39_基于JMT的排队论实验专题设计

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文章编号：1672-5913(2009)20-0124-04

基于JMT 的排队论实验专题设计

曾 勇，马建峰

(西安电子科技大学 计算机学院，陕西 西安 710071)

摘 要：已有排队论的教学计划普遍偏重理论知识，而对实践教学没有予以充分重视，这不利于学生系统、深入地掌握排队论的技术技能。本文利用Java Model Tool 技术，结合排队论课程，探讨了排队论实验教学方案的制订与实施，给出了具体的实验过程，指导学生从实际问题出发进行数学建模与模型的求解，提高学生应用理论知识解决实际问题的能力。

关键词：排队论；Java Modelling Tools ；性能评价 中图分类号：G642 文献标识码：B

1 引言

“排队论”课程是计算机本科专业的专业基础类课程，主要研究计算机网络与通信系统各类排队系统的规律，以解决排队系统的性能评估，并进行最优化设计的问题。排队论过程主要包括两个部分：一是随机过程，主要介绍马尔可夫链与马尔可夫过程，特别是泊松过程与生灭过程；二是排队模型及性能分析，主要介绍负指数型的M/M/1及其推广，以及排队网络。

排队论课程内容理论性很强，定理多而且抽象，前后内容联系密切，传统教学以数学分析为主，教学难点多。学生往往流于机械记忆，学习兴趣不高，学完以后很难应用相关知识解决实际问题。

Java Modelling Tools(以下简称JMT)是基于排队论对系统模型进行性能分析的有效工具，于2002年开始开发。经过6年多的努力，于2009年2月完成JMT v.0.7.4版本，现已成为面向科研、教学与应用的开源软件。

本文是在排队论本科教学课程上结合理论与教学实践基础上总结而成，体现了学以致用的教学思想。教学研究表明： JMT 的引入对提高学生对排队模型的综合分析能力，特别是解决实际应用问题的能力上有较大效果。

2 实验平台环境

本实验在单机上即可运行，与运行平台及操作系统无

关。学生按照如下方法即可在宿舍等环境中搭建实验环

境：首先安装Java J2SE SDK 1.4或者后续版本，安装文件

可从https://www.wendangku.net/doc/bc5672381.html,/j2se/处获得；然后安装IzPack 软件，

免费的版本可从https://www.wendangku.net/doc/bc5672381.html,/izpack/处下载；设置好Java 的相关路径和参数；从https://www.wendangku.net/doc/bc5672381.html,/ Download.html 免费下载JMT 安装文件，点击安装。

安装完毕后运行JMT ，出现如图1所示界面，其中包括JMT 的简单说明，如下6个模拟工具的功能、相互关系与选择界面。

图1 JMT 模拟工具选择界面

图1中(1)～(6)说明：(1) JSIMgraph ：图像界面的排队论模拟器；(2) JSIMwiz ：字符界面的排队论模拟器；(3) JMV A ：排队论模型的均值分析工具；(4) JABA ：排队论模型的渐进分析工具；(5) JWAT ：负载分析工具；(6) JMCH ：马尔可夫链的动态演示模拟器

学生需要重点掌握的是JSIMgraph 和JMCH ，学有余力且有兴趣的同学则可了解JABA 与JW A T 。从教学实践结果看，绝大部分同学能较熟练地使用前两个工具，少数优秀的学生在后续的数学建模大赛中则灵活运用了后两者。

作者简介：曾勇(1978-)，男(土家族)，讲师，博士，研究方向：容忍入侵、无线网络可生存性；马建峰(1963-)，男，计算机学院院长，教授，研究方向：计算机安全、无线网络安全。

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3 实验内容

我们设计的排队论实验由4个实验专题组成，实验名称、相关内容及要求如表1所示。对学生的最低要求是能够熟练运用JMT 工具，对四个专题的相关内容进行模拟，大部分学生能通过理论推导得到解析解，然后与模拟结果进行比较，进行误差统计和分析，优秀的学生还能对排队系统进行瓶颈分析和进一步改进。

表1 实验专题和相关内容

实验专题名称 相关内容

生灭过程模拟 M/M/1模拟 M/M/1/k 模拟

M/M/1队列推广

可变输入速率的M/M/1 可变服务速率的M/M/1 M/D/1或D/M/1

M/M/k 队列推广 可变输入速率的M/M/k 可变服务速率的M/M/k M/D/k 或D/M/k 排队网络模拟

Jackson 网络模拟 闭环网络模拟

4 实验设计与示例

我们按照教学大纲，结合“排队论”的课程内容确定实验题目和目标，然后从JMT 技术领域中选取实验题材，搭建实验环境，根据不同实验题材的原理和方法设计实验专题。下面对每个实验专题的几个典型实验原理和方法进行讨论。 4.1 生灭过程模拟

第一个实验专题是“生灭过程模拟”。在理论分析部分，

讲述如何对M/M/1采用生灭过程进行数学建模，并求解排队系统相关参数，包括平均的队列长度、利用率、响应时间以及吞吐量；在模拟部分，则通过JMT 中JMCH-马尔可夫链的演示工具，动态展示队列的变化与四个参数的模拟求解结果。图2给出了M/M/1/k 的动态演示图。

通过这个实验，学生可以可视化地了解排队论与生灭过程的关系。通过分别调整到达速率与服务速率，观察队列人数的动态变化以及对应生灭过程的动态演示，学生能更深入地了解生灭过程是求解排队论问题的重要工具。 4.2 M/M/1队列推广

在学生对生灭过程以及M/M/1队列有了较深入的了解后，第二个实验则对M/M/1队列进行推广。以可变输入速率的M/M/1为例说明，可变输入速率的M/M/1模型是指系统中有1个窗口，输入速率根据队列长度变化。

在实验过程中，由学生自己定义可变输入速率的变化

函数，完成对可变输入速率M/M/1的生灭过程描述，并推导平均的队列长度、利用率、响应时间以及吞吐量四个基本参数的数学公式，然后采用JMT 中的JSIM graph (带图形界面排队论模拟器)进行模型建立、参数设定和求解，

并与理论推导的公式结果相印证。

图2 M/M/1/k 动态演示图

例如，假定顾客到达之后加入队列的概率为11k k α=+，离去的概率为1-k α且0α=1，图3是对该问题

的生灭过程描述，通过系统平衡状态下的流入流出流量相等以及正则条件，给出了该问题的解析解。随后，在

JSIM graph 中进行了仿真，仿真模型以及求解结果分别如图4和图5所示。最后，将该问题的解析解与仿真求解结果相比较，进行误差统计与分析。

图3 可变输入速率的M/M/1生灭过程描述

图4 可变输入速率的M/M/1仿真模型示意图

通过这个实验，学生可以更深入地熟悉利用生灭过程描述排队系统的方法与推导解析解的过程与技巧，通过模拟实验与解析解的结果进行比较，验证解析解的正确性，进而为排队系统的瓶颈分析和改进打基础。

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图5 可变输入速率的M/M/1队列长度与平均等待时间示意图

4.3 M/M/k 队列推广

第三个实验对M/M/k 队列进行推广。

以服务窗口能力不等的M/M/2为例说明，服务窗口能力不等的M/M/2模型是指系统有2个服务窗口，每个窗口工作独立，且服务速率不等，用户以概率?选择窗口1，以概率1??选择窗口2接受服务。

在实验过程中，由学生自己定义服务窗口的服务速率，完成对服务窗口能力不等的M/M/2的生灭过程描述，并推导平均的队列长度、利用率、响应时间以及吞吐量这四个基本参数的数学公式，然后采用JMT 中的JSIM graph 进行模型建立、参数设定和求解，并与理论推导的公式结果相印证。

图6是对问题的生灭过程描述，通过系统平衡状态下的流入流出流量相等以及正则条件，给出了该问题的解析解。随后，在JSIM graph 中进行了仿真，仿真模型以及求解结果分别如图7～图9所示。最后，将该问题的解析解与仿真求解结果相比较，进行误差统计与分析。

图6 服务窗口能力不等的M/M/2生灭过程描述

图7 服务窗口能力不等的M/M/2仿真模型示意图

4.4 排队网络设计

第四个实验对排队网络进行模拟。在实验过程中，由学生采用JMT 中的JSIM graph 建立排队网络模型，设定网络元素之间的参数关系与流程，定义仿真相关参数，设定求解目标及参数，最后对求解结果进行分析。对有学有余力的同学，要求从分析结果中指出排队网络的瓶颈并改进。图10是单CPU 三存储器排队网络仿真模型示意图，

仿真模型以及求解结果分析分别如图11和图12所示。

图8 服务窗口能力不等的M/M/2队列长度仿真结果

图9 服务窗口能力不等的M/M/2平均等待时间仿真结果

通过这个实验，学生可以更深入地熟悉利用生灭过程

描述排队系统的方法与推导解析解的过程与技巧，通过模拟实验与解析解的结果进行比较，验证解析解的正确性，进而为排队系统的瓶颈分析和改进打基础。

图10 单CPU 三存储器排队网络仿真模型示意图

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图11 单CPU 三存储器排队网络仿真进行过程

图12 单CPU 三存储器排队网络仿真结果分析

5 结束语

针对排队论教学过程中的问题，结合“随机过程与排队论”课程教学过程，利用Java Modelling Tools 技术，本文设计了一系列的实验专题，有助于强化排队论课程的实验教学。所设计的实验专题对于“计算机网络”和“计算机通信”等课程的实验教学也具有重要的借鉴价值。本文 的价值不仅体现在设计了若干基于JMT 的排队论实验，同

时对于利用JMT 技术解决实验资源紧缺的问题、

因地制宜地设计一些有效的实验方案具有实际意义，可进一步强化实验教学工作，增强学生技术创新与解决实际应用问题的能力。未来的工作重点在于，结合课堂教学内容设计系列实验，形成“实验指导书”，利用JMT ，把枯燥的排队论学习构造成可视的、所见即所得的学习教具和学习培训环境。

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(上接141页)

业人员、企业需求、企业技术通过网络与学校师资、学校研究成果、学校的学生联系起来，形成一个相互依赖、资源信息共享的互动网络平台。

(3) 解决实习场地问题：通过互动网络平台，学生可以在未直接去企事业单位的情况下及时了解企业的需求与安排，解决企业不愿安排或者不能安排较多学生进行顶岗实习的问题。 (4) 可实现多岗位轮训：学生可以实现多角色变换，实现多岗位轮训，综合能力得到训练，综合素质和能力得到有效锻炼和提升。

(5) 有利于提高实训效率。教师可以组织多组学生参与同一个项目的实施，提高实训效率。

(6) 学生的成果可以直接为企业所用，企业的资源也可以为教学所用，达到互信互用双赢的目的。

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基于排队理论的仿真模型

关键词：动态模拟蒙特卡洛模拟排队论 内容摘要：论文根据超市顾客到达的随机性和服务时间的随机性，用蒙特卡洛方法模拟不同的顾客到达和服务水平，在MA TLAB/Simulink上对超市单队列多收银台的服务系统进行了动态模拟仿真，得到不同顾客到达率和不同服务水平下，顾客的排队等待时间，服务器的空闲率等要素。 在超市收银排队系统中，顾客希望排队等待的时间越短越好，这就需要服务机构设置较多的收银台，这样可以减少排队等待时间，但会增加商场的运营成本。而收银台过少，会使服务质量降低，甚至造成顾客流失。如何科学合理地设置收银台的数量，以降低成本和提高效益，是商场管理人员需要解决的一个重要问题。 蒙特卡洛方法简介 蒙特卡洛方法又称随机模拟方法，它以随机模拟和统计试验为手段，从符合某种概率分布的随机变量中，通过随机选择数字的方法，产生一组符合该随机变量概率分布特性的随机数值序列，作为输入变量序列进行特定的模拟试验、求解（杜比，2007）。在应用该方法时，要求产生的随机数序列应符合该随机变量特定的概率分布。应用该方法的基本步骤如下： 步骤1：建立概率模型，即将所研究的问题变为概率问题，构造一个符合其特点的概率模型；步骤2：产生一组符合该随机变量概率分布特性的随机数值序列；步骤3：以随机数值序列作为系统的抽样输入进行大量的数字模拟试验，以得到模拟试验值；步骤4：对模拟试验结果进行统计处理（如计算频率、均值等），进而对研究问题做出解释。 基于排队理论的仿真模型建立 （一）超市服务排队模型（M/M/C） 超市收款台服务是一个随机服务系统（唐应辉，2006），该系统具有如下特征：服务的对象是已经选购好商品的顾客，顾客源是无限的，顾客之间相互独立，顾客相继到达的时间间隔是随机的。系统有多个服务员且对每个顾客的服务时间是相互独立的。服务规则遵从先到后服务（FCFS）的原则。每个收款台前都有排队队列，顾客选择较短的队列排队等候，这样形成单队列多服务员（M/M/C）的排队系统。超市收银台顾客排队系统结构见图1。 （二）产生随机数值序列 由于顾客到达间隔时间和顾客服务的时间服从负指数颁布的随机数。令这个负指数分布的随机数为x，负指数分布密度函数为：，其分布函数为：，F（x）的反函数为。设u为[0，1]区间上的独立、均匀分布的随机变量，则所求随机数为，进而简化得，这样得到负指数分布的随机数（吴飞，2006）。 针对商场顾客到达和服务水平的统计数据，据此可产生两个随机数列：顾客到达时间间隔a （i）和顾客服务时间st（i），以此数值序列进行动态输入仿真。 （三）模型变量设置 at（i）：表示第i 个顾客到达时刻； a（i）：表示第i个顾客到达的时间间隔；st（i）：第i个顾客的服务时间；sst（i）： 第i个顾客的开始服务时间；lea（i）：第i个顾客离开时间；ls（j）：第j个队列中最后一个顾客的离开时间；ls（m）：每个队列中最后一个顾客离开时间的最早值；freet（j）：第j个

排队论模型

排队论模型 排队论也称随机服务系统理论。它涉及的是建立一些数学模型，藉以对随机发生的需求提供服务的系统预测其行为。现实世界中排队的现象比比皆是，如到商店购货、轮船进港、病人就诊、机器等待修理等等。排队的内容虽然不同，但有如下共同特征： 有请求服务的人或物，如候诊的病人、请求着陆的飞机等，我们将此称为“顾客”。 有为顾客提供服务的人或物，如医生、飞机跑道等，我们称此为“服务员”。 由顾客和服务员就组成服务系统。 顾客随机地一个一个（或者一批一批）来到服务系统，每位顾客需要服务的时间不一定是确定的，服务过程的这种随机性造成某个阶段顾客排长队，而某些时候服务员又空闲无事。 排队论主要是对服务系统建立数学模型，研究诸如单位时间内服务系统能够服务的顾客的平均数、顾客平均的排队时间、排队顾客的平均数等数量规律。 一、排队论的一些基本概念 为了叙述一个给定的排队系统，必须规定系统的下列组成部分： 输入过程 即顾客来到服务台的概率分布。排队问题首先要根据原始资料，由顾客到达的规律、作出经验分布，然后按照统计学的方法（如卡方检验法）确定服从哪种理论分布，并估计它的参数值。我们主要讨论顾客来到服务台的概率分布服从泊松分布，且顾客的达到是相互独立的、平稳的输入过程。所谓“平稳”是指分布的期望值和方差参数都不受时间的影响。 排队规则 即顾客排队和等待的规则，排队规则一般有即时制和等待制两种。所谓即时制就是服务台被占用时顾客便随即离去；等待制就是服务台被占用时，顾客便排队等候服务。等待制服务的次序规则有先到先服务、随机服务、有优先权的先服务等，我们主要讨论先到先服务的系统。 服务机构 服务机构可以是没有服务员的，也可以是一个或多个服务员的；可以对单独顾客进行服务，也可以对成批顾客进行服务。和输入过程一样，多数的服务时间都是随机的，且我们总是假定服务时间的分布是平稳的。若以ξ 表示服务员为 n }，n=1，2，…第n个顾客提供服务所需的时间，则服务时间所构成的序列{ξ n 所服从的概率分布表达了排队系统的服务机制，一般假定，相继的服务时间ξ ， 1ξ2，……是独立同分布的，并且任意两个顾客到来的时间间隔序列{T n}也是独立的。 如果按服务系统的以上三个特征的各种可能情形来对服务系统进行分类，那么分类就太多了。因此，现在已被广泛采用的是按顾客相继到达时间间隔的分布、服务时间的分布和服务台的个数进行分类。 研究排队问题的目的，是研究排队系统的运行效率，估计服务质量，确定系统参数的最优值，以决定系统的结构是否合理，设计改进措施等。所以，必须确

泊松过程及其在排队论中的应用

泊松过程及其在排队论中的应用 摘要：叙述了泊松过程的基本定义和概念，并列举了泊松过程的其他等价定义和证明并分析了泊松过程在排队论中的应用，讨论了完成服务和正在接受服务的顾客的联合分布。 关键词：泊松过程；齐次泊松过程；排队论 1. 前言 泊松分布是概率论中最重要的分布之一，在历史上泊松分布是由法国数学家泊松引人的。近数十年来，泊松分布日益显现了其重要性而将泊松随机变量的概念加以推广就得到了泊松过程的概念。泊松过程是被研究得最早和最简单的一类点过程，他在点过程的理论和应用中占有重要的地位。泊松过程在现实生活的许多应用中是一个相当适合的模型，它在物理学、天文学、生物学、医学、通讯技术、交通运输和管理科学等领域都有成功运用的例子。 2. 泊松过程的概念 定义3.2 ：设计数过程{ X(t)，t ≥ 0}满足下列条件： (1) X(0) = 0; (2) X(t)是独立增量过程; (3) 在任一长度为t 的区间中，事件A 发生的次数服从参数0t >λ的泊松分布，即对任意是s, t ≥ 0，有 ! )(})()({n t e n s X s t X P n t λλ-==-+， ,1,0=n 则称计数过程{ X(t)，t ≥ 0}为具有参数0>λ的泊松过程。 注意，从条件(3)知泊松过程是平稳增量过程且t t X E λ=)]([，由于， t t X E )]([= λ表示单位时间内事件A 发生的平均个数，故称λ为此过程的速率或强度。 从定义3.2中，我们看到，为了判断一个计数过程是泊松过程，必须证明它满足条件(1)、(2)及(3)。条件(1)只是说明事件A 的计数是从t = 0时开始的。条件(2)通常可从我们对过程了解的情况去验证。然而条件(3)的检验是非常困难的。为此，我们给出泊松过程的另一个定义。 定义3.3 ：设计数过程{ X(t)，t ≥ 0}满足下列条件： (1) X(0) = 0; (2) X(t)是独立平稳增量过程; (3) X(t)满足下列两式： o(h). 2} X(t)-h)P{X(t o(h),h 1} X(t)-h)P{X(t =≥++==+λ

高考生物实验设计专题复习

高考生物实验设计专题复习 一、典型高考试题分析 实验设计题是近年高考的常见试题.我们应对这些典型实验设计的高考试题进行分析，把握其命题规律、题型特征和答题要求. 例1．〔2009广东36〕〔8分〕 小王发现黑暗中生长的大豆幼苗比阳光下生长的大豆幼苗高得多.请设计一个实验方案，探究不同光照强度对大豆植株高度的影响，并预测实验结果. 实验材料和用具：大豆种子〔200粒〕、光照培养箱〔光照强度范围0-10000 Lux，温度、湿度等均可自行设定〕、培养皿、直尺等. 〔1〕实验方案： 〔2〕实验结果预测： 例2：〔2010广东29〕〔16分〕 假设你去某饲料研究所进行课外实践活动，需要完成以下任务： 〔1〕选用恰当的试剂检测某样品中是否含有蛋白质.提供的试剂有：①碘液，②苏丹Ⅲ溶液，③双缩脲试剂，④斐林试剂.你选用的试剂应该是；蛋白质与相应试剂反应后，显示的颜色应为 . 〔2〕完善以下实验设计并回答问题. 探究A动物蛋白对小鼠生长的影响 资料：饲料中的蛋白含量一般低于20%；普通饲料可维持小鼠正常生长； A动物蛋白有可能用于饲料生产. 一、研究目的： 探究A动物蛋白对小鼠生长的影响. 二、饲料： 1、基础饲料：基本无蛋白质的饲料；

2、普通饲料（含12%植物蛋白）：基础饲料+植物蛋白； 3、试验饲料：基础饲料+A动物蛋白. 三、实验分组： 实验组号小鼠数量（只）饲料饲养时间（天） 1 10 基础饲料 21 2 10 试验饲料1（含6% A动物蛋白） 21 3 10 试验饲料2（含12% A动物蛋白） 21 4 10 试验饲料3（含18 %A动物蛋白） 21 5 10 试验饲料4（含24% A动物蛋白） 21 6 10 ⅠⅡ 备注：小鼠的性别组成、大小、月龄、喂饲量和饲养环境均相同. 四、实验方法和检测指标：略 ①实验组6中，Ⅰ应该为，原因是； Ⅱ应该为，原因是； ②要直观和定量地反映小鼠的生长情况，可以测量小鼠的和 . 例3：〔2011广东29〕〔16分〕 中国的饮食讲究“色香味“，颜色会影响消费.小李同学拟研发“绿色”食用色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验. I.提取叶绿素 Ⅱ.探究pH对叶绿素稳定性的影响 取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度的溶液，于室温〔约25℃〕下进行实验. 方法和结果如下表.

matlab单服务台排队系统实验报告

matlab 单服务台排队系统实验报告 一、实验目的 本次实验要求实现M/M/1单窗口无限排队系统的系统仿真，利用事件调度法实现离散事件系统仿真，并统计平均队列长度以及平均等待时间等值，以与理论分析结果进行对比。 二、实验原理 根据排队论的知识我们知道，排队系统的分类是根据该系统中的顾客到达模式、服务模式、服务员数量以及服务规则等因素决定的。 1、 顾客到达模式 设到达过程是一个参数为λ的Poisson 过程，则长度为t 的时间内到达k 个呼 叫的概率 服从Poisson 分布，即 e t k k k t t p λλ-= !)()(，?????????=,2,1,0k ，其中λ>0为一 常数，表示了平均到达率或Poisson 呼叫流的强度。 2、 服务模式 设每个呼叫的持续时间为i τ，服从参数为μ的负指数分布，即其分布函数为 {}1,0t P X t e t μ-<=-≥ 3、 服务规则 先进先服务的规则（FIFO ） 4、 理论分析结果 在该M/M/1系统中，设λρμ= ，则稳态时的平均等待队长为1Q ρλ ρ= -，顾客 的平均等待时间为 T ρμλ= -。 三、实验内容 M/M/1排队系统：实现了当顾客到达分布服从负指数分布，系统服务时间也服 从负指数分布，单服务台系统，单队排队，按FIFO 方式服务。 四、采用的语言 MatLab 语言 源代码： clear; clc; %M/M/1排队系统仿真

SimTotal=input('请输入仿真顾客总数SimTotal='); %仿真顾客总数；Lambda=0.4; %到达率Lambda； Mu=0.9; %服务率Mu； t_Arrive=zeros(1,SimTotal); t_Leave=zeros(1,SimTotal); ArriveNum=zeros(1,SimTotal); LeaveNum=zeros(1,SimTotal); Interval_Arrive=-log(rand(1,SimTotal))/Lambda;%到达时间间隔Interval_Serve=-log(rand(1,SimTotal))/Mu;%服务时间 t_Arrive(1)=Interval_Arrive(1);%顾客到达时间 ArriveNum(1)=1; for i=2:SimTotal t_Arrive(i)=t_Arrive(i-1)+Interval_Arrive(i); ArriveNum(i)=i; end t_Leave(1)=t_Arrive(1)+Interval_Serve(1);%顾客离开时间LeaveNum(1)=1; for i=2:SimTotal if t_Leave(i-1)

高中生物实验设计方案专题 知识归纳

高中生物实验设计专题 一、高考生物实验考试大纲 （1）能独立完成所列生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。 （2）具备验证简单生物学事实的能力，并对实验现象和结果进行解释、分析和处理。 （3）具备对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。 （4）能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订。 二、生物实验设计的科学性分析 实验能力是“教案大纲”要求学生掌握的一项基本能力。就是能使用恰当的方法验证简单的生物学事实，并对结果进行解释和分析。此能力要求包括两方面的内容：一是能够设计简单的实验，验证简单的生物学事实；二是能对实验现象、实验结果作出正确的解释和分析。 实验能力也是高考“考试说明”要求学生掌握的一项基本能力（设计和完成实验的能力）。此能力要求也包括两方面的内容：一是独立实验的能力（大纲规定学生实验和教师演示实验），即理解实验原理、目的、要求、材料、用具；掌握实验的步骤、控制实验条件、使用有关仪器、安全问题处理；观察现象、分析数据、得出结论；常规实验非常规做法。二是能根据要求灵活运用已学过的自然科学理论、实验方法和仪器，设计简单的实验方案并处理相关的实验问题。用理、化、生三科实验中所学的知识去解决实际问题。实验所占比分为30%（基本不变，也可能在25%左右）。 实验设计是较高的能力要求，除要具备一定的知识基础外，还需要具有一定的创造能力。所设计的实验是建立在科学的基础上的，还应具有一定的观察和发现问题的能力。要提高这方面的能力，必须改变过去“背实验”的方法，亲自动手做实验，熟悉实验的操作步骤，弄清实验的原理，能运用所学知识对实验现象进行分析，以此来验证或探究某一结论。只有这样，才能促进实验能力的提高，促进科学思维的形成和发展，才能真正对实验的知识、内容进行举一反三。 1．实验设计的基本内容 1.1 实验名称是关于一个什么内容的实验。 1.2 实验目的要探究或者验证的某一事实。 1.3 实验原理进行实验依据的科学道理。 1.4 实验对象进行实验的主要对象。 1.5 实验条件根据实验原理确定仪器和设备；要细心思考实验的全过程。 1.6 实验方法与步骤实验采用的方法及必需（最佳）操作程序。每一步骤都必须是科学的；能急时对仪器、步骤进行有效矫正。 1.7 实验测量与记录对实验过程及结果应有科学的测量手段与准确客观的记录。 1.8 实验结果预测及分析能够预测可能出现的实验结果并分析导致的原因。 1.9 实验结论对实验结果进行准确的描述并给出一个科学的结论。 2．实验设计的基本原则 2.1 科学性原则 所谓科学性，是指实验目的要明确，实验原理要正确，实验材料和实验手段的选择要恰当，整个设计思路和实验方法的确定都不能偏离生物学基本知识和基本原理以及其他学科领域的基

M M C ∞排队系统模型及其应用实例分析

M M C ∞排队系统模型及其应用实例分析 摘要:文章阐述了M/M/C/∞排队系统的理论基础,包括排队论的概念,排队系统的基本组成部分以及排队系统的模型。在理论分析的基础上,文章以建行某储蓄所M/M/C/∞排队系统为例,对该系统进行分析并提出了最优解决方案。 关键词:排队论;银行储蓄所;M/M/C/∞模型;最优解 1M/M/C/∞排队系统 1.1排队论的概念及排队系统的组成 上世纪20年代,丹麦数学家、电气工程师爱尔朗(A. K. Erlang)在用概率论方法研究电话通话问题时,开创了这门应用数学学科。排队论主要研究各种系统的排队队长,排队的等待时间及所提供的服务等各种参数,以便求得更好的服务。研究排队问题实质上就是研究如何平衡等待时间与服务台空闲时间。目前,排队论已经广泛应用于通信工程、交通运输、生产与库存管理、计算机系统设计、计算机通信网络、军事作战、柔性制造系统和系统可靠性等众多领域。 任意一个排队系统都是由三个基本部分构成,即输入过程、排队规则和服务机构。①输入过程是描述顾客来源以及顾客按什么规律达到排队系统。②排队规则描述的顾客到达服务系统时顾客是否愿意排队,以及在排队等待情形下的服务顺序。③服务机构描述服务台数目及服务规律。服务机构可分为单服务台和多服务台;接受服务的顾客是成批还是单个的;服务时间服从何种分布。 1.2M/M/C/∞排队模型 ①排队系统模型的表示。目前排队模型的分类采用1953年由D. G. Kendall 提出的分类方法。他用3个字母组成的符号A/B/C表示排队系统。为了表示其它特征有时也用4～5个字母来表示如A/B/C/D/E。其中:A 顾客到达间隔时间的概率分布;B 服务时间的概率分布;C 服务台数目;D 系统容量限制(默认为∞);E 顾客源数目(默认为∞);概率分布的符号表示:M:泊松分布或负指数分布,D:定长分布,Ek:k阶爱尔朗分布,C:一般随机分布。 ②排队系统的衡量指标。—所有服务设施空闲的概率;—系统中的顾客总数;—队列中的顾客总数;—顾客在系统中的停留时间;—顾客在队列中的等待时间。 ③M/M/C/∞排队模型。排队系统模型大体上可以分为简单排队系统,特殊排队系统,休假排队系统及可修排队系统。纵观所有排队系统的模型,无非是系统的三个组成部分分别为不同情况时,进行的排列组合,并由此导致排队系统的数量指标的计算公式不一致。无论是何种排队系统,其研究实质都是如何平衡等待时间

排队论

排队论实验报告

《排队现象的建模、解析与模拟》 课程设计 姓名： 学号： 班级：

题目描述：排队系统的稳定性与什么有关？与系统的一步概率转移矩阵有什么关系？收敛速度快慢与什么有关？ 解答过程： （1）初始设定： 设初始状态X=(P1 P2 P3 … Pn),一步状态概率转移矩阵为P ，最终系统趋于稳定的状态为Y=(Y1 Y2 Y3 … Yn)，可知X 和Y 是一个固定不变的行向量，且P1+P2+P3+…+Pn=1，Y1+Y2+Y3+…+Yn=1。 （2）描述模型： 对排队系统最终趋于稳定的描述为：Y=X*P n ，n>N(N 是一个足够大的数)。 （3）提出假想： 由（2）中对于系统最终趋于稳定状态的描述，因为X 和Y 都是固定的向量，所以，若系统趋于稳定，则P n 收敛。假设P 最终收敛为 P σ=(a1 a2 ?an ???x1x2?xn ) ， 由概率转移矩阵的性质可知各行概率之和为1，即a1+a2+…+an=1。 因为Y* P σ= (Y1 Y2 Y3 … Yn)* (a1 a2 ?an ???x1x2?xn )=Y=(Y1 Y2 Y3 … Yn)，故提出猜测：概率转移矩阵收敛后各列的元素值相等。 (4)MATLAB 验证猜想： ① 当n ≥73时收敛：

② 当n≥38时收敛 ③ 当n≥11时收敛

④ 当n≥3时收敛 ⑤ P本身就是收敛后的结果

(5)结论： 经过一系列验证，得出系统的稳定性只与一步转移概率矩阵P 有关，若P 收敛，则系统趋于稳定，反之系统不稳定。并且P 收敛后行和为1，每列元素值相同。 因为Y* P σ= (Y1 Y2 Y3 …… Yn)* (a1 a2 ?an ???a1a2?an ) =((Y1+Y2+Y3+…Yn)*a1 (Y1+Y2+Y3+…Yn)*a2 … (Y1+Y2+Y3+…Yn)*an) =(a1 a2 … an) 所以最终的概率分布的结果是矩阵收敛后的一行。 收敛速度快慢与一步概率转移矩阵每列元素值的分布有关，若每列元素值分布比较均匀，则收敛速度较快，反之收敛速度较慢。每列元素值相等的矩阵，本身就是收敛后的结果。单位阵是一个特例，它每列元素值不相等，但是单位阵收敛。与单位阵类似的一类矩阵，即 每列有且仅有一个1出现的矩阵，这类矩阵不会收敛。

(完整版)2018遗传实验设计专题

遗传实验设计专题复习 2018/3/18 一、纯合子、杂合子鉴定的实验设计 （1）自交：让某显性性状个体进行自交,若后代无性状分离，则可能为纯合体。 （2）测交：待测个体与隐性类型交配，若后代出现隐性类型则一定为杂合体，若后代只有显性性状个体，则可能为纯合体。 （3）花粉离体培养法：用花粉离体培养形成单倍体植株并用秋水仙素处理后获得的植株为纯合体，根据植株性状进行确定，如果植株只有一种表现型，则为纯合体。若有两种以上表现型，则为杂合体。 1. 现有3支试管分别装有红眼雄果蝇和两种不同基因型的红眼雌果蝇，请利用实验室条件设计最佳方案，鉴别并写出上述3支试管内果蝇的基因型。已经有1支试管，内装有白眼雄果蝇可以供实验使用。(已知红眼对白眼为显性，显性基因用B表示，位于X染色体上。) ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ __________________________________________________________。 二、世代关系判断的实验设计 基本思路：先做亲子假设，再做基因型和表现型分析

基于排队论的决策系统研究

基于排队论的决策系统研究 【摘要】在排队系统中，顾客总是希望尽快接受服务，为减少顾客逗留时间（降低逗留费用），需要提高服务水平，服务水平是服务率μ和并行服务台数c 的函数，因此优化的目标是使两者的费用总和最小。本文运用了排队系统“合适的”服务水平的决策模型：费用模型，渴望水平模型以及排队系统的经济分析等内容对上述问题进行了研究和分析，并用实例证明分析，以至于在服务水平和等待的各个冲突因素之间寻求某种平衡。 关键词：服务水平决策模型费用模型渴望水平模型

一、前言 1.1研究排队系统的必要性 日常生活中我们常常需要等待服务，例如在参观就餐是等待服务，在超市付款台前“排队等候”，在邮局“排队”等待服务等。但是排队现象也不仅仅是人类独有的，比如工件的等待机器加工，飞机在机场上空盘旋等待批准着陆，汽车等待交通信号灯等，它们也存在着排队现象。排队现象花费极大的成本，等待现象是不可能完全消除的，我们的目标是把它不利影响减小到“可以忍受的”程度。 排队论主要是运用像：平均队列长度、平均等待时间，以及设施平均利用率这样的性能度量指标，来定量研究排队现象。 1.2 排队模型的要素 一个排队系统中的主要参与之是顾客和服务台，顾客从某个输入源产生，到达一个服务设施，他们可以立即得到服务；加入服务设施繁忙，也可能在队列中等待。当一个设施完成一次服务，如果有顾客等待的话，则自动地“拉出”一个等待顾客；加入队列为空，设施就变成空闲，直到新的顾客到达。 从分析队列的角度，我们用连续两个顾客之间的到达时间间隔来表示顾客的到达，用对每个顾客的服务时间来描述服务。一般地，到达时间和服务时间可以是随机的，如邮局的服务系统；也可以是确定的，如求职面试申请者的到达。 队列长度对于队列的分析有作用，它可以是有限长的，如两个相邻机器之间的缓冲区；也可以是无限的，如邮寄订单处理。 排队规则表示从队列里选择顾客的顺序，是排队模型分析的一个重要因素。最常见的排队规则是先到先服务（first come，first served，FCFS）。其他的排队规则还有后到先服务（last come，first served，LCFS）和随机顺序服务（service in random order，SIRO）。也可以按照某种优先权(priority)顺序从队列里挑选顾客，例如车间里把紧急工件放在普通工件前面进行处理。 在队列分析中，顾客的排队行为也起着重要作用。“人类”顾客可能从一个队列跳到另一个队列，以期望缩短排队时间。顾客也可能由于预计的排队时间过长而暂时不加入队列，或者可能会从一个队列中等待过久而退出，因为已经等待了太长的时间。服务设施的设计可以包括并行服务，如邮局或银行服务，服务人

基于排队论模型的收费站优化设计

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/bc5672381.html, 基于排队论模型的收费站优化设计 作者：刘昕岳丁韩旭杨佳琪 来源：《科学家》2017年第15期 摘要本文从形状、尺寸、组合等因素入手，以减少等待时间与不必要的费用为目的，设计了一个新型高速公路收费站。首先，在系统稳态的基础上，运用排队论模型建立收费站车辆行为模型的基本模型。其次，利用元胞自动机算法模拟了四种不同轮廓下的交通流，并分析了它们对拥塞的抵抗能力。最后，进行了遗传算法优化分析，最大限度地提高了吞吐量，降低了成本，提出一种新型的具有双重停车和互惠共享车道的高速公路收费站方案。 关键词排队论模型；元胞自动机算法；遗传算法；高速公路收费站 中图分类号 TP2 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）15-0010-01 随着经济不断发展，人们的日常生活节奏不断加快，需要避免把时间浪费在不必要的事情上，比如等待排队，应该花更多的时间去创造更多的价值。基于这样的社会背景，有必要系统地评估高速公路收费站设计。众所周知，高速公路收费站总是浪费时间。除了司机在等待收费亭的时间浪费，如果车辆迅速增加，更容易造成交通堵塞（瓶颈）。如何合理的设计收费站是一个急需解决的问题。 1 排队论模型建立 排队论模型中，车到达一个单次和连续到达的时间间隔服从负指数分布的参数λ。系统中有s服务站。每个服务站的服务时间是相互独立的，服从参数m的负指数分布。当顾客到达时，如果有免费服务台，第一辆车将立即接受服务，否则汽车将排队等候。且等待的时间是无限的。 下面讨论了这个排队系统的平滑分布。本文认为，在系统达到稳定状态后，队列长度n的概率分布等于（n=1，2，…）。设收费站数目为B。 通过公式推导表明，繁忙收费站平均数目并不取决于收费站数目B。 λn=λ，n=0，1，2，… 相关文献给出了在平衡条件下系统中车辆数为n的概率。当收费广场的车辆数目超过或等于收费站的数目，返回的车辆必须等候。 继续推导得到平均队列长度： LB=平均队列长度+被送达车辆的平均数=Lq+p

高中生物实验设计专题复习

高三生物实验专题 理科综合下生物学科高考在纲对实验能力的要求: ⒈能独立完成“生物知识和内容表”所列实验。包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能,并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合的运用。(教材基础实验)。 ⒉具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。(验证实验) ⒊具有对一些生物学问题进行初步探究的能力。包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。（探究实验) ⒋能对一些简单的实验方案作出恰当的评价和修改。（评价和修改) 近年来,生物高考试题中的实验及实验设计已成为一种稳定的重要题型,每年都作为大题出现。有关实验方面的内容，是许多考生的弱点,应引起充分重视。这类题目有一定难度,学生在高考中得分率很低。但是万变不离其宗，要得高分,实验的复习,应该立足于对基本实验方法、实验技能、实验思维的强化和巩固着手,培养学生的实验分析、实验设计等实验能力。如何进行实验设计? 一、实验设计的基本方法： （1)了解题目要求;(２)明确实验目的；(3)分析实验原理;（4）熟悉实验器材; (5)确定实验思路；(６)设计实验步骤；（7)预测实验结果；(8)得出实验结论。 二、如何运用基本方法分析实验题： ㈠了解题目要求 题目给出了哪些条件？给出了什么样的材料用品?要求回答什么问题? ㈡明确实验目的 实验的最终目的是要解决什么问题？明确实验目的关键在明确题目中的实验是验证型还是探究型的。验证型实验有明确的结果，通过实验加以验证,结论往往只有一个;探究型实验的现象和结果是未知的或不确定的,结论也往往有多个。实验目的是解实验题的方向，原理阐述、步骤设计、结果预测、实验分析、实验结论等都需要围绕实验目的进行,否则无异于南辕北辙。实验的结论要和实验的目的相对应。验证性实验的结论也就是实验的目的。 ㈢分析实验原理 实验原理是实验中关键步骤的理论基础,要分析实验中用哪些基本科学理论知识(源于学习过的基本概念、原理和规律等)。为实验步骤的设计,实验结果的预测,分析实验得出结论提供科学的理论依据，也就是联系所学的理论知识,这样才能做到有理有据。 ㈣分析实验器材 认真分析所提供的仪器、药品、试剂等，从中选出实验的必备条件。实验的器材也会给实验变量的确定和对照实验的设计以及实验步骤的设计提供启示。高考时，为让考生的试验设计及分析能有一定的范围,命题者往往通过给出实验用具来进行限制,同时，有些命题背景学生并不熟悉,命题者会通过给出实验用具加以提示。因此，分析实验用具往往是

基于排队论的校园服务系统的分析及优化

基于排队论的校园服务系统的分析及优化 摘要：服务窗口的排队问题在生活中随处可见，为提高系统效率，本文以我校 食堂超市等服务窗口问题为例，基于泊松分布和排队论分析来确定所需要的服务 窗口和服务人员数目，理论计算结果和实际情况相比较，为解决目前大学生在校 就餐购物排队等时间问题，构建了基于排队论的校园窗口设置优化模型。 关键词：排队论；数学建模；系统优化 Analysis and optimization of campus service system based on queuing theory. Abstract： Service window of queuing problem can be seen everywhere in our daily life, to improve the efficiency of system, this article in our school canteen service window problem such as supermarkets, for example, based on the poisson distribution and queuing theory analysis to determine the required number of service Windows, compared with the theoretical calculation results and actual situation, to solve the problem of the current college students in the school dining shopping queuing time, build the campus window set optimization model based on queuing theory. Key words: queuing theory; Mathematical modeling; System optimization 一、引言 排队是在日常生活中经常遇到的问题，比如顾客到商店购物去火车站买票等 都需要排队。此时要求服务的人数超过服务机构（服务台服务员等）的容量，也 就是说，到达的顾客不能立即得到服务进而出现了排队现象。在大学里，会因为 人数多而相关的一些服务窗口或者服务人员数目不够导致经常看见食堂超市等场 所出现冗长的队伍和拥挤现象。为了减少学生排队等待时间，提高服务台服务效 率和管理水平，就有必要运用排队论对校园服务窗口进行优化配置。本文以数学 理论中的排队论为依据，结合学校服务窗口出现的排队问题进行分析建模，以期 学校能用最优的服务窗口和人员数目获得学生和服务窗口间的较好效率。 二、校园排队相关情况调查 2.1调查对象： 这次抽样以阜阳师范学院在校本科生为对象，其中问卷对象包含了大一到大 三的学生。 我们将问卷以每个年级各70份，以年级宿舍楼寝室为单位随机发放匿名填写。此次调查，共发放210份问卷，回收201份，其中有效问卷195份。 2.2调查内容： 1、排队运营形式及排队中出现问题。 2、学生排队等待时间研究。 3、学校针对排队这一现象所采取的实施办法的总体情况。 2.3调查方法： 调查的过程采用抽样调查法，为了使样本遍布所有年级，因此以年级为层次 对我校大学生进行随机抽样。 三、调查内容及分析 3.1调查结果分析 1、排队运营形式及排队中出现问题 针对这一内容涉及到调查问卷中“在校园内哪些地方需要排队”、“同学们在排 队时是否遇到过插队现象”两个问题。从表格中可以反映出，在校园内需要排队的地点。而在这些地点

数学建模港口问题_排队论

排队模型之港口系统 本文通过排队论和蒙特卡洛方法解决了生产系统的效率问题，通过对工具到达时间和服务时间的计算机拟合，将基本模型确定在//1 M M排队模型，通过对此基本模型的分析和改进，在概率论相关理论的基础之上使用计算机模拟仿真（蒙特卡洛法）对生产系统的整个运行过程进行模拟，得出最后的结论。好。关键词：问题提出： 一个带有船只卸货设备的小港口，任何时间仅能为一艘船只卸货。船只进港是为了卸货，响铃两艘船到达的时间间隔在15分钟到145分钟变化。一艘船只卸货的时间有所卸货物的类型决定，在15分钟到90分钟之间变化。 那么，每艘船只在港口的平均时间和最长时间是多少 若一艘船只的等待时间是从到达到开始卸货的时间，每艘船只的平均等待时间和最长等待时间是多少 卸货设备空闲时间的百分比是多少 船只排队最长的长度是多少 问题分析： | 排队论：排队论(Queuing Theory) ，是研究系统随机聚散现象和随机服务系统工作过程的数学理论和方法，又称随机服务系统理论，为运筹学的一个分支。本题研究的是生产系统的效率问题，可以将磨损的工具认为顾客，将打磨机当做服务系统。【1】 M M：较为经典的一种排队论模式，按照前面的Kendall记号定义，前//1 面的M代表顾客(工具)到达时间服从泊松分布，后面的M则表示服务时间服从负指数分布，1为仅有一个打磨机。 蒙特卡洛方法：蒙特卡洛法蒙特卡洛(Monte Carlo)方法，或称计算机随机模拟方法，是一种基于“随机数”的计算方法。这一方法源于美国在第一次世界大战进研制原子弹的“曼哈顿计划”。该计划的主持人之一、数学家冯·诺伊曼用驰名世界的赌城—摩纳哥的Monte Carlo—来命名这种方法，为它蒙上了一层神

2011-2012-2实验7排队论问题的编程实现

实验7 排队论问题的编程实现 成绩 专业班级 信息112学号18姓名 高廷旺 报告日期 实验类型： 实验目的： 实验内容： 实验原理 态情形的指标公式， 实验步骤 要求上机实验前先编写出程序代码 编辑录入程序 调试程序并记录调试过程中出现的问题及修改程序的过程 经反复调试后，运行程序并验证程序运行是否正确。 记录运行时的输入和输出。 ?验证性实验 o 综合性实验 o 设计性实验 熟练排队论问题的求解算法 。 排队论基本问题的求解算法。 对于几种基本排队模型： M/M/1、M/M/1/N 、M/M/1/m/m 、M/M/c 等能够根据稳 求岀相应的数量指标。 1 2 3 4 5 预习编写程序代码： 实验报告：根据实验情况和结果撰写并递交实验报告。 实验总结：排队问题用lingo 求解简单明了， 还有关系式表达的认识。挺有成就感。很棒。 参考程序 例题1 M/M/1 模型 某维修中心在周末现只安排一名员工为顾客提供服务， 正在接受服务，则需要排队等待，假设来维修的顾 5人，维修时间服从负指数分布， 平均需要6min ，试求该系统的主要数量指标。 例题 2 M/M/C 模型 设打印室有3名打字员，平均每个文件的打印时间为 16件，试求该打印室的主要数量指标。 例题3混合制排队 M/M/1/N 模型 某理发店只有 1名理发员，因场所有限，店里最多可容纳 5名顾客，假设来理发的顾客 按Poisson 过程到达，平均到达率为 6人/h ，理发时间服从负指数分布，平均 12 min 可 为1名顾客理发，求该系统的各项参数指标。 例题4闭合式排队 M/M/1/K/1 模型 设有1名工人负责照管 8台自动机床，当机床需要加料、 发生故障或刀具磨损时就自动停车， 等待工人照管。设平均每台机床两次停车的时间间隔为 1h ，停车时需要工人照管的平均时间是 6min ，并均服从负指数分布，求该系统的各项指标。 参考程序 ______________ 例题1等待制M/M/1 模型 sx=1; rx=5; tx=6/60; lq=rx*tx; twait= @p eb(lq,sx); 容易编程。加深了对 linggo 中for 语句, 新来维修的顾客到达后，若已有顾客 客到达过程为Po isso n 流，平均每小时 10 min ，而文件的到达率为每小时 例题2等待制 M/M/C 模型 sx=3; rx=16; tx=10/60; lq=rx*tx; twait= @p eb(lq,sx);

排队论开题报告

基于Matlab的排队论问题 仿真模拟研究 一、选题意义 排队论(queuing theory), 或称随机服务系统理论, 是通过对服务对象到来及服务时间的统计研究，得出这些数量指标（等待时间、排队长度、忙期长短等）的统计规律，然后根据这些规律来改进服务系统的结构或重新组织被服务对象，使得服务系统既能满足服务对象的需要，又能使机构的费用最经济或某些指标最优。它是数学运筹学的分支学科。也是研究服务系统中排队现象随机规律的学科。广泛应用于计算机网络, 生产, 运输, 库存等各项资源共享的随机服务系统。排队论研究的内容有3个方面：统计推断，根据资料建立模型；系统的性态，即和排队有关的数量指标的概率规律性；系统的优化问题。其目的是正确设计和有效运行各个服务系统，使之发挥最佳效益。日常生活中存在大量有形和无形的排队或拥挤现象，如旅客购票排队，市内电话占线等现象。排队论的应用非常广泛。它适用于一切服务系统。尤其在通信

系统、交通系统、计算机、存贮系统、生产管理系统等发面应用得最多。排队论的产生与发展来自实际的需要，实际的需要也必将影响它今后的发展方向。 二、论文综述 基于现实生活，我选取用餐高峰时间的高校的食堂某摊位的窗口数量和用餐学生排队等候情况为研究对象，采集数据，分析整理。首先采用排队论理论知识进行推断，建立模型，确定输入过程，服务规则，和服务台。理论计算出顾客流的概率分布，损失制，等待制，服务台数量及构成，最后确定顾客等待时间及合理的窗口数量。再采用Matlab 软件进行仿真模拟，产生随机数模拟顾客流，运用语言确定服务规则，进行模拟，仿真出顾客流概率，顾客等待时间，窗口设置情况。最后理论和模拟实验一同对比分析，得出结论提出合理建议。 三、论文提纲 一、文献综述 1、研究背景及意义 2、国内外发展状况 3、研究内容及目标 · 二、排队论模型的理论支撑 1、排队论模型的概念及特征 2、排队论模型计常用公式及模型方法 三、基于蒙特卡罗方法的排队论模型随机模拟 1、基本思想 2、算法 3、程序清单 4、运行与调试结果 四、结果与分析

初中物理实验专题设计初中物理所有实验

初中物理实验专题设计初中物理所有实验 1．如图1所示，是一个小球运动时的频闪照片，频闪时间间隔为0．02s，闪亮时间千分之一秒可忽略不计。根据照片记录的小球位置，分析解决下列问题： （1）小球从位置a运动到位置d 所用的 时间是多少？ （2）小球所作的运动是不是匀速运动？ 判断的依据是什么？ （3）小球从位置a运动到位置d 的平均速度有多大？ 2．如图2是一个骑自行车的人与一个跑步的人运动时路程随时间变化的图象，根据该图象能够获得合理的信息有： 信息一：（示例）他们是同时开始运动的； 信息二：_________________________； 信息三：_________________。 4．我们通过如图4所示的实验探究声音能否在真空中传播。玻璃瓶中的手机是悬挂起来的，你能说出其中的原因吗？________随着瓶内空气被抽出，铃声会________ 5．某同学在探究音调与响度有什么关系时，做了以下实验： （1）如图5甲所示，用硬纸片在钢锯齿上滑动，滑动速度越大，硬纸片振动的频率越，发出的声音的音调越________，这说明音调是由________ 决定的。 （2）如图5乙所示，用一只手将锯条压在桌沿上，用另一只手轻拨锯条一端，听其响度；在用力拨锯条，这是锯条的振幅 ________，听其响度________，这说明响________与 ________ 有关。

6．如图6所示，是在探究光的传播规律所拍摄的一组图片，图片是在实验过程中改变入射方向依次拍摄的。实验用的主要器材是手电筒式激光源和半圆型透明玻璃砖。图中O点为半圆型透明玻璃砖的圆心，入射光线沿半径方向射向分界面MN。请你仔细观察图片中所显示的实验现象，回答以下问题： 图6 （1）当激光源发出的光沿法线方向射向空气与玻璃的分界面上时（即入射光线垂直射到两种介质的分界面上），其传播方向。 （2）当光由玻璃斜射到玻璃与空气的分界面MN上时，在分界面同时产生的两种现象是。 （3）比较甲、乙两图，你有哪些发现？把你的发现都写出来。（提示：可测量图中的入射角、反射角、折射角，从各角的大小及变化情况、各线的位置等方面进行归纳总结） （4）观察丙图，并与甲、乙两图进行比较，你有哪些联想或猜想？你会提出一些什么样的问题？把你的联想或猜想以及能够提出的问题写出来。 7．如图7所示，某同学在做探究平面镜成像特点实验时，将一块玻璃板竖直架在一把直尺的上面，再取两段等长的蜡烛A、B一前一后竖直放在直尺上，实验过程中眼睛始终在A的一侧进行观察。 （1）点燃蜡烛A，调节蜡烛B的位置，直到________ 时，B的位置即为A的像所在的位置。 （2）直尺的作用是便于比较物与像________ 的关系；两段等长的蜡烛是为了比较物与像________ 的关系。 （3）若用平面镜代替玻璃板，上述实验________进行（选填“能”、“不能”），理由是：。