Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Функции
Функции языка разделяются на две категории: встроенные и определяемые пользователем. Встроенные функции нам уже неоднократно встречались, примерами таких функций являются halt() (функция, реализующая оператор остановки модели), poisson(Mean) (датчик случайных чисел) и т. п. Эти функции не могут быть изменены пользователем — они не доступны для изменений. Вторая категория функций создается пользователем для описания тех или иных эффектов моделирования. Создание такой функции связано с определением функции и включением ее в библиотеку функций. Для выполнения этих действий следует нажать кнопку которая откроет окно библиотеки функций. В этой библиотеке хранятся только функции, созданные пользователем. Для внесения изменений в уже определенную функцию достаточно сделать двойной клик на соответствующей записи в окне библиотеки функций. Для определения новой функции следует при открытом окне библиотеки функций нажать кнопку??? и заполнить поля открывающегося при этом окна определения функции (рис. 2.25). Рис.2.25. Окно определения функции В поле Name задается имя функции. Имена функций не должны совпадать с именами переменных, поэтому для именования функций целесообразно использовать заглавные буквы. В поле Purpose размещается краткое описание семантики функции, а в поле Expressions — алгоритмическое описание эффекта, связанного с вызовом функции. В дальнейшем вы получаете возможность использовать созданную функцию в любом текстовом фрагменте любого поля описания вашей модели. Для этого необходимо просто вставить имя функции в соответствующее место описания. В нашем примере на рис. 2.25 опреде- N 116 Часть 2. Имитационное моделирование Дополнительные методы и средства имитации 117
лена функция, имитирующая интервалы времени между прибытиями автомобилей на заправочную станцию. Поэтому для имитации потока автомобилей достаточно вставить в поле Mean Time соответствующего блока вызов функции INT. Использование функций повышает лаконичность и наглядность описания модели. Пример 5. Имитация случайных величин, заданных эмпирическим распределением (таблицей) В качестве примера описания в окне рис. 2.25 мы использовали функцию датчика случайных чисел, определенных эмпирическим законом распределения вероятностей. Такой закон обычно задается таблицей. Здесь приведен пример такой таблицы и краткий комментарий к составлению алгоритма вычисления функции INT.
Из данных, приведенных в таблице, следует, что в 25 % наблюдений интервалы времени между прибытиями автомобилей на автостанцию оказались меньше 100 сек, в 23 % (0,48—0,25) — от 100 до 200 сек, в 21 % (0,69—0,48) — от 200 до 300 сек и т. д. Датчик случайных чисел, имитирующий интервалы времени между приходами автомобилей, строится по простой схеме: сначала разыгрывается интервал (строка) таблицы, а затем число внутри этого интервала: {определение случайного числа R между 0 и 1} R:= random(); {определение случайного числа между 0 и 600} {определение случайного числа между 0 и 100} if R<0.25 then randomlnt(0,100) else {определение случайного числа между 100 и 200} if R<0.48 then randomlnt(100,200) else {далее аналогично } if R<0.69 then randomlnt(200,300) else if R<0.81 then randomlnt(300,400) else if R<0.9 then randomlnt(400,500) else randomlnt(500,600); Динамика моделирования Запуск и выполнение модели определяют динамический процесс моделирования. Этот процесс визуально отображается в двух формах: в виде процессов прохождения тэгов через структуру модели и в виде анимационных картин. Первая форма отображения связана с закрашиванием тех блоков модели, в которых в текущий момент времени находятся тэги, и с изображением тэгов, скапливающихся в определенных «узких» местах (в очередях или перед блоками с ограниченным доступом). Очередь, в которой находятся тэги, закрашивается так же, как и занятые блоки, а сами тэги изображаются символами. Вместо индивидуального изображения тэгов на диаграмме исполняемой модели может указываться общее количество тэгов в блоке, перед блоком или в очереди. Установки отображения тэгов в динамике работы модели назначаются в окне рис. 2.12 (Show Entities With). Выбор «Symbols» определяет индивидуальное отображение тэгов символами, выбор «Numbers» — отображение общего количества тэгов. Рисунок 2.26 иллюстрирует две формы отображения одного и того же состояния, наблюдаемого в динамике выполнения модели приме- Часть 2. Имитационное моделирование Дополнительные методы и средства имитации
ра 1. Отображаемое состояние характеризуется тем, что в каждом из двух блоков модели находится по одному тэгу, а в очереди стоят 12 тэгов, ожидающих освобождения бензоколонки. Форма анимационных картин (рис. 2.12 — Action View Functions) используется главным образом для презентации моделей. Средства анимации Micro Saint рассматриваются ниже. Отладка моделей При описании моделей в текстовых фрагментах могут быть допущены различные ошибки. Обнаружение и идентификация таких ошибок обычно проводятся в динамике выполнения модели, при этом пользователю выдается сообщение об ошибке. Получив такое сообщение, следует найти ошибку, исправить ее и продолжить выполнение модели или заново запустить модель. Ниже приводятся некоторые типичные примеры сообщений об ошибках. • Message Syntax ERROR Job 1 tag:=tag+l Semicolon expected at end. (в конце ожидается точка с запятой) • Message s:=l; Unrecognized word (неизвестное слово) • Message Matherror couldn't create the dialog box (Математическая ошибка не дает создать область диалога) Любое сообщение об ошибке начинается со слова Message. Первый тип сообщения — наиболее полный. В нем содержится тип ошибки (синтаксическая), место локализации ошибки (блок 1), выражение, в котором зафиксирована ошибка (tag:=tag+l) и собственно вид ошибки (в конце ожидается точка с запятой). При получении такого сообщения ошибку исправить легче всего для этого надо открыть окно описания блока 1, найти нужное выражение и вставить в конец его знак «;». (Попутно заметим, что этот знак должен «закрывать» любой оператор модели.) Второй тип сообщения не содержит места локализации ошибки. Здесь просто приводится выражение (s:=l;) и констатируется, что система не может распознать переменную s. Как правило, это связано с тем, что такую переменную забыли включить в список переменных. Устранение ошибки связано, таким образом, с включением переменной (или функции) в соответствующий список. Третий тип ошибки обычно связан с использованием переменной типа Array of Integers или Array of Reals. Ошибка заключается в том, что размерность массива недостаточна и ее следует увеличить. Обычно для этого нужно в окне описания соответствующей переменной в строке «first (second, third) index numbered 0 through 10» увеличить последнее число: «through 1000». Такая ошибка обычно возникает при использовании в качестве индекса массива переменной tag (например, tag:=tag+l; f[tag]:=l, и f описана как Array of Integers или Array of Reals). Все другие виды сообщений об ошибках по форме похожи на приведенные примеры. Однако наряду с рассмотренными видами ошибок, которые могут быть обнаружены исполнительной системой, в модели могут присутствовать семантические ошибки, которые может распознать только человек — разработчик и пользователь модели. Например, по замыслу разработчика должно использоваться выражение tag:=tag+l;, а в модель введено выражение tag:=tag— 1;. Формально (синтаксически) оно правильно, но результаты, полученные на такой модели, будут неадекватны исследуемой системе. Такие ошибки обнаружить достаточно трудно. В этом смысле может оказаться полезным использование исполнительного монитора (execution monitor), окно которого открывается кнопкой В этом _)ис. 2.27) отображаются значения переменных, ко- торые изменяются в процессе моделирования и характеризуют с точки зрения пользователя адекватность имитационной модели исследуемой системы. Рис. 2.27. Окно исполнительного монитора Любая- модификация записи в окне исполнительного монитора реализуется двойным кликом на соответствующей строке, а добавление новой записи производится уже известной нам кнопкой f-g. И в том и в другом случае открывается окно для ввода выражений, которые используются исполнительным монитором (рис. 2.28). В поле expression to be evaluated вводятся выражения, значения которых могут характеризовать адекватность модели. Пользователь, на- 120 Часть 2. Имитационное моделирование Дополнительные методы и средства имитации 121
Рис. 2.28. Окно ввода выражений для исполнительного монитора блюдая динамику изменений этих значений, может оценить, насколько правдоподобно поведение отлаживаемой модели. Календарь событий Модельное время — это системная переменная, имитирующая ход часов реального времени, в котором «живет» и развивается исследуемая система. Имитация хода реального времени основывается на концепции событий, которые связаны с изменениями состояния модели. Такие события упорядочены по времени их возникновения в специальной структуре — календаре (расписании) событий. Пересчет модельного времени связан с выбором ближайшего по времени события из календаря и «переводом стрелок часов» модельного времени на момент возникновения этого события. Такая схема предполагает, что события могут следовать одно за другим через интервалы времени разной величины, включая и ноль (одновременно происходящие события). Таким образом, календарь событий представляет собой своеобразный сценарий моделирования. Каждое событие такого сценария связано с выполнением определенного набора действий, которые должны произойти в тот или иной момент времени, по тому или иному условию. Сценарий содержит события двух типов: 1) события, связанные с изменением текущего состояния системы 2) запланированные события, специально введенные в календарь
События первого типа полностью определяются структурой модели и описанием ее элементов, события второго типа управляют компьютерным экспериментом. Такое управление может быть связано с остановкой модели, установкой новых значений переменных в процессе моделирования, выполнением дополнительных вычислений по окончании этапа моделирования и т. п. Планирование событий в календаре обычно используется для обработки промежуточных результатов компьютерного эксперимента и внесения необходимых изменений в динамике интерпретации модели. В качестве примера использования календаря событий для управления экспериментом приведем планирование события остановки модели. Допустим, что нам необходимо остановить модель примера 1 через 1 сутки работы заправочной станции: 1 сутки= 24(час)*60 (мин/час)=1440 (мин). Для планирования такого события кнопкой открываем окно календаря событий (рис. 2.29), затем открываем окно описания события (для этого используется уже знакомая нам общая кнопка добавления объектов) и в этом окне (рис. 2.30) заполняем соответствующие поля. Рис. 2.29. Пример записи в календаре событий В поле Perform at Time назначается время наступления события (1440 единиц модельного времени (ЕМВ.), 1 ЕМВ.=1 мин.), в поле Expression определяется оператор, который должен быть выполнен в назначенное время (оператор остановки halt()). Нажатие кнопки Accept приводит к появлению в календаре событий соответствующей строки — уведомления о событии (см. рис. 2.29). Внесение в календарь такого уведомления приведет к остановке модели в момент времени clock=1440, т. е. ровно через сутки функционирования исследуемой системы (бензозаправочной станции) в реальном времени. Использование полей Repeating и Stop связано с перепланированием событий через определенный интервал времени (Repeat Interval) до момента окончания процесса перепланирования (Stop Time). Перепланирование событий используется для внесения управляющих воздействий в динамике развития модели через определенные интер- 122 Часть 2. Имитационное моделирование Дополнительные методы и средства имитации 123
Рис. 2.30 Окно описания события валы времени. Например, перепланирование события «Пауза» (pause ()) приведет к периодическим остановкам в процессе компьютерного моделирования. Единица модельного времени и ее связь с реальным временем Модельное (или системное) время — одно из основных понятий имитационного моделирования. Модельное время всегда связано с определенной системной переменной, которая должна копировать ход часов реального времени. Работа исследуемой системы на протяжении длительных периодов реального времени (сутки, месяцы, годы) воспроизводится в компьютерной имитационной модели за секунды или минуты с сохранением всех хронологических особенностей исследуемой системы (всей хронологии причинно-следственных связей, действующих в исследуемой системе). Такая хронологическая адекватность модели обусловлена тем, что единица модельного времени (ЕМВ) определяет своеобразный масштаб, соотносящий размерности реального времени и машинного таймера, определяющего скорость интерпретации модели. Выбор единицы модельного времени (ЕМВ) полностью определяется условиями задачи. Если все хронологические характеристики исследуемой системы заданы в одних и тех же временных единицах (например, секундах), то определение ЕМВ тривиально: ЕМВ = 1 сек. Если же для описания отдельных компонент системы используются разные временные единицы (например, месяцы и дни), то выбор ЕМВ определяется из субъективных соображений представления о точности и адекватности модели. Выбор ЕМВ = 1 (день) приведет к более точной модели, но ее использование может потребовать больших затрат машинного времени, а выбор ЕМВ = 1 (месяц) — к менее точной, но более быстродействующей модели. Системная переменная clock, определяющая модельное время, имеет тип Real (действительное число). В этом смысле такой формат представления времени позволяет выбирать в качестве ЕМВ любую единицу реального времени с минимальной потерей точности. Тем не менее, если в задаче используются сильно отличающиеся по протяженности временные отрезки, то целесообразно в качестве ЕМВ выбирать наименьший из них, соответствующий минимальной единице реального времени. Разработка многоуровневых структурных моделей До сих пор мы рассматривали модели только одного (нулевого, верхнего) уровня. В общем случае сетевая структура модели может быть представлена на нескольких уровнях. При этом нулевой уровень определяет основную модель, составленную из компонент, каждая из которых в свою очередь может рассматриваться как модель первого, второго и т. д. уровня. Концепция многоуровневой модели позволяет уточнять структуру составляющих ее компонент на нижних уровнях, оставляя на верхних только общие «архитектурные контуры» исследуемой системы. Для конструирования многоуровневой модели используются дополнительные средства панели инструментов конструирования сетевой структуры (рис. 2.31). Эти средства включают в себя: • создание подуровня сетевой структуры; • средства навигации (перемещения) по иерархической структуре • дополнительные средства вставки/вырезки структурных объ 124 Date: 2015-07-23; view: 354; Нарушение авторских прав |