Основные понятии моделирования. Виды моделирования. Этапы моделирования. Классификация подходов моделирования. Фазы процесса моделирования

1.1 Основные понятии моделирования

Модель – упрощенное представление явления или объекта, которое позволяет изучать объект в более простой и удобной форме.

Моделирование (modelling) – изучение объектов с помощью их модели.

Шаги моделирования:

1) выделить основные элементы объекта

2) построить модель

3) исследовать модель

4) получение результатов

1.2 Виды моделирования

1) концептуальное (понятия, определения, словесные описания взаимодействий)

2) физическое (построение физического аналога)

3) структурно-функциональное (графики, диаграммы, блок-схемы)

4) математическое (формализованное описание объекта, использующее математические выражения и функции)

5) имитационное (программная реализация модели) - simulation

6) компьютерное (использование компьютерных технологий) – computer simulation

1.3 Этапы моделирования

Математическое моделирование

Математическая модель – это набор формальных соотношений между параметрами и переменными.

Разделы математики:

1) дифференциальные и интегральные уравнения (детерминированная модель)

2) случайные процессы (стохастическая модель)

3) исследование операций (поиск оптимальных параметров)

2 Этапа:

-постановка задачи

-исследование математической модели

Имитационное моделирование

Этапы имитационного моделирования:

1) установление адекватности

2) идентификация параметров

3) оценка значимости параметров

4) структурное преобразование

1.4 Классификация подходов моделирования

1.5 Фазы процесса моделирования

1) определение системы

2) формализация описания

3) подготовка данных

4) трансляция модели

5) оценка адекватности

6) планирование эксперимента

7) планирование прогона

8) машинный эксперимент

9) анализ результатов

10) интерпретация

11) реализация

12) документирование

Основные понятия системы моделирования GPSS. Объекты GPSS. Синтаксис языка GPSS. Обзор основных команд и блоков языка GPSS

2.1 Объекты GPSS

1) классы сущностей

2) стандартные числовые атрибуты

3) транзакты

4) устройства и памяти

5) ансамбли и группы

6) приоритет транзактов и прерывания

7) логические ключи

8) переменные и сохраняемые значения

9) накопительные статистики

2.1.1 Классы сущностей

2.1.2 Стандартные числовые атрибуты

СЧА (SNA) – имитация переменных состояний. Могут быть числовыми или строковыми, могут использоваться как операнды в выражениях, позволяют отразить зависимость поведения транзакта от состояния системы.

Пример:

A1 – множество ансамбля активного транзакта

PR – приоритет транзакта

Qε – количество элементов в очереди (где ε – объект модели)

2.1.3 Транзакты

Транзакт – заявка, запрос, сообщение

Параметры транзакта:

PR – приоритет транзакта

MARK TIME – абсолютное время вхождения транзакта в модель

DELAY INDICATOR – транзакт не смог перейти к следующему блоку

TRACE INDICATOR – сообщение о продвижении транзакта

CURRENT BLOCK – текущий блок

NEXT BLOCK – следующий блок

CHAINS – цепи, в которых находится данный транзакт

Состояния транзакта:

ACTIVE – активный

SUSPENDED – ожидающий в цепи будущих событий

PASSIVE – в покое в цепях пользователя, задержки или ожидания

TERMINATED – подлежащий удалению

Цепи транзактов:

Future Events Chain – цепь будущих событий

Current Events Chain – цепь текущих событий

Delay Chain – цепь задержки

Pending Chain – цепь зависания на устройстве

User Chain – цепь пользователя

Каждое устройство имеет четыре цепи транзактов:

• Pending (цепь, ожидающих возможности прервать устройство в режиме прерывания)

• Interrupt (цепь прерванных событий)

• Delay (цепь, ожидающих возможности занять)

• Retry (цепь, ожидающих готовности)

2.1.4 Устройства и памяти

Устройство – объект, которым в любой момент времени может владеть только один транзакт

SEIZE – занять некоторое устройство

RELEASE – освободить устройство

Паять – объект, который определяется емкостью

ENTER – занять ячейки памяти

LEAVE – освободить данный транзакт из памяти

FAVAIL/FUNAVAIL – устройство готово / не готово

SAVAIL/SUNAVAIL – память доступна / не доступна

Сравниваем устройство и память

2.1.5 Ансамбли и группы

Независимо работы, которая выполняется параллельно, не могут обеспечиваться одним транзактом. Запускающий их транзакт должен расщепляться с последующей сборкой компонентов. Все транзакты в моделях принадлежат ко множествам ансамблям. Каждый транзакт принадлежит только одному ансамблю. Транзакт введенный в модель блоком GENERATE получает номер ансамбля и становится первым и единственным членом нового ансамбля. Потомки формируемые при входе в блок SPLIT попадают в тот же ансамбль. Для соединения служит блок ASSEMBLЕ. После входа на него начинается подсчет членов ансамбля пока количество не достигнет параметра А он их будет считать.

GATHER то же самое что и ASSEMBLE только движение продолжают все транзакты в порядке FIFO (first in first out)

MATCH A –синхронизировать (А – указывает на сопряженный блок). При входе в один из блоков MATHC и обнаружении в сопряженном члена того же ансамбля, оба транзакта продолжают движение. При отсутствии пары активный транзакт задерживается в цепи парности. Принадлежность транзакта к ансамблю определяется только генетически. Однако есть возможность их произвольно группировать. Каждый транзакт может принадлежать любому числу групп.

Ансамбль – общность транзактов, имеющих общего предка

SPLIT – блок расщепления

ASSEMBLE – блок соединения

GATHER – то же, что ASSEMBLE, только движение продолжают все члены в порядке очереди (FIFO)

MATCH – блок синхронизации

Группа – объединенные по некоторому признаку транзакты

JOIN – присоединить транзакт к группе

REMOVE – удалить транзакт из группы

EXAMINE – проверка принадлежности к группе

2.1.6 Приоритет транзактов и прерывания

Транзакт может иметь целочисленный приоритет, определяющий очередность обработки.