Особенности построения имитационных моделей

Существует несколько схем построения имитационных моделей. Чтобы построить качественную имитационную модель необходимо уметь:

- определенным способом представить в модели динамику (движение) системы. Это может быть описано посредством событий, работ, процессов, транзактов;

- определить способ изменения модельного времени. Здесь выделяют моделирование с постоянным шагом и моделирование по особым состояниям.

В большинстве случаев конечной целью моделирования является оптимизация каких-либо параметров системы.

В зависимости от целей исследования и предполагаемых результатов может применяться один из трех наиболее распространенных видов имитационного эксперимента:

- исследование относительного влияния различных факторов на значения выходных характеристик системы;

- нахождение аналитической зависимости между интересующими исследователя выходными характеристиками и факторами;

- отыскание оптимальных значений параметров системы (так называемый «экстремальный эксперимент»).

Вид эксперимента влияет не только на выбор схемы его формализации, но также на построение плана эксперимента и выбор метода обработки его результатов.

С точки зрения организации взаимодействия исследователя с моделью (по способу взаимодействия с пользователем), в ходе эксперимента имитационные модели делятся на автоматические и диалоговые.

Автоматическими называются имитационные модели, взаимодействие пользователя с которыми сводится только к вводу исходной информации и управлению началом и окончанием работы моделей.

Диалоговыми называются имитационные модели, позволяющие исследователю активно управлять ходом моделирования; приостанавливать сеанс моделирования, изменять значения параметров модели, корректировать перечень регистрируемых данных и т. д.

Виды представления времени в модели

Имитационный эксперимент представляет собой наблюдение за поведением системы в течении некоторого промежутка времени .

Существуют такие системы, для которых время не играет большой роли – это статические системы (например, модель Леонтьева), но существуют и другие системы – динамические, состояние, которых очень сильно зависит от того в какой момент времени за ними наблюдают. Т.е. для таких систем получение оценки эффективности их функционирования напрямую связана с временными характеристиками ее функционирования.

Например, задачи по оценки производительности; некоторые задачи по оценки надежности, качества распределения ресурсов; задачи, связанные с исследование эффективности процессов обслуживания.

Характерной особенностью большинства практических задач является то, что скорость протекания рассматриваемых в них процессов значительно ниже скорости реализации модельного эксперимента.

Даже те имитационные эксперименты, в которых временные параметры работы системы не учитываются, требуют для своей реализации определенных затрат времени работы компьютера.

В связи с этим при разработке практически любой имитационной модели и планировании проведения модельных экспериментов необходимо соотносить между собой три представления времени:

- реальное время, в котором происходит функционирование имитируемой системы;

- модельное (или, как его еще называют, системное) время, в масштабе которого организуется работа модели;

- машинное время, отражающее затраты времени ЭВМ на проведение имитации.

С помощью механизма модельного времени решаются следующие задачи:

- отображается переход моделируемой системы из одного состояния в другое;

- производится синхронизация работы компонент модели;

- изменяется масштаб времени «жизни» (функционирования) исследуемой системы;

- производится управление ходом модельного эксперимента;

- моделируется квазипараллельная реализация событий в модели.

Приставка «квази» в данном случае отражает последовательный характер обработки событий (процессов) в имитационной модели, которые в реальной системе возникают (протекают) одновременно.

Выбор метода реализации механизма модельного времени зависит от назначения модели, ее сложности, характера исследуемых процессов, требуемой точности результатов и т. д.