روش های شبیه سازی

صفحه 1:


صفحه 2:


صفحه 3:
شبیه سازی ها و کاربردهای آن ‎(Simulation), 1, 4s‏ در بسیاری از زمینه‌هاء مانند شبیه‌سازی فناوری برای تنظیم عملکرد یا بهینه سازی, مهندسی ايمنى: آزمايشء آموزش و باژی‌های ویدیویی استفاده م شود اغلب» نرم‌افزار با سخ‌فرارهای اه ۱ ۰ ۳ ‎a‏ كده مور استفاده قرار می‌گيرند. امروزه شبیه سازی ها با الگوبرداری علمی از سیستم‌های طبیعی یا انسانی برای بدست آوردن بینش از عملکرد آنها مورد استفاده قرار گرفته‌ند. ‏شبیه سازی را می‌توان برای نشان دادن اثرات واقعی یک پدیده روی موضوع هدف. تحت شرایط کنترل شده و قائونمند به کار برد. شبیه سازی ها همچنین در مواردی که سیستم واقعی قابل استفاده نباشد. مورد استفاده هستند. زیرا ممکن است چنین سیستمی در دسترس نبوده یا به کارگیری آن خطرناک یا غیرقابل قبول باشد. ‏موضوعات اصلی در شبیه سازی, دستیابی به منابع معتبر اطلاعات در مورد انتخاب مناسب خصوصیات و ویژگی‌های رفتارهای ‏کلیدی پدیده مورد مطالعه است. همچنین ساده‌سازی تقریبی و حداقل کردن فرضیات مدل شبیه‌سازی. بطوری که اصول واقعی ‏پدیده را مخدوش نکرده و آن را بی‌اعتبار نسازد. از جنبه‌های دیگر شبیه سازی محسوب می‌شود.به همین علت شبیه سازی یک ‏فعالیت علمی است که نیاز به رویه‌ها و پروتکل‌های مربوط به تأييد و اعتبار مدل؛ پالایش» تحقیق و توسعه در فناوری, بخصوص .در شبیه سازی رابنهاع دارد ‎ ‎ 

صفحه 4:
طبقه‌بندی شبیه سازی ها از نظر تاریخیء در ابتدای راهه های شبیه سازی‌های مورد استفاده در زمینه‌های مختلف تا حد زیادی به طور مستقل؛ توسعه یافتند. اما مطالعات صورت گرفته در قرن بیستم و پدید آمدن علوم جدید مانند «نظریه سیستم‌ها» (5۷/56۳5 ۷ و «سایبرنتیک» (2۷/06۲۳6[65)) همراه با گسترش استفاده از کامپیوترهاء باعث شده تا دید سیستماتیک و یکسانی در علوم مختلف از مفهوم شبیه سازی ایجاد شود. بعضی از دسته یا طبقه‌های مطرح در شبیه سازی ها در ادامه معرفی خواهند شد. ‎at a (Physical Simulation) 5.3.8 ojo and °‏ سازی اطلاق می‌شود که در آن اشیاء بدلی و مجازی جایگزین اجسام واقعی می‌شوند. اين اجسام فیزیکی اغلب به دلیل کوچکتر یا ارزانتر بودن از شیء با سیستم واقعی انتخاب می‌شوند. * شبیه سازی تعاملی (5۱۲۳۱/311010 ۱۳۱۲۵۲311۷6 نوعی خاص از شبیه سازی فیزیکی است که اغلب با همکاری یک یا دسته‌ای از انسان‌ها صورت می گیرد. برای مثال شبیه‌ساز (51۳0۱013101) پروا ان و جتی شیبه‌ساز رانتدی در ای دسته قرار می گیرند. ‎Simulation) pslas jlo ant °‏ کناهل20۵۳۲[۳) شبیه سازی مبتنی بر زمان پیوسته به جای گام‌های زمانی گسسته است. این گونه شبیه‌سازی ها اغلب نیاز به محاسبات عددی و حل معادلات دیفرانسیل دارند. 

صفحه 5:
شبیه سازی رویداد ‎SIMULATION) az‏ ۴۷۶۱۷۲ ع2190۳۶۲]» یک شبیه سازی بر اساس مراحل یا گام‌های زمانی است که برای نشان دادن لحظه‌های حساس انتخاب شده است. در این شبیه‌سازی» مقادیر متفیرها در هر دوره محتلف ‎is‏ ‏از یکدیگر هستند ‎Sul le oils 44 5! L593 (RANDOM SIMULATION) (aster (cjlo ann‏ که در آن برخی از متغیرها یا فرآیندهاء تحت تاثیر پدیده‌های تصادفی هستند و با استفاده از روش‌ها یا تکنیک‌های مونت کارلو (۱/۶۲۳۱۵۲5 اه ‎(MONTE‏ 3 ‏بهره گیری از اعداد شبه تصادفی (/۳۵/۷۲201 20] !۳9 شبیه سازی صورت می‌گیرد. بدین ترتیب تکرار شبیه‌سازی با همان شرایط, نتایج مختلفی را در یک بازه اطمینان خاص ایجاد می‌کند. ‏شبیه سازی قطعی ‎as © (DETERMINISTIC SIMULATION))‏ سازی است که برپایه عوامل تصادفی ساخته نشده. بنابراین متغیرها توسط الگوریتم‌های قطعی تنظیم می‌شوند. در اين گونه شبیه‌سازی هاء تکرار عمل شبیه‌سازی در شرایط یکسان, نتايج سا کار وعیسانی خواهد داشت. ‏شبیه سازی ترکیبی (۱-۵۲101 5۱۳/۱0 0۳۱۷5۱0( به ترکیبی از شبیه سازی ها رویدادهای زمان-پیوسته و زمان-گسسته مربوط می‌شود و منجر به ادغام معادلات دیفرانسیل بین دو رویداد متوالی عددی مرش ]اه ‎BY ai fy oes‏ این گوثه ریاضیات را به تام معادلات دیفرانیل صادف متا ‎SIMULATION) Jax. cj. a3‏ ۵۱۵۱۱ ۲۸۵۱۱0 6) نوعی از شبیه سازی ها است که توسط رایانه. برنامه‌ریزی و به تنهایی روی یک ایستگاه کاری ‎el WORKSTATION)‏ 2< 95 ‎ 

صفحه 6:
شبيه سازى توزيع شده (11011هالا !!!5 ماع 1 ۳۱58۱1 5اها» روشی است که از بیش از یک رایانه استفاده می‌کند تا دسترسی به منابع مختلف میسر شود. به عنوان مثال چند کاربر که برنامه کاربردی یا سیستم‌های عامل مختلفی را اجرا یا مجموعه داده‌های توزیع شده را به كار م ىكيرند. نمونه‌هایی کلاسیک از شبیه سازی تعاملی توزیع شده (015]) هستند. شبيه سازى موازى (1010آكهانا!!5 ]۵۳۵۱ بر روی چندین پردازنده انجام می‌شود. این کار معمولا به علت توزیع بار محاسباتی اتفاق می‌افتد و بخصوص زمانی که لازم است محاسبات با کارایی بالا رخ دهد از اين روش استفاده می‌شود. شبن سازی 5 ‎ile and b «Joe quate lj» (INTER-OPERABLE) ols‏ به صورت محلی با یکدیگر توافق دارند و از طریق شبکه به صورت توزیع شده عمل می‌کنند. یک نمونه کلاسیک از این گونه شبیه سازی ها می‌تواند معماری سطح بالا ‎(HIGH LEVEL ARCHITECTURE)‏ باشد. مدل سازی و شبیه سازی ‎SIMULATION AS A SERVICE) (toss‏ 6 ۱1۵ 00۴۱) که روشی برای شبیه‌سازی ارائه خدمات در اینترنت محسوب می ‎ANALYSIS). TS TED eee‏ ۱۴ ۱۱۱ 6۱۷/۱۱۸۲۱0۱۷ نوعی از شبیه سازی ها است که ‏در آن ما محیط و شرایط را به شکلی تنظیم می‌کنیم که علت خرابی تجهیزات شناسایی و مشخص شود. این بهترین و سریعترین روش برای شاسایی علت خرایی بدون اه ار ااا ‎ 

صفحه 7:
اصطلاح وفاداری شبیه سازی (۳۱۲۵۶۱۱۲۷ ۱0۱]ه الا 5۱) برای توصیف صحت یک شبیه سازی و چگونگی تقلید از همتای واقعی زندگی استفاده می‌شود. مقدار وفاداری به طور گسترده به عنوان یکی از سه گروه وفاداری پایین» متوسط و زیاد دسته‌بندی می‌شود. توضیحات خاص در مورد وفاداری منوط به تفسیر است. اما دسته‌ها را می‌توان براساس مقیاس خاصی که در ادامه آمده است در نظر گرفت. وفاداری کم - حداقل شبیه سازی لازم برای پاسخگویی یک سیستم به پذیرش ورودی‌ها و ارائه خروجی‌ها. وفاداری متوسط - با دقت محدود به طور خودکار به محرک‌ها پاسخ می‌دهد. وفاداری زیاد - تقریباً غیرقابل تشخیص از سیستم واقعی یا تا حد ممکن نزدیک به آن. در بیشتر شبیه سازی ها عامل انسانی می‌تواند با رایانه به عنوان یک محیط به اصطلاح مصنوعی» جایگزیس و ‎Ise te‏ ار گرفته شود. به همین علت در ادامه این متن به شبیه سازی راینه‌ای خواهیم پرداخت؛ 

صفحه 8:
شبیه سازی رایانه‌ای شبيه سازى رايانداى يا به اختضار (511/1) تلاشی برای الگویرداری از وك راق با ۳ ۳ << ۲ است. به كونهاى كه بتوان كاركرد سیستم در مواجه با پدیده‌ها را مطالعه و از چگونه فعالیت سیستم اطلاع حاصل کرد. با تغيير متغیرها در اين شبیه سازی ها ممکن است پیش بینی‌هایی نیز در مورد رفتار سیستم انجام شود. این شبیه سازی ها ابزاری برای بررسی واقعی رفتار سیستم مورد بررسی هستند. 

صفحه 9:
به طور سنتى: سيستوهاء به واسطه يك مدل ریاضی با آباری میل‌سازی مس ا ار < ۲ تحليلى است كه امکان پیش بینی رفتار سیستم را از مجموعه پارامترها و شرایط اولیه فراهم بیاورد. شبیه سازی رایانه‌ای اغلب به عنوان سیستم کمکی یا جایگزینی برای مدل‌سازی چنین سیستم‌هایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. اغلب این روش‌ها راه حل‌های ساده‌تر نسبت به روش‌های تحلیلی ایجاد کرده و در مواقعی که امکان ایجاد مدل تحلیلی به فرم بسته وجود ندارد. بسیار کارآمد عم ‎as‏ انواع مختلفی از شبیه سازی رایانه وجود دارد ولی ویژگی مشترکی که در همه آن‌ها به چشم می‌خورده تلاش برای تولید نمونه‌ای از ایوهای مختلف برای مدلی است که در آن امکان مشخص كردن حالتهاى مختلف با مقادير اوليه متفاوت. بسيار زمانبر و طولانی است و در عمل امکان استفاده از مدل‌های تحلیلی وجود ندارد. 

صفحه 10:


صفحه 11:
1 3 7 کاربرد امار در شبیه سازی ها ; در اغلب اوقات در شبیه‌سازی لازم است رفتار طبیعی یک پدیده را مشخص و مدل ریاضی آن را معرفی کنیم. با توجه به اینکه در دنيايى واقعىء ‎abe‏ غيرقابل ‎ee‏ + استفاده از توزیع‌های آمارى در شبيه سازى های موبوط به پدیده‌هایی ماد سیل, زلرئه: تصلافات را ۱ ۱۵ ۱ ‎ .‏ ‏اجتماعی نیز می‌گویند) اهمیت پیدا می‌کند. به این منظور داده‌هایی از توزیع‌های خاصی آماری که مطابق با رفتار آن پدیده است. در شبیه سازی» تولید شده و بسته به آن متغیرهای پاسخ و عملکردی, اندازه‌گیری می‌شود. به این ترتیب مثلا قدرت مقابله با سیل تحت سناریوهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته و بهترین سناریو شناسایی می‌شود. اغلب برای شبیه‌سازی آماری پدیده‌هایی که شامل مقادیر کمی و پیوسته باشند از توزیع‌های زیر استفاده می‌شود. این امر بخصوص در زمانی که با داده‌های سری زمانی ‎5٩۱]5(‏ ع۲10) یا مقادیری وابسته به زمان مواجه هستیم. بیشتر نمود پیدا می‌کند. توزیع نرمال (۲1011 ۲۳۱81 0۵15 -10۱۷۸۵1): اين توزیع بخصوص برای مشخص کردن نویز یا نوفه برای پدیده‌های تصادفی استفاده می‌شود. وجود قانون اعداد بزرگ (* ۱۱۱/8 ۱۵ 0۳ ۵۷۷ توجیه مناسبی برای استفاده از این توزیع در بیشتر پدیده‌ها است. حتی پدیده‌هایی که از توزیع طبیعی يا نرمال ‎(NORMAL DISTRIBUTION)‏ 632 32525 98 صورت تکرار می‌توانند در مجموع» رفتاری شبیه توزیع نرمال داشته باشند. 

صفحه 12:
وزیع ,3 ‎DISTRIBUTION)‏ ۲0۵ ۳۵۳۴): از اين توزیع برای مدل‌سازی آماری برای پدیده‌های کمیاب استفاده می‌شود. توزیع پارتو و قانون پارتو (۱۷۷ ۵۳۳۲۵ همحین در ‎Smee‏ رب كا 3 توزیع وایبل (۲۱0۵ ۲۳۱۳8۱ ۱0۱5 -1الا۷۷۶۱5): توزیع وایبل هم اغلب برای پدیده‌های نادر هواشناسی و مشخص کردن زمان لاب‌ها استفاده می‌شود. به همین دلیل استفاده از این توزیع در شبیه‌سازی های هواشناسی بسیار عمومیت دارد. توزيع ‎Job gly ely lel lei 2595 (EXPONENTIAL DISTRIBUTION) os‏ عمر پدیده‌های تصادفی به کار فى رود. خاصضيت عدم حافظه در متغير تصادفى با توزيع نمايى از خصوصيات جالب این توزیم بوده و مشخص می کند تیال تاه یک پیشامد در آینده ارتباطی با گذشته آن پذیده ندارد. از طرفی هم ممکن است شبیه سازی ها به بیان رفتار پدیده‌های بپردازد که مقادیر آن‌ها کیفی بوده یا از طریق شمارش بدست می‌آیند. در آغلب این موارد توزیع‌های آماری زیر برای توصیف این گونه داده‌ها به کار می‌روند. 

صفحه 13:
توزیع دو جمله‌ای ([۲10 ۱015۲۳۱51 -۱00/۱۸۱ظ): با توجه به وجود یا ناموجود بودن یک ویژگی در یک مشاهده. این متغیر تصادفی توصیف می‌شود. این امر را می‌توان به موفقیت یا شکست نیز توصیف کرد. در این صورت تعداد پیروزی‌ها با تکرار یک فرآیند و آزمایش تصادفی» از توزیع دو جمله‌ای پیروی می‌کند. در صورتی که تعداد حالت‌های رخداد پیشامد بیش از دو حالت باشد» استفاده از توزیع چندجمله‌ای ( ۲۵۱81۲10۷ 915 1۱101/۱۵۱ آتال/) نیز مفید خواهد بود. توزیع پواسن (۲10 ۲۳۱81 15 ۳۵۱550/۷) اين توزیع هم تعداد موفقیت‌ها یا شکست‌ها را اندازه گیری می‌کند ولی این مقادیر به زمان یا مکان نیز وابسته هستند و احتمال رخداد آن‌ها بستگی به اندازه طول یا بازه زمانی یا مکانی دارد. توزیع پواسن نیز در شبیه‌سازی‌های مقادیر گسسته و کیفی به کار می‌رود. از طرفی استفاده از ادغام .یا تر کیب توزیع‌ها نیز در شبیه‌سازی ها میسر است به اين معنی که میک ‎٩‏ ۱ ۶ دارای خصوصیات با ویژگی‌هایی باشد که بعضی از آن‌ها پیوسته و بعضی ته باشند. در این صورت توزیع آماری به صورت چند متغیره پیوسته-گسسته در نظر گرفته می‌شود. حتی در موقعیت‌هایی با پدیده‌هایی مواجه هستیم که در بعضی از مقاطع رفتاری پیوسته و در بعضی دیگر رفتاری گسسته دارند. در این حالت از توزیم آمیخته برای بان رفار آرهاد ۶ ۰۳۱ ۳ 

صفحه 14:
علوم کامپیوتر و شبیه سازی ها در علوم رایانه اصطلاح شبیه سازی دارای معنی و مفهوم خاصی است. آلن تورینگ (۲1(۱016 1 دانشمند انگلیسی و مبتکر ماشین تورینگ. از اصطلاح شبیه سازی برای توصیف عملیاتی که یک «ماشین عمومی» ۱0۱۱۱۷۶۳9۸ 1410 1/16) روى يى جدول انتقال (1-2 168 ۲/۵:/۱5۱۲۱0۸۷) انجام می‌دهد. استفاده کرد. این اصطلاح امروزه به معنی اجرای یک برنامه توسط رایانه است که توصیف وضعیت یا حالت گذار ([۲10 ۵/۱51 52555( ‎ae 3 INPUT)‏ (آلا۲۳ 011 است. اين چرخه عملکرد یک دستگاه یا ماشین وضعیت-گسسته (۱1۸۵۲۷۱۱ ع ۲-5۲۸۲ 0۱508۴) است. بر این اساس, در علم نظری رایانه اصطلاح شبیه سازی رابطه‌ای بین سیستم‌های انتقال حالت است. کاربرد جالب شبیه سازی رایانه‌ای شبیه سازی عملیات خود رایانه ها است. در معماری رایانه. نوعی شبیه سازء اغلب برای اجرای برنامه‌ای که باید بر روی نوعی کامپیوتر نامشخص اجرا شود. به کار می‌رود. به عنوان مثال. عملیاتی که بايد توسط کامپیوتر که هنوز در مرحله طراحی است؛ توسط یک رایانه دیگر شبیه‌سازی می‌شود تا یک محیط تست ور ري الاك ۱ ‎Bee‏ ‏ساز معماری رایانه و مجازی سازی) ایجاد شود. 

صفحه 15:
وضعیتی را در نظر بگیرید که برای نمایش بارگیری برنامه در دستگاه مورد نظرء از شبیه سازها برای اشکالزدایی در زیر برنامه‌ها یا گاهی برنامه‌های كاربردى تجارى استفاده شده است. از آنجایی که ملگ ه رایله سا ۶ ۱ عملکرد رابانه طراحی شده را به طور مستقیم در اختبار برنامه نوس فرار معا ۱ <<" ۳ خطاهای احتمالی مرتفع خواهند شد. در این حالت سرعت و اجرای شبیه سازی می‌تواند در صورت تمایل متفاوت باشد. در زمینه بهینه‌سازی (160/۷ ۲10127 60۳). اغلب از شبیه سازی فرآیندهای فیزیکی در رابطه با محاسبات تکاملی برای بهینه سازی استراتژی های کنترل» استفاده می‌شود.