规则。有多个队列存在时，还应给出其服务规则．包Biblioteka Baidu括队列的优先序、换队规则等。
(1)辨识系统实体 （2）分析实体状态变化情况
（3）分析引起状态变化的事件
“顾客到达”或“顾客结束排队”可以导致“服务”活动的开始，面 “顾客理完离去”可以导致“服务”活动的结束，因此这三件事情均可 作为事件看待。但是,由于”顾客结束排队”是以理发员状态是“闲”为 条件的，因此是条件事件；而队列状态为“非零”时理发员状态为“闲” 是由事件“顾客理完离去”导致的,因此将“顾客结束排队”事件并入 “顾客理完离去”事件，不予单独考虑。这是实体流图法建模的一般原 则。“顾客到达”将使理发员由“闲”变为“忙”，或使“队列长度” 加1。“顾客理完离去”将使理发员由“忙”变为“闲”。“顾客结束排 队”将使“队列长度”减1，并使理发员由“闲”变为“忙”。
活动周期图法针对实体的行为模式进行建模，可以直观地表 示出某类实体生命周期中的活动和状况、具有规范化的特点。
Petri网方法适于建立加工系统等多种离散事件系统的模型， 并可对网系统的特性进行比较严密的数学分析，得到对并发、 冲突、死锁等现象的深刻认识，应用也比较广泛。
Euler网方法以图论和网论为数学描述语言,贯穿了面向对象 的建模思想，描述方法比较规范，可以建立连续—离散事件混 合系统模型，方法的通用性较强。
(4)状态(State)
对实体活动的特征状况或性态的划分，其表征量称为状态变量。在理 发店服务系统模型中，“顾客”有“等待服务”、“接受服务”等状态， “服务员”有“忙”和“闲’’等状态。活动总是与一个或几个实体的状 态相对应。状态可作为动态属性进行描述。
(5)事件(Event)
导致系统状态产生变化的瞬间操作或行为。事件发生的时刻称为事件 点。不关心事件所代表的操作和行为意义时，事件与事件点是同义语。若 事件的发生是有前提的．则称为条件事件。
(2)属性(Attribute)
属性是实体特征的描述．一般是实体所拥有的全部特征的 一个子集，用特征参数或变量表示。选用哪些特征参数作 为实体的属性与建模目的有关,可参照下述原则选取： ①便于实体的分类：
例如将理发店顾客的性别(“男”或“女”）作为属性考虑，可将“顾 客”实体分为二类．每类顾客占用不同的服务台。
第三章 理论模型建模方法
本章内容要求：
1、掌握实体流图法、活动周期法、Petri网法、Euler网法 建模的基本原理。
2、能够应用所学建模方法建立并分析实际系统模型 重点：实体流图法、Petri网法
本章介绍几种典型的离散事件建模方法。
实体流图法与计算机程序流程图的方法类似，可以描述临时 实体产生、流动、消 亡及其被永久实体加工、处理的过程和 逻辑关系。
机、进人防空火力网的战斗机，驶入地下停车场的汽车等。
与临时实体相反、那些永久驻留在系统中的实体称为永久 实体。系统要对临时实体产生作用，就必须有永久实体的 活动，临时实体和永久实体协同完成某项活动．如理发店的
理发员，生产线上的加工、装配机械，交通路口的红绿灯等，都是永 久实体的例子。
实体流图法（entity flow chart ,EFC) 采用与计算机程序 流程图相类似的图示符号和原理，建立表示临时实体产 生、在系统中流动、接受永久实体“服务”以及消失等 过程的流程图。借助实体流程图、可以表示事件、状态 变化及实体间相互作用的逻辑关系。
(5)在一定的服务流程下，分析与队列实体有关的特殊操作(如换队等)。
(6)通过以上分析，以临时实体的流动为主线，用约定的图示符号画出镇 仿真系统的实体流程图。
(7)给出模型参数的取值、参变量的计算方法及属性描述变量的取值方法。 属性描述变量，例如顾客到达时间、服务时间等，可以取一组固定值，可以 由某一计算公式取值．还可以是一个随机变量。属性描述变量是随机变量时， 应给出其分布函数。
建立实际系统的实体流图模型一是要对实际系统的工 作过程有深刻的理解和认识，二是要将事件、状态变化、 活动和队列等概念贯穿于建模过程中。
常用的图示符号只有菱形框(表示判断)、矩形框(表 示事件、状态、活动等中间过程)、圆端矩形框(表示开 始和结束)及箭头线(表示逻辑关系)等。
建模时可按照以下思路进行：
(1)辨识组成系统的实体及属性。将队列作为一种特殊的实体来考虑。
(2)分析各种实体的状态和活动，及其相互间影响，队列实体的状态是 队列的长度。
(3)考察有哪些事件导致了活动的开始或结束，或者可以作为活动开始或 结束的标志，以确定引起实体状态变化的事件，并合并条件事件。
(4)分析各种事件发生时，实体状态的变化规律。
②便于实体行为的描述
例如将飞机的飞行速度作为届性考虑．便于对“飞机”实体的行为 (如两地间的飞行时间)进行描述。
③便于排队规则的确定
例如生产线上待处理工件的优先级水平有时需考虑为便于“按优先级 排队”规则的建立和实现。
(3)活动(Activity)
实体在一段时间内持续进行的操作或过程。活动所占用的时间区段称 为忙期(duration)，忙期可以是定时的或随机的。
活动、状态和事件三者间的联系:由子事件的发生会导致状态的变化，而 实体的活动可以与一定的状态相对应，因此可以用事件来标识活动的开始 和结束。其间的关系如图3.1所示，图中S表示状态，A表示活动，E表示事 件，P表示进程。
(6)进程(Process)
一组按发生时间排列的事件／活动序列称为一个进程。
(7)队列(Queue)