Имитационное моделирование

Моделирование — метод решения задач, при использовании которого исследуемая система заменяется более простым объектом, описывающим реальную систему и называемым моделью.

Моделирование применяется в случаях, когда проведение экспериментов над реальной системой невозможно или нецелесообразно: например, по причине хрупкости или дороговизны создания прототипа либо из-за длительности проведения эксперимента в реальном масштабе времени.

Различают физическое и математическое моделирование. Примером физической модели является уменьшенная копия самолета, продуваемая в потоке воздуха. При использовании математического моделирования поведение системы описывается с помощью формул. Особым видом математических моделей являются имитационные модели.

Имитационная модель — это компьютерная программа, которая описывает структуру и воспроизводит поведение реальной системы во времени. Имитационная модель позволяет получать подробную статистику о различных аспектах функционирования системы в зависимости от входных данных.

1. Часы модельного времени — переменная, указывающая текущее значение модельного времени.

2. Список событий — список, содержащий время возникновения последующих событий и их типы.

3. Статистические счетчики — переменные, предназначенные для хранения статистической информации о характеристиках системы.

4. Программы обработки событий — обновляют состояние системы при свершении события определенного типа.

5. Монитор (синхронизирующая программа) — подпрограмма, которая отыскивает следующее событие в списке событий, устанавливает таймер модельного времени на время свершения этого события и передает управление соответствующей подпрограмме обработки данного события.

6. Библиотечные программы — набор подпрограмм, применяемых для генерации случайных наблюдений из заданных распределений вероятностей.

7. Генератор отчетов — подпрограмма, которая считывает оценки со статистических счетчиков и выдает отчет.

8. Основная программа — подпрограмма, которая вызывает монитор для определения следующего события, передает управление соответствующей событийной программе, а также контролирует окончание моделирования и вызов генератора отчетов.

9. документация

15. Общая структурная схема имитационного моделирования.

Имитационное моделирование

Моделирование — метод решения задач, при использовании которого исследуемая система заменяется более простым объектом, описывающим реальную систему и называемым моделью.

Моделирование применяется в случаях, когда проведение экспериментов над реальной системой невозможно или нецелесообразно: например, по причине хрупкости или дороговизны создания прототипа либо из-за длительности проведения эксперимента в реальном масштабе времени.

Различают физическое и математическое моделирование. Примером физической модели является уменьшенная копия самолета, продуваемая в потоке воздуха. При использовании математического моделирования поведение системы описывается с помощью формул. Особым видом математических моделей являются имитационные модели.

Имитационная модель — это компьютерная программа, которая описывает структуру и воспроизводит поведение реальной системы во времени. Имитационная модель позволяет получать подробную статистику о различных аспектах функционирования системы в зависимости от входных данных.

Как уже отмечалось, составление расписания событий как способ организации квазипараллелизма получило широкое распространение в силу прежде всего простоты и наглядности реализации. На рис. 9.5 представлена структура типовой имитационной модели с календарем событий.

Такая имитационная модель состоит из трех частей: управляющей; функциональной, состоящей из функциональных модулей (ФМ); информационной, включающей БД.

В свою очередь, управляющая часть содержит: блок управления моделированием; блок диалога; блок обработки результатов моделирования; календарь событий.

Блок управления предназначен для реализации принятого плана имитационного эксперимента. В соответствии с назначением в его состав обычно включают управляющий модуль (УМ), определяющий основные временные установки — моменты начала, остановки, продолжения, окончания моделирования, а также моменты изменения режимов моделирования, и модуль реализации плана эксперимента, устанавливающий для каждого прогона модели необходимые значения (уровни) управляемых факторов.

Блок диалога предназначен для обеспечения комфортной работы пользователя с интерактивной моделью (в автоматических моделях этого блока нет). Отметим, что, кроме понятных процедур ввода-вывода информации в требуемых форматах различным потребителям, во многих («больших») имитационных моделях блок диалога включает систему интерактивной многоуровневой помощи пользователю.

В блоке обработки результатов моделирования осуществляется обмен информацией с базой данных и реализуются процедуры расчета показателя эффективности (прежде всего за счет статистической обработки результатов моделируемой операции). Если отсутствует блок диалога, на блок обработки возлагаются функции выдачи результатов моделирования на внешние устройства.

Календарь событий является важнейшим элементом имитационной модели, предназначенным для управления процессом появления событий в системе с целью обеспечения необходимой причинно-следственной связи между ними.

16. Моделирование дискретных случайных величин.