Взаємодія елементів у моделі

Взаємодія елементів у процесі функціонування складної системи розглядається як результат сукупності впливів кожного елемента на інші елементи. Вплив, представлений деяким набором характеристик, називають сигналом. Кожен елемент системи в загальному випадку може приймати вхідні сигнали й видавати вихідні. Сигнали передаються по каналах зв'язку, прокладеним між елементами складної системи.

Сукупність алгоритмів, що моделюють елементи, з урахуванням алгоритмів їхньої взаємодії визначає вихідний моделюючий алгоритм системи. У більшості випадків вихідний алгоритм не можна покласти в основу моделі системи через його громіздкість і труднощі реалізації на засобах використовуваної обчислювальної техніки, оскільки кінцеві цілі моделювання елементів і всієї системи різні. Фахівці, що займаються оцінкою характеристик якого-небудь конкретного елемента, розробляють моделюючий алгоритм так, щоб одержати оцінки характеристик саме цього елемента з максимальною або заданою точністю. Кінцевої ж мети моделювання системи в тім, щоб сумарна помилка оцінки вихідних показників системи не перевершувала деяких наперед заданих величин. У сумарну помилку входять помилки випадкові (через кінцеве число реалізацій на моделі) і детерміновані (обумовленими неточностями структурного опису елементарних процесів).

Звичайне прагнення точніше описувати процеси в елементах супроводжується ускладненням моделюючих алгоритмів, що приводить до збільшення часу рахунку однієї реалізації й при обмеженому часі, відведеному на моделювання, - до зменшення числа реалізацій на моделі системи. Це у свою чергу супроводжується збільшенням випадкових помилок в одержуваних оцінках. Пошук компромісного співвідношення між випадковими й детермінованими помилками з урахуванням помилок моделювання, обумовлених обмеженим об'ємом наявних даних, практично завжди пов'язаний з аналізом припустимих спрощень як вихідних алгоритмів елементів, так й алгоритмів їхньої взаємодії.

При складанні моделі, що складає з окремих функціональних блоків, можливі два підходи залежно від призначення моделі:

Структурний підхід — моделювання внутрішнього механізму блоку. У цьому випадку математична модель повинна відбивати механізм взаємодії вузлів, елементів і деталей розглянутого блоку; повинні моделюватися як внутрішня структура блоку, так і функціонування його елементів. Цей підхід повинен застосовуватися тоді, коли задачею моделювання є, наприклад, перевірка структури блоку, правильності взаємодії його частин і загальної логіки роботи моделі. Критерієм правильності структури блоку є виконання блоком заданої в ході моделювання функції.

Функціональний підхід — моделювання функції блоку. У цьому випадку блок розглядається як «чорний ящик», його внутрішній механізм може не моделюватися; задається лише передатна функція блоку в цілому. Цей підхід застосуємо до тих блокам, внутрішній зміст яких не описується даною моделлю. Такі блоки розглядаються як неподільні елементи системи, що модульована.

Вибір того або іншого підходу до моделювання функціональних блоків залежить від поставленої задачі. У ряді випадків моделюючий алгоритм буває настільки складним для реалізації за допомогою наявних у наявності обчислювальних засобів, що потрібно виміряти формулювання вихідної задачі моделювання для спрощення математичного опису. Це спрощення часто досягається за рахунок зниження точності математичної моделі шляхом скорочення повноти математичного опису при виключенні з моделі частини параметрів або взаємодій об'єкта, що модульовано.