構建計算機模擬器程序

Chen+E+Jack

傳統科學研究以理論推導和真實實驗為主要方法。隨著計算機的誕生和計算能力的不斷提高，現代科學研究越來越多地依賴于計算機模擬和數據分析挖掘。計算機模擬是利用數值方法研究真實世界復雜系統特性和演化規律的基本方法。計算機模擬的核心是構建一個軟件程序對真實系統的行為要素進行建模，通過運行程序并觀察輸出對真實系統進行深入理解，并能夠對系統未來的演化規律獲得認識。本書系統地介紹了構建計算機模擬程序的主要技術。

全書分為15章：1.討論了均勻分布隨機數、隨機變量的生成算法以及一些有用的工具；2.討論了采樣規模的影響以及穩定狀態模擬的停止條件；3.設計了一個算法過程用于批量生成獨立同分布均值，以便利用經典統計技術構建置信區間；4.概述了順序統計量以及如何在模擬中應用；5.討論了具有相關性的正態隨機變量的順序統計量以及它們與排序和選擇過程的關系；6.介紹了利用基于實驗的直方圖估計多維分位數；7.介紹了構建元模型作為理解真實系統的代理；8.介紹了對真實分布密度估計方法；9.介紹了比較兩個正態總體的方法；10.概述了排序和選擇方法以及多維比較；11.比較了利用最有計算分配進行無差異區選擇的方法；12.介紹了在選擇過程中利用普通隨機數提升選擇正確率；13.討論了如何利用并行和分布式模擬提升模擬研究的效率；14.概述了多目標選擇問題以及Pareto集合；15.概述了有約束選擇的一般方法。

本書是計算機模擬程序設計方面的一部專著，不僅介紹了計算機模擬中涉及到的各種基本理論、數學模型和實現算法，還給出了C語言的實現代碼，有助于讀者理解算法實現的流程。本書非常適合相關領域的科研人員和學生閱讀參考。

張志斌，副研究員

（中國科學院計算技術研究所）