1.3. Подход сканирования активностей

Как уже отмечалось, понятие события играет важную роль в имитационных моделях любых типов. В рассмотренном выше подходе эта роль проявляется в наиболее "чистом" виде, чему в немалой степени способствовует и характер моделируемой системы – все зависимые переменные модели имеют дискретную природу.

В подходе, рассматриваемом в данном разделе, "события" также играют центральную роль, однако меняется способ их выявления.

Чтобы лучше понять суть этого другого подхода, обратим внимание на важнейшую особенность рассмотренной выше модели: в этой модели момент реализации очередного основного события, включаемого в массив ТОС, очень просто определяется на основе знания момента реализации какого-либо другого события (здесь нетрудно увидеть связь таких простых возможностей с полностью дискретным характером всех зависимых переменных).

Однако в большинстве реальных систем, во-первых, процессы, приводящие к тем или иным событиям, существенно сложнее и, во-вторых, сложнее связи между событиями разных типов. При моделировании таких систем может быть использован в определенной степени "простейший" подход, иногда именуемый "сканированием активностей".

Кратко суть подхода сводится к следующему.

Процесс функционирования моделируемой системы описывается как совокупность подпроцессов. Начало и окончание каждого подпроцесса рассматривается в качестве события. Для каждого такого события определяются условия реализации. (И опять "для контраста" отметим, что в рассмотренной в предыдущем разделе модели такие условия не задаются – моменты реализации очередных событий "просто" генерируются по заданным законам).

Обычно в качестве выделенных подпроцессов принимают те, начало и/или окончание которых играет принципиальную роль в функционировании системы в целом – может существенно изменить ход других подпроцессов.

В простейшем варианте модели организуется циклическая процедура, "перебирающая" с определенным шагом t значения независимой переменной t, начиная с какого-то начального момента t₀. На каждом шаге этой процедуры проводится полный анализ состояния ("сканирование") всех элементов системы в интервале t и проверяются условия реализации всех возможных событий.

Если на очередном шаге ни одного основного события не выявлено, то последующий ход каждого подпроцесса (на следующем интервале t) моделируется автономно – независимо от хода других подпроцессов.

Если же какие-то события выявлены, то оценивается реакция системы на эти события и, при необходимости, вносятся коррективы в моделирование всех или части подпроцессов. Прежде всего, меняется точка отсчета для следующего интервала – за начало берется момент реализации выявленного основного события.

Если шаг выбран достаточно малым, то указанный способ позволяет не пропустить ни одного основного события и, следовательно, очень просто и корректно описать функционирование моделируемой системы.

В то же время ясно, что для построения моделей реальных сложных систем, "насыщенных" событиями, такой подход практически неприемлем, ибо он приведет к чрезвычайно большим затратам времени ЭВМ и ее памяти. Поэтому на практике такой подход в чистом виде никогда не применяется. Типичные приемы доработки модели до практически приемлемого облика таковы:

• использование для сканирования разных подпроцессов различных значений шага t;

• использование переменного шага t, когда вначале с грубым шагом осуществляется просмотр определенного отрезка жизни системы и приблизительно определяется расположение во времени и пространстве основных событий, после чего за счет прохождения с меньшим шагом какого-то короткого отрезка времени это расположение уточняется;

• выделение из числа основных событий так называемых "существенных" ("особых") событий, реализация которых может рассматриваться как возможный признак реализации других событий и знание которых может упростить моделирование каких-то, может быть, всех подпроцессов. Данный прием обычно применяется совместно со вторым из указанных.

Применение этих и других приемов позволяет довести имитационную модель, построенную на основе подхода сканирования активностей, до приемлемых затрат времени и памяти, однако, при одновременном существенном ее усложнении.