настройка параметров системы;
автоматическая генерация СП, в соответствии с заданными параметрами;
автоматический расчет числовых и вероятностных характеристик СП;
вывод аналитически и статистически числовых и вероятностных характеристик СП в виде таблиц и графиков;
проверка результатов моделирования СП по выбранному критерию;
Сохранение результатов моделирования в файл;
загрузка отсчетов СП из файла;
Организация информационной поддержки системы.
Разработка структурной схемы системы
Проектирование является итерационным процессом, при котором многократно принимается решение по разработке проекта и многократно моделируется объект проектирования. Проектирование системы проводится на основе анализа предметной области.
Система – множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которое образует определённую целостность, единство. Общую структуру системы можно рассматривать как совокупность подсистем (П/С), которая разбивается по функциональным признакам, между которыми определяются взаимосвязи. На рисунке 11 приведена структурная схема системы.
Рисунок 11– Структурная схема системы
В состав системы входят следующие ПС:
управления – анализирует действия пользователя и выполняет их обработку;
файловая – обеспечивает возможность чтения и записи в файлы;
визуализации – представляет результаты моделирования в виде графиков, таблиц и гистограмм;
моделирования – моделирует СП в соответствии с заданными параметрами. Состоит из следующих П/С:
настроек – позволяет настраивать программную систему в соответствии с желанием пользователя;
генерации СП – генерирует СП в соответствии с заданными параметрами;
проверки гипотез – проверяет правильность гипотезы;
расчета характеристик – производит расчет числовых и вероятностных характеристик;
справочная – хранит описание основных функций и возможностей.
Спецификация требований
Спецификация требований к системе – перечень всех функций, которые должна выполнять система, как пользовательских, так и внутрисистемных, с привязкой их к информационной среде.
Спецификация требований состоит из двух частей:
функциональная спецификация;
спецификация качества.
Разработка и описание алгоритмов
Алгоритм – это точный набор инструкций, описывающих последовательность действий некоторого исполнителя для достижения результата, решения поставленной задачи. Далее приведены схемы основных алгоритмов программы. На рисунке 16 – представлена схема алгоритма моделирования СП одним из методов обратной функции.
Описание алгоритма
Обозначения: N – количество отсчетов, L – значения параметра лямбды, i –счетчик , MasSP[i] – массив случайных величин , y – случайная составляющая.
Шаг 1.
Задать значение параметра лямбды L > 0 и количество отсчетов N = 50010000. Положить i = 0
Шаг 2.
До тех пор пока i < N выполняется работа главного цикла. Если i >= N, то алгоритм завершает работу.
Шаг 3.
Если i < N, присвоить y случайное значение y = random.
Шаг 4.
Если y = 0 положить MasSP[i] = 0, иначе проверить находиться ли y в диапазоне от 0 до 1 (0 < y > 1).
Шаг 5.
Если y находиться в диапазоне от 0 до 1 (0 < y > 1) , положить MasSP[i] = (( -1/c ) * ln ( 1-y )), увеличить счетчик inc (i) и вернуться к шагу 2. В случае, когда условие (0 < y > 1) не выполняется вернуться к шагу 2.
Рисунок 16 – Схема алгоритма моделирования СП с помощью экспоненциального ЗР
На рисунке 17 представлена схема алгоритма моделирования СП одним из методов рекурсивной фильтрации.
Описание алгоритма
Обозначения: N – количество отсчетов, а – значения параметра альфа, i –счетчик , MasSP[i] – массив случайных величин , q – случайная составляющая
Шаг 1.
Задать значение параметра а > 0 и количество отсчетов N = 50010000. Положить i = 0
Шаг 2.
До тех пор пока i < N выполняется работа главного цикла. Если i >= N, то алгоритм завершает работу.
Шаг 3.
Если i < N, присвоить q случайное значение q = random.
Шаг 4.
Положить MasSP[i] = exp((-a)*abs(q*t)), увеличить счетчик inc (i) и вернуться к шагу 2.
Рисунок 17 – Схема алгоритма моделирования СП с помощью колебательной корреляционной функции