Описание концептуальной модели системы.
Концептуальная (содержательная) модель – это абстрактная модель, определяющая структуру моделируемой системы, свойства её элементов и причинно-следственные связи, присущие системе и существенные для достижения цели моделирования.
На этом подэтапе построения модели системы:
- описывается концептуальная модель в абстрактных терминах и понятиях
- даётся описание модели с использованием типовых математических схем
- принимаются окончательные гипотезы и предположения
- обосновывается выбор процедуры аппроксимации реальных процессов при построении модели
Таким образом, на этом подэтапе проводится подробный анализ задачи, рассматриваются возможные методы её решения и даётся детальное описание концептуальной модели.
Проверка достоверности концептуальной модели.
После того, как концептуальная модель описана, необходимо проверить достоверность необходимых концепций модели перед тем, как перейти к следующему этапу моделирования системы. Проверять достоверность концептуальной модели достаточно сложно. Одним из методов проверки концептуальной модели – применение операций обратного перехода, позволяющий проанализировать модель, вернуться к принятым аппроксимациям и рассмотреть снова реальные процессы, протекающие в реальной системе S. Проверка достоверности концептуальной модели должна включать:
- проверку замысла модели
- оценку достоверности исходной информации
- рассмотрение постановки задачи моделирования
- анализ принятых аппроксимаций
- исследование гипотез и предположений
Техническая документация по этапу «Построение концептуальной модели»
В конце этапа построения концептуальной модели и её формализации составляется технический отчёт по этапу, который включает в себя:
- подробную постановку задачи моделирования системы
- анализ задачи моделирования системы
- критерии оценки эффективности системы
- параметры и переменные модели системы
- гипотезы и предположения, принятые при построении модели
- описание модели в абстрактных терминах и понятиях
- описание ожидаемых результатов моделирования системы S
Формальное описание функционирования детерминированной системы.
Детерминированная система – это система с отсутствием неизвестных факторов, описание которых осуществляется с помощью традиционной математики.
Формальное описание системы может быть представлено в общем виде:
|
|
,где
Z – цель, совокупность или структура целей;
SR – среда;
– период существования
система и ее цели;
Х – множество входных объектов;
Y – множество выходных объектов;
A =
– элементы системы;
– свойства
(атрибуты) элементов;
R =
– связи (отношения) между ними;
– свойства
(атрибуты) связи;
N – наблюдатель (лицо), представляющий объект или процесс;
– язык наблюдателя.
Формальное описание функционирования стохастической системы.
Стохастическая система – это система, учитывающая вероятностные, случайные факторы и описываемая с помощью теории вероятности и математической статистики.
Тогда формальная модель стохастической системы может быть представлена в виде:
,F> |
|
где
Z – цель, совокупность или структура целей;
SR – среда;
– период существования система и ее цели;
Х – множество входных объектов;
Y – множество выходных объектов;
A = – элементы системы;
– свойства (атрибуты) элементов;
R = – связи (отношения) между ними;
– свойства (атрибуты) связи;
N – наблюдатель (лицо), представляющий объект или процесс;
– язык наблюдателя;
F – множество случайных факторов.
Принцип Δt построения моделирующих алгоритмов.
При использовании принципа Δt построения моделирующих алгоритмов, основополагающим фактором является функционирование, и состояние системы в дискретные моменты времени.
Алгоритмом мод-е имитируется движение, т.е. изменение состояния системы в фиксированные моменты времени: t, t+ Δt, t+2Δt...
Для этого заводится счетчик времени (часы), кот. на каждом цикле увеличивает свое значение t на величину шага во времени Δt, начиная с нуля. Т.о. изменения системы отслеживаются такт за тактом в заданные моменты: t, t+ Δt, t+2Δt.
Принцип ΔZ построения моделирующих алгоритмов
При использовании принципа ΔZ построения моделирующих алгоритмов, основополагающим фактором в проектировании является контроль изменяющихся целей моделируемой системы.
Особые состояния – такие состояния в изолированные моменты времени, в кот. характеристики системы изменяются скачкообразно. Для изм. сигнала нужна опред. причина, например, приход очередного входящего сигнала.
По сравнению с Δt мы не будем проверять изменение состояния системы в каждый момент времени.
Построение логической схемы модели.
Рекомендуется строить модель по блочному принципу, т. е. в виде некоторой совокупности стандартных блоков. Построение модели системы из таких блоков обеспечивает необходимую гибкость в процессе ее эксплуатации, особенно на стадии машинной отладки. При построении блочной модели проводится разбиение процесса функционирования системы на отдельные достаточно автономные подпроцессы. Таким образом, модель функционально подразделяется на подмодели, каждая из которых в свою очередь может быть разбита на еще более мелкие элементы. Блоки такой модели бывают двух типов: основные и вспомогательные. Каждый основной блок соответствует некоторому реальному подпроцессу, имеющему место в моделируемой системе S, а вспомогательные блоки представляют собой лишь составную часть машинной модели, они не отражают функции моделируемой системы и необходимы лишь для машинной реализации, фиксации и обработки результатов моделирования.