السؤال المركزي
فتح هامينغ الفصل 19 بسؤال مباشر من مؤتمر المحاكاة بالكمبيوتر الصيفي 1975:
> بما أن القرارات المهمة يجب أن تعتمد على المحاكاة، فمن الضروري اختبار صحيتها، ومن المهم أن يصف المدعوون لها مستوى التمثيل المصدق الذي حققوه.
صياغة هامينغ للfrage ذاتها، أكثر حدة:
> لماذا يجب على أي شخص أن يؤمن أن المحاكاة ذات صلة؟
لا تبدأ المحاكاة حتى تطرح هذا السؤال بجدية. غالباً ما هناك ضغوط عملية لبدء الحسابات الفورية - الوقت والمال والتوازن التنظيمي. تلك الضغوط لا تغير السؤال.
تجربة هامينغ: عندما سأل حول أسئلة الصحة للمحاكاة، أجوبة المتحدثين كانت عادة:
- كم من القوة العاملة التي تم投ثتها في العمل
- حجم الكمبيوتر وكفاءته
- كم من الأهمية للمشكلة
لا يرد أي من هذه الأجوبة على الصحة. هم أسباب اجتماعية وليست فنية.
قصة رحلة الفضاء: توقع المدير للمحاكاة 99.44% من قابلية الاعتماد على الإطلاق. سأل هامينغ: قابلية الاعتماد على ماذا؟ بعد أن تم الضغط عليه، اعترف المدير أن نسبة هامينغ كانت قابلية الاعتماد للمحاكاة، وليس الرحلة الفعلية. كما اعترف أنه لم يتصرف عن هذا الاختلاف للمدير التنفيذي لناسا الذي يعتمد على الإطلاق - ولم يتصرف في ذلك.
الخلط بين قابلية الاعتماد للمحاكاة وقابلية الاعتماد على النظام هو أحد أخطر أخطاء الممارسة الهندسية.
ما الذي يتطلب التحقق الفعلي
تجميع هامينغ لقائمة تحقق لتقدير قابلية الاعتماد على المحاكاة. يجب الإجابة على كل سؤال قبل أن تتمتع خروجات المحاكاة بوزن القرار:
1. هل يدعم النظرية الأساسية القوانين المعتادة؟ المحاكاة الفيزيائية تعتمد على معادلات مؤكدة؛ المحاكاة الاقتصادية غالباً لا.
2. هل يمكن أن يغيب تأثير صغير لكن مهم؟ مثال الطيار المدرب: ممتاز للفيزياء المعروفة؛ خطير إذا كان طائرة جديدة لديها تفاعلات لم يتم تضمينها بعد.
3. هل بيانات المدخلات موثوقة؟ الشكوك في المدخلات تنتشر عبر الحساب. اعرف من أين جاءت البيانات.
4. هل التكرار مستقر أم غير مستقر؟ الحقول الموجهة غير المستقرة تزيح الأخطاء المدخلة؛ الحقول المستقرة تقللها.
5. متى متى يمكن إجراء المقارنة مع التجارب السابقة المعروفة؟
6. هل يمكن إنتاج التحقق الداخلي؟ الحفاظ على الكتلة والطاقة والزخم الزاوي أو غيرها من المتغيرات. بدون التكرار، لا يمكن الكشف عن الأخطاء.
7. هل يتم إدخال العلامات على الورق بدقة في الآلة؟ البوابات الآلية التي تحول وصف العواقب إلى معادلات تفاضلية - حل هامنج للكيمياء الجوية - تقلل من أخطاء النسخ بدون الاعتماد على التوجيه البشري.
قانون هامنج للاقتصاد
تعتمد تكرارات الفيزياء على قوانين مؤكدة ومثبتة رياضيا. تتطلب تكرارات الكيمياء ثوابت سرعة. تتطلب تكرارات البيولوجيا ديناميات الأعداد السكانية المعروفة.
في رأي هامنج، لدي الاقتصاد قانون موثوق واحد: لا يمكن استهلاك ما لم يتم إنتاجه. كل قانون اقتصادي آخر زعمًا هو تautology رياضية أو كاذبة في بعض الأحيان.
be_implication للبحث: عندما لا توجد قوانين خلفية موثوقة، يصبح الأساس 전체 للتكرار مشكوكًا فيه. الدقة العالية في الحساب لا تتعويض عن القوانين غير الموثوقة في النموذج.
رد هامينغ عندما سُئل لتشغيل محاكيات البيئة: سأل عن القواعد المثبطة لكل تفاعل، مع الأعداد الصحيحة، وعن البيانات الحقيقية للمقارنة بين الاختبارات. طلبوا من شخص آخر لتشغيل "محاكيات شكوكية جداً ستقدم النتائج التي يرغبون فيها."
قاعدة هامينغ: احتفظ بثقتك بنفسك. لا تتيح لمن يحتاجون إلى استغلالك لصالح دعوتهم. رفض المحاكيات التي مصممة بطرق معقدة لتوثيق نهاية.
مفارقة سيمبسون في بيانات المحاكاة
قصة هامينغ في بيركلي: تم قبول أكثر من الرجال من النساء في الدراسات العليا، مما يشير إلى التمييز. لم يظهر التمييز في أي قسم فردي. تفسير ذلك: تطبيقات النساء بشكل غير пропورشنالي في أقسام ذات معدلات قبول منخفضة؛ بينما تطبيقات الرجال بشكل غير пропورشنالي في أقسام ذات معدلات قبول مرتفعة. الإحصاء الجماعي كان حقيقياً، لكنه كان مضللاً.
هذا مفارقة سيمبسون: الجمع بين البيانات يمكن أن يخلق تأثيرات ظاهرية ليست موجودة في أي مجموعة فرعية. outputs المحاكاة التي تجمع بين المجموعات أو المناطق أو فترات الزمن يمكن أن تظهر نفس المرض.
محاكيات تغير ما يُحاكى
فئة خاصة من فشل المحاكاة: النsubj يغير سلوكه في استجابة لنموذج المحاكاة.
مثال سوق الأوراق المالية: إذا كانت استراتيجية التداول المعروفة بشكل واسع تنتج عائدات موثوقة فوق السوق، فإن المشاركين سيتبعونها، وسيكون التنافس يeliminate الإفلات من العقاب. نجاح النموذج يدمر صحة النموذج.
مثال طبي: يوجد التجربة المزدوجة العميقة لأن الأطباء الذين يعرفون من تلقى العلاج و من تلقى المكانة وجدوا تحسناً حيث كانوا يتوقعونه. المعرفة من قبل الأطباء قد تلوثت المراقبة.
المحاكاة لقرارات مهمة - السياسات الاقتصادية، والتخطيط العسكري، الصحة العامة - تواجه هذه المشكلة عندما يتم نشر outputs المحاكاة أو توجيه السلوك.
العينات والدقة
يقدم قانون نيقويست قيودا أساسية على المحاكاة الرقمية للأنظمة ongoing: تحتاج إلى على الأقل عينة واحدة لكل فترة أعلى التردد الموجودة في الإشارة.
في العملي، لاحظ هامينغ، العينات الجانبية وحالة التبديل pushing المطلوب إلى سبع إلى عشرة عينات لكل فترة أعلى التردد المثير للفضول.
تنازلات الدقة: الحاسبات الألكترونية (في عهد هامينغ) تحقق دقة تصل إلى واحد لكل 10,000 دقة لكل مكون. الحاسبات الرقمية يمكن أن تحمل الدقة المطلوبة. لكن الدقة الرقمية تتطلب عينات كافية -- ولهذا السبب، فإن معدل العينات يتحكم في تكلفة الحساب.
فائدة التدفق: السرعة والتكامل الجسدي. يمكنك توصيل مكون جسدي مباشرة في الدائرة الترددية وتحديد سلوكه بدون إيجاد وصف رياضي له. في تصميم الصواريخ الموجهة في البداية، سمح هذا بتجربة سريعة للنظام قبل وجود نموذج رياضي كامل.
الآلات الترددية المستخدمة في العمل الصاروخي المبكر مشتقة من أجزاء M9 director gun. بنى هامينغ محرك تفاضلي من هذا المعدات. وقت الحل: حوالي 30 دقيقة لكل مسار. هذا السرعة أجبر على التفكير العميق بين الجرعات -- قيود هامينغ أصبح يرى أنها ميزة هيكلية.
الاحساس مقابل الدقة: مشكلة هبوط المريخ
طرح هامينغ سؤالًا حاداً: هل يجب أن تتميز المحاكي للطيار المريخي للطيران لتحسين دقة المواقع أو لتحسين مظهر السيارة؟
التحليل العددي الكلاسيكي يoptimizes دقة مسار الوضعية باستخدام التطبيقات البولينومية المحلية. الطريق دقيق، لكن تغييرات التسارع تكون غير طبيعية في كل فاصل بولينومي - مظهر 'feel' غير طبيعي.
طرق المجال الترددي optimizes الاستجابة التردديّة للنموذج. قد تكون دقة الوضعية أقل، لكن الطيار يدرك الاستجابة الديناميكية للسيارة بشكل صحيح. تتشكل ذاكرة عضلة الطيار على الوظيفة الانتقالية الصحيحة.
حكم هامينغ: يجب أن تتميز محاكي مدرب الطيار لتحسين مظهر السيارة. خلال الطيران الفعلي، يمكن للطيار أن يتعويض عن أخطاء الوضعية بواسطة التحكم بالفيديو. إذا كان مظهر السيارة خاطئًا، فقد تم تدريب الطيار لسيارة لا توجد.
النظرية الأعمق: اختيار طريقة التحليل العددي يضمّن ادعاءًا حول ما يهم في المحاكاة. هذا الإدعاء هو حكم مجال وليس حكم رياضي.