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好的，这是一份关于一本名为《高等数学图形动画实训系统》的图书的图书简介，内容详实且不包含该书本身的任何信息，旨在描述一本不同主题的专业书籍： --- 图书名称：复杂系统建模与仿真技术（第三版） 作者： 张伟、李明、王芳 出版社： 科学技术文献出版社 ISBN： 978-7-5045-9876-5 定价： 128.00 元 --- 图书简介 《复杂系统建模与仿真技术（第三版）》是一本面向工程技术人员、研究人员以及相关专业高年级本科生和研究生的权威性教材与工具书。本书全面系统地介绍了复杂系统建模与仿真的核心理论、前沿方法与实用工具，尤其侧重于面向多学科交叉领域的实际应用案例分析与操作指南。 一、 内容结构与核心理念 本书秉持“理论指导实践，实践反哺理论”的理念，将系统科学、控制理论、计算机科学与特定工程领域知识深度融合。全书共分为四个主要部分，共计二十章，旨在构建一个从基础理论到高级应用的完整知识体系。 第一部分：复杂系统基础理论与建模方法（第1章至第6章） 本部分奠定了理解复杂系统的理论基础。 第1章：复杂系统概述：界定复杂系统的概念、特征（如涌现性、自组织性、非线性）及其在自然科学、社会科学和工程技术中的普遍性。引入系统论的基本原理。 第2章：系统科学导论：深入探讨经典控制论、信息论、耗散结构理论等对复杂系统研究的贡献，强调反馈机制和结构演化的重要性。 第3章：经典建模范式：详细阐述基于微分方程、差分方程的机理建模方法，包括状态空间表示法、传递函数法等，并讨论其在线性系统中的适用边界。 第4章：基于代理（Agent-Based）建模：重点介绍基于主体建模（ABM）的原理、设计流程、关键参数设定，以及如何捕捉宏观现象的微观基础。针对离散事件系统和异质性个体行为的模拟进行深入剖析。 第5章：系统动力学（System Dynamics, SD）建模：深入讲解弗雷德·福瑞斯特的系统动力学方法论，包括存量-流量图（Stock and Flow Diagrams）的绘制规范、因果回路图的分析技巧，以及时间延迟和非线性反馈回路对系统行为的影响。 第6章：网络与图论建模：介绍如何将复杂系统抽象为网络结构，涵盖无标度网络、小世界网络等拓扑结构特征的计算方法，以及网络上的动态过程（如信息传播、疾病扩散）的数学描述。 第二部分：仿真技术与计算方法（第7章至第12章） 本部分侧重于如何将理论模型转化为可执行的计算仿真。 第7章：离散事件仿真（DES）：详细介绍DES的事件调度机制、状态变量的维护和统计结果的采集方法，适用于处理排队论、物流优化等场景。 第8章：连续系统数值积分：比较并分析欧拉法、龙格-库塔（Runge-Kutta）族方法等在求解非线性常微分方程组时的精度、稳定性和计算效率。引入变步长算法的设计思路。 第9章：蒙特卡洛方法与不确定性分析：阐述蒙特卡洛模拟的基本原理，如何用于高维积分、风险评估和参数估计。重点讨论敏感性分析和概率密度函数（PDF）的构建。 第10章：混合系统仿真：探讨如何处理同时包含连续动态和离散事件的复杂系统，介绍状态事件检测与混合动力系统仿真的挑战与解决方案。 第11章：并行与分布式仿真：针对大规模系统的仿真需求，介绍并行计算架构（如MPI、OpenMP）在仿真加速中的应用，以及分布式仿真环境（如HLA标准）的构建。 第12章：仿真结果的统计分析：讲解如何设计仿真实验（DoE），如何对仿真输出进行稳态性测试、充分运行时间确定和结果的统计推断，确保仿真结论的可靠性。 第三部分：模型校准、验证与确认（V&V）（第13章至第16章） 可靠的仿真依赖于严格的V&V过程，本部分系统性地介绍了相关标准与技术。 第13章：模型校准（Calibration）：介绍参数估计的优化技术，包括遗传算法、粒子群优化（PSO）在模型参数拟合中的应用，以及贝叶斯方法在不确定参数估计中的作用。 第14章：模型验证（Verification）：侧重于程序层面的正确性检验，包括结构化测试、边界条件测试和代码级的逻辑核对方法。 第15章：模型确认（Validation）：探讨模型与真实世界数据或专家知识的符合程度评估，介绍历史数据对比法、极端情景测试和置信区间比较法。 第16章：不确定性量化（UQ）：深入讲解如何量化输入参数不确定性对仿真输出结果的影响，重点介绍Polynomial Chaos Expansion (PCE) 和 Sobol 指数等先进方法。 第四部分：应用案例与前沿技术（第17章至第20章） 本部分通过多个实际工程案例，展示建模与仿真的强大应用潜力。 第17章：交通流仿真案例：以城市交通网络为例，展示如何结合ABM和SD方法，模拟拥堵的产生、传播及干预措施（如信号灯优化）的效果评估。 第18章：生态与资源系统建模：应用系统动力学方法分析全球气候变化、生物种群动态的长期反馈机制，侧重于政策干预的滞后效应分析。 第19章：工业生产与供应链仿真：使用离散事件仿真技术，对复杂柔性制造系统（FMS）的调度策略、设备瓶颈识别和缓冲区优化进行建模与性能评估。 第20章：高保真度与数字孪生（Digital Twin）：介绍现代仿真技术如何与物联网（IoT）、大数据分析结合，构建实时映射物理实体的数字孪生系统，探讨其在预测性维护和闭环优化中的前沿应用。 二、 本书特色 1. 面向实践的工具链介绍： 书中提供了大量基于主流仿真软件（如AnyLogic, MATLAB/Simulink, Python科学计算库）的实践指导和代码示例（非图形编程），帮助读者快速掌握工具的使用。 2. 强调跨学科融合： 本书不局限于某一特定工程领域，而是提供一套通用的方法论框架，适用于物理、生物、经济、社会等多个领域的复杂系统分析。 3. 深入探讨非线性与不确定性： 聚焦于传统线性分析难以解决的复杂性问题，提供了处理非线性和不确定性的现代计算技术。 三、 适用读者 本书内容深度适中，既能作为高年级本科生和研究生相关课程的教材，也适合从事系统工程、仿真分析、工业自动化、环境规划、金融工程等领域的研究人员和高级工程师作为案头参考书。具备基础微积分、线性代数和编程经验的读者可更顺畅地阅读和实践书中所述内容。 ---
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