System Modeling & Simulation

Interactive Chapters

DS331

Assoc. Prof. Ayman Ghoneim (FCAI — Cairo University) · Midterm Exam · Mon 16 Nov · 12:00–13:00 Cairo (60 min · Written + Simulation Tables)

Cheat Sheet Coverage & Progress

Exam Scope

Covers Lectures 1–7 (up to Kolmogorov-Smirnov concept ONLY) and Labs 1–5. Primary ground truth is Dr. Ayman Ghoneim's slides, audio explanations, and Midterms 2024 & 2025.

Out of Scope (Skip These)

Kolmogorov-Smirnov (K-S) numerical critical-value table calculations (Lec 7 stopped right before calculations; Hagag Ch5-5) · Chi-Square goodness-of-fit test for uniform/discrete RNGs (Hagag Ch5-6) · Autocorrelation / Runs-up-and-down independence tests (Hagag Ch5-7 & Ch5-8) · Input Modeling & Distribution Fitting (all of Hagag Ch6-1..4)

7 structured chapters

Ch 1Medium (Theory definitions + OR distinctions; Midterm 2024 Q1a)Interactive Lab

0% mastered

Introduction to Simulation

مقدمة في المحاكاة والنمذجة

Why we build models instead of breaking real systems, Analytic vs. Virtual simulation, the OR Black-Box triad (Optimization vs. ML vs. Simulation), and when simulation is—or is not—the right tool.

ليه بنبني نماذج بدل ما نجرب في الواقع، الفرق بين الـ Analytic و Virtual simulation، مثلث الـ Black Box (Optimization vs ML vs Simulation)، وإمتى المحاكاة مناسبة وإمتى لأ.

3 sections · 3 micro-checksStart chapter

Ch 2VERY HIGH (Midterm 2024 Q1a+Q2a = 9 pts, Midterm 2025 Q3a = 6 pts)Interactive Lab

0% mastered

Systems, Components & Simulation Study Steps

الأنظمة ومكوناتها وخطوات دراسة المحاكاة

System criteria and boundaries, the 7 core system components (Entities to Exogenous), 8 system taxonomies, Pareto 80/20 abstraction, the 12 simulation study steps, and Verification vs. Validation.

شروط النظام والحدود (Boundary)، الـ 7 مكونات الأساسية (من الـ Entities لحد الـ Exogenous)، تصنيفات الأنظمة، قاعدة 80/20 في التبسيط، الـ 12 خطوة لدراسة المحاكاة، والفرق بين Verification و Validation.

4 sections · 4 micro-checksStart chapter

Ch 3Essential Toolkit (Feeds Monte Carlo, Queueing & Midterm 2024/2025 comparisons)Interactive Lab

0% mastered

Probability & Statistics Review

مراجعة الاحتمالات والإحصاء (Stat 1)

Sample spaces, random variables, expectation & variance algebra, Correlation vs. Causation, the 6 Discrete & 3 Continuous distributions, and empirical displays (Stem-and-leaf, Skewness, Boxplots).

فضاء العينة، المتغيرات العشوائية، حسابات الـ Expectation والـ Variance، الفرق بين الارتباط والسببية (Correlation ≠ Causation)، التوزيعات المتقطعة والمستمرة، والـ Boxplot والـ Skewness.

3 sections · 4 micro-checksStart chapter

Ch 4HIGH (Midterm 2024 Q1b = 6 pts, Midterm 2025 Q2 = 13 pts)Interactive Lab

0% mastered

Monte Carlo Simulation & Confidence Intervals

محاكاة مونت كارلو وفترة الثقة (Confidence Intervals)

Hit-or-Miss vs. Expectation Monte Carlo integration, Law of Large Numbers, Variance, Standard Error eₙ, 95% Confidence Intervals & their true interpretation, sampling bias, and PortaCom risk analysis.

حساب التكامل بطريقة Hit-or-Miss وبطريقة التوقع، قانون الأعداد الكبيرة، الـ Variance والـ Standard Error، فترة الثقة 95% وتفسيرها الصح، تحيز العينات، ومثال PortaCom.

3 sections · 4 micro-checksStart chapter

Ch 5HIGHEST WEIGHT (Midterm 2024 Q2 = 20/30 pts, Midterm 2025 Q3 = 20/40 pts)Interactive Lab

0% mastered

Queueing Systems (Single, Multi-Server & Tandem)

أنظمة الطوابير (خادم واحد، متعدد، ومتسلسل)

Queueing system characteristics, Kendall notation A/B/c/N/K, customer behaviors (balk/renege/jockey), single-server & parallel multi-server (Able/Baker) tables, tandem networks (Clinic & Petrol midterms), and performance metrics.

مكونات الطوابير وترميز Kendall، سلوكيات العميل، جداول محاكاة Single-Server و Multi-Server (Able & Baker)، الشبكات المتتالية (Tandem زي العيادة والبنزينة في الميدترم)، ومقاييس الأداء.

3 sections · 4 micro-checksStart chapter

Ch 6HIGH (Midterm 2025 Q2 = 13 pts Bakery Perishable Model + Lab 5)Interactive Lab

0% mastered

Inventory Systems ((M, N) & Newsdealer)

أنظمة المخزون ((M, N) وبائع الصحف Newsdealer)

Periodic review (M, N) inventory with lead time, Backorders vs. Lost Sales, cost trade-offs (carrying vs. ordering vs. shortage), the Newsdealer perishable model, and the Opportunity-Cost Cash Profit trap.

نظام المراجعة الدورية (M, N) ووقت التوريد، الفرق بين Backorders و Lost Sales، توازن التكاليف، مشكلة بائع الصحف (Newsdealer) والمخبز، وفخ طرح الـ Opportunity Cost من الربح.

2 sections · 4 micro-checksStart chapter

Ch 7HIGH (Midterm 2025 Q1 = 7 pts LCG + Concept Questions; STOP BEFORE K-S Math)Interactive Lab

0% mastered

Random Numbers, Generators & Hypothesis Testing Concepts

توليد الأرقام العشوائية واختبار الفروض (ضمن حدود الميدترم)

True vs. Pseudo-random numbers (Incompressibility & Typicality), Mid-Square pitfalls, Linear Congruential Generators (LCG) & full-period conditions, BBS random-access formula, Hypothesis Testing courtroom logic (Fail to reject H₀), and K-S visual idea ONLY.

الأرقام العشوائية الحقيقية vs الزائفة (Pseudo)، طريقة Mid-Square وعيوبها، الـ LCG وشروط الـ Full Period، معادلة BBS، منطق اختبار الفروض في المحكمة (Fail to reject H₀)، وفكرة الـ K-S نظرياً فقط (قبل الحسابات!).

3 sections · 4 micro-checksStart chapter