离散事件系统建模与仿真2版(王维平[等]编著)思维导图

第7章离散事件系统建模与仿真离散事件系统指的是一组实体为了达到某些目的，以某些规则相互作用、关联而集合在一起。

与连续事件系统不同，离散事件系统所包含的事件在时间上和空间上都是离散的。

离散事件系统在生产和生活中是很常见的，例如一个超市就是一个离散事件系统，它由顾客和收银员组成。

在离散事件系统中，各事件以某种顺序或在某种条件下发生，并且大都是随机性的，所以，其模型很难用某种规范的形式，一般采用流程图或者网络图的形式来定义实体在系统中的活动。

这类系统在建模时，只要考虑系统内部状态发生变化的时间点和发生这些变化的原因，而不用描述系统内部状态发生变化的过程。

本章将介绍几种常见的离散事件系统和离散事件系统建模方法。

7.1 离散事件系统模型离散事件系统是指系统的状态仅在离散的时间点上发生变化的系统，而且这些离散时间点一般是不确定的。

这类系统中引起状态变化的原因是事件，通常状态变化与事件发生是一一对应的。

事件的发生没有持续性，可以看作在一个时间点上瞬间完成，事件发生的时间点是离散的，因而这类系统称为离散事件系统。

首先看一个典型的离散系统的例子。

例7.1 超市服务系统某理发店只有一名理发师。

在正常的工作时间内，如果理发店没有顾客，则理发师空闲；如果有顾客，则为顾客理发。

如果顾客到达理发店时，理发师正在为其他顾客服务，则新来的顾客在一旁排队等候。

显然，每个顾客到达理发店的时间是随机的，而理发师为每个顾客服务的时间也是随机的，进而队列中每个顾客的等候时间也是随机的。

下面，结合例7.1介绍一下在离散事件系统仿真中所用到的一些基本概念。

(1)实体实体是指有可区别性且独立存在的某种事物。

在系统中，构成系统的各种成分称为实体，用系统论的术语，它是系统边界内的对象。

在离散事件系统中，实体可分为两大类：临时实体和永久实体。

临时实体指的是只在系统中存在一段时间的实体，这类实体由系统外部到达系统，在系统仿真过程中的某一时刻出现，最终在仿真结束前从系统中消失。

离散事件系统的建模与仿真研究离散事件系统（Discrete Event System，DES）是指由一系列离散事件组成的系统，其状态随时间点发生离散性的变化。

DES作为一种重要的描述和分析系统的工具，在工业、交通、通讯、金融等领域中得到了广泛的应用。

如何对离散事件系统进行建模和仿真研究，是当前研究的热点和难点之一。

一、离散事件系统建模离散事件系统的建模一般分为三个结构层次：事件层次、状态层次和行为层次。

1.事件层次事件层次是最高层次，定义了系统所有可能的事件和事件发生的时刻。

每个事件都有其自身的类型和时间戳，时间戳确定了事件发生的时刻。

对于同一类型的事件，可以区分其源头和目的地，进而描述事件之间的依赖关系。

2.状态层次在事件层次的基础上，系统的状态层次定义了系统中存在的状态集合，每种状态都有其自身的定义，包括了系统变量的取值，如流量、压力、速度等。

状态的改变是由事件的发生所触发的。

状态层次是描述系统的重要结构层次，不同状态之间可以描述系统运行的不同模式。

3.行为层次行为层次定义了事件与状态之间的关系，描述了事件发生所引起的状态变化。

在行为层次中，可以描述不同事件类型下的状态转移，以及每种状态下的事件类型和发生时间。

行为层次是系统的最底层，包含了所有可观测性质和系统性能的信息。

二、离散事件系统仿真仿真是模拟真实系统行为的过程，在离散事件系统研究中，仿真是验证模型正确性和性能指标的一种有效手段。

1.仿真方法离散事件系统仿真一般分为两种方法：基于事件驱动的仿真和流程中心仿真。

基于事件驱动的仿真是离散事件系统的常用仿真方法。

其基本思想是在仿真的过程中，以事件为驱动条件，在每个事件发生的时刻，进行状态的改变和事件的处理，从而实现系统状态的模拟。

基于事件驱动的仿真具有高效、灵活等优点，在应用中得到了广泛的应用。

流程中心仿真是基于业务逻辑流程的仿真方法。

该方法将流程看作系统的基本单位，通过对流程中各项任务的调度和业务逻辑的处理，得出系统的行为和性能指标。