Метод статистической Монте-Карло для решения задач вероятности заключается в следующем: 5
- Процесс описывается математической моделью с использованием генератора случайных величин. 5
- Модель многократно обсчитывается, и на основе полученных данных вычисляются вероятностные характеристики рассматриваемого процесса. 5
Общая схема метода: 1
- На вход модели системы со случайными параметрами подают входные сигналы от генератора случайных чисел. 1
- Равномерно распределённые случайные числа от генератора подают на преобразователь закона случайных чисел, который преобразует их в заданный пользователем закон распределения вероятности, например, в нормальный или экспоненциальный закон. 1
- Эти преобразованные случайные числа подают на вход модели. 1
- Модель отрабатывает входной сигнал и получает выходной сигнал, который также является случайным. 1
- В блоке накопления статистики установлены фильтры и счётчики. 1 Фильтр определяет по значению выходного сигнала, реализовалось ли в конкретном опыте некоторое событие. 1 Если событие реализовалось, то счётчик события увеличивается на единицу. 1 Если событие не реализовалось, то значение счётчика не меняется. 1
- Отношение счётчика количества экспериментов к счётчику событий даёт оценку вероятности появления события, то есть указывает на частоту его выпадения в серии из N опытов. 1 Это позволяет сделать выводы о статистических свойствах моделируемого объекта. 1
- В блоке оценки достоверности анализируют степень достоверности статистических экспериментальных данных, снятых с модели, и определяют необходимое для этого количество статистических испытаний. 1 Если колебания значений частоты появления событий относительно теоретической вероятности меньше заданной точности, то экспериментальную частоту принимают в качестве ответа, иначе генерацию случайных входных воздействий продолжают, и процесс моделирования повторяется. 1
Метод Монте-Карло эффективно применяется в задачах, где аналитические методы не дают ответа или если присутствует высокая неопределённость входных и выходных данных. 2