Вопросы для самопроверки

1. Средства и структура описания событий. Механизмы включения. Примеры описания условных и временных событий.

2. Изменение состояния модели. Разделение областей состояния внутри события.

3. Отчет времени в дискретных событиях. Временные и условные события. Модель светофора. Общая схема отсчета времени.

4. Модель “очередь”. Временные и условные события.

5. Модель “очередь” с мобильными компонентами. Приоритеты.

6. Из каких обязательных блоков состоит любая статистическая модель СМО ?

7. Что подразумевается под приоритетом заявки ?

8. Как происходит формирование общего массива пришедших заявок в моделях СМО с приоритетами ?

9. Как формируется общий массив пришедших заявок в моделях СМО с приоритетами из сформированных массивов по приоритетам ?

10. Какие параметры характеризуют нормальное и экспоненциальное распределения ?

11. Как осуществляется выбор канала обслуживания, если к моменту прихода заявки в систему все каналы свободны ?

12. Как осуществляется выбор канала обслуживания, если к моменту прихода заявки в систему все каналы заняты ?

Требования к отчету

Отчет должен содержать задание с описанием работы объекта и СМО, описание событий и алгоритма имитации, структурную блок-схему и MDL-описания модели, базисных и мобильных компонентов, диалогового интерфейса и форм представления с анализом результатов имитационного моделирования.

Литература

1. Ивашкин Ю.А. Мультиагентное имитационное моделирование больших систем : учебное пособие для вузов / Ю.А. Ивашкин. – М.: МГУПБ, 2008. – 238 с.

2. Шмидт Б. Искусство моделирования и имитации. Введение в универсальную имитационную систему Simplex3 / Б. Шмидт; перевод с немецкого под редакцией Ю.А. Ивашкина и В.Л. Конюха. – Ghent, Belgium, 2003. – 550 с.

3. Советов Б.Я. Моделирование систем. Практикум: учебное пособие для вузов / Б.Я. Советов, С.А. Яковлев. – М. : Высшая школа, 2009. – 296 c.

4. Schmidt B. The Art of modelling and simulation / B. Schmidt. – SCS - Europe BVBA, Ghent, Belgium, 2001. – 504 c.

5. Бородин А.В. Моделирование систем массового обслуживания : учебное пособие / А.В. Бородин. – М. : МГУПБ, 2007. – 104 с.

Лабораторная работа № 9

Объектно-ориентированное моделирование систем

Многокомпонентная модель экологической системы

Цель работы – изучение и практическая реализация принципов и этапов построения многокомпонентных имитационных моделей в системе Simplex3.

Теоретическое введение

Модель может состоять из нескольких компонентов и иметь иерархическую структуру, то есть один компонент может быть составлен из подкомпонентов, соединенных друг с другом связями через параметры сопряжения.

Рассмотрим модель СedarBog [1,2], описывающую изменение экологического состояния озера в течение времени с переменными состояния, изменяющимися под действием солнечной энергии sun:

р – Plants (биомасса растений в тоннах [ t ] );

h – Herbivores (потребность биомассы на корм травоядных животных );

c – Carnivores (потребность на корм плотоядных животных),

о - Organic (органические отложения, накапливающиеся на дне озера);

е – Environ (накопление биомасс в окружающей среде).

Активность солнечной энергии в течение года изменяется как:

sun = 95,9·(1+(0,635∙sin(2pT))) , kJ/m² .

Обмен биомассы между растениями, травоядными и плотоядными животными описывается уравнениями:

где sun_bio = sun ∙ Bio_Fak, t/а – увеличение биомассы растений в

тоннах в год под действием солнечного

излучения sun;

Bio_Fak = 10^-15 a – пересчетный коэффициент

в базовых единицах измерений системы СИ.

Первое уравнение означает, что растительная биомасса сокращается по экспоненциальному закону распада и потребления ее травоядными животными и увеличивается, благодаря солнечной энергии, необходимой для роста растений.

Подобным образом второе уравнение описывает изменение состояния травоядных от естественной убыли и потребления их плотоядными животными. Аналогично описывается динамика кормовой базы для плотоядных животных, увеличивающаяся с увеличением численности травоядных и уменьшающаяся за счет естественной убыли.

Потери биомассы в окружающую среду и осаждение на дно озера задаются дифференциальными уравнениями:

и пропорциональны биомассе растений, а также ее потреблению травоядными и плотоядными животными.

Один из вариантов декомпозиции модели CedarBog показан на рис. 9.1 и содержит компоненты Sun (солнце), Lake (озеро), Environ (окружающая среда) и Organic (донные органические отложения), как самостоятельные базисные компоненты.

Рис. 9.1. Декомпозиция модели CedarBog

Независимые компоненты связываются через сенсорные переменные соединением, по которому поведение переменной одного компонента должно учитываться в другом. Импортируемая переменная объявляется как сенсорная. Объявление экспортируемой переменной не требуется, так что каждая модельная величина в компоненте доступна извне без дополнительного оповещения.

Описание базисного компонента Sun, содержащего одно алгебраическое уравнение, описывающее интенсивность солнечного излучения с экспортируемым параметром состояния suns, имеет следующий вид (листинг 9.1).

1 BASIC COMPONENT Sun

2 USE OF UNITS

3 TIMEUNIT [a]

4 DECLARATION OF ELEMENTS

5 CONSTANTS

6 Pi(REAL) := 3.17

7 DEPENDENT VARIABLES

8 CONTINUOUS

9 Suns (REAL [kJ/m^2]) := 0 [kJ/m^2] # Солнечная активность

10 DYNAMIC BEHAVIOUR

11 Suns := 95.9[kJ/m^2] * (1+0.635 * SIN (2[1/a] *Pi *T));

12 END OF Sun