Развитие интегрированной интеллектуальной среды РДО в
МГТУ им.Н.Э.Баумана:
истоки и перспективы1
Урусов А.В., ст. преподаватель
МГТУ им.Н.Э.Баумана
rdo@rk9.bmstu.ru
Лущан Д.Н., студент
МГТУ им.Н.Э.Баумана
1. ВВЕДЕНИЕ
Метод и язык РДО (Ресурсы-Действия-Операции) были предложены известным ученым в области искусственного интеллекта, родоначальником интеллектуального имитационного моделирования в России В.В.Емельяновым [1,2]. Статья посвящена описанию развития интегрированной программной cреды РДО учениками и последователями В.В.Емельянова на кафедре «Компьютерные системы автоматизации производства» МГТУ им. Н.Э.Баумана.
2. От симулятора к редактору
Первые версии системы моделирования РДО (RAO-Simulator) не обладали встроенным редактором моделей. Приходилось пользоваться средством Norton Commander, а позже Notepad’ом. Переключаться между файлами модели было неудобно. Поэтому в 1995 г. появился редактор моделей (RAO-Editor), который отображал все файлы модели в виде закладок, и обладал буквально парой дополнительных функций: запуск модели на исполнение и отображение результатов моделирования после прогона. Со временем он обзавелся функциями подсветки синтаксиса, остановки моделей, обработки ошибок и встроенной документацией. В 2002-м году вышла вторая и последняя версия редактора, потому что было принято решение о разработке интегрированной системы моделирования.
3. От редактора к студии
Редактор, работая в паре с симулятором, не мог раскрыть потенциал последнего, потому что интеграция между ними была изначально ограниченной, а сами они являлись отдельными исполняемыми модулями.
Чтобы качественно изменить ситуацию, было принято решение о разработке интегрированной системы моделирования, которая должна включаться в себя: редактор моделей, компилятор, симулятор, модули построения графиков, анимации, вывода результатов. И в 2003-м году такая система было создана и названа RAO-Studio. В 2004-м году вышел компакт-диск.
4. Функциональные возможности rao‑studio
Можно выделить две основные цели программного комплекса RAO-Studio: предоставить пользователю средство редактирования текстов моделей и возможность проведения имитационных экспериментов с последующей обработкой результатов. В соответствии с основными целями можно выделить решаемые задачи (рис.1):
синтаксический разбор текста модели и настраиваемая подсветка синтаксических конструкций языка РДО;
автоматическое завершение ключевых слов языка;
поиск и замена фрагментов текста;
навигация по тексту моделей с помощью закладок;
вставка синтаксических конструкций языка и заготовок (шаблонов) для написания элементов модели;
настройка отображения текста моделей, в том числе. скрытие фрагментов текста и масштабирование;
запуск и остановка процесса моделирования;
изменение режима моделирования;
изменение скорости работающей модели;
переключение между кадрами анимации в процессе моделирования;
отображение хода работы модели в режиме реального времени;
построение графиков изменения интересующих разработчика характеристик в режиме реального времени;
обработка синтаксических ошибок при запуске процесса моделирования;
обработка ошибок во время выполнения модели;
обеспечение пользователя справочной информацией.
Все они реализованы в единой интегрированной среде. Например, появилась возможность строить график наблюдаемой переменной в процессе моделирования (рис.2), трассировка приобрела цветовую раскраску, основанную на типе трассируемой информации, а в режиме анимации стало возможным отображение сразу нескольких кадров (рис.3).
Pис. 1 Экранные формы некоторых функций
Pис. 2 Построение графиков
Pис. 3 Анимация
5. Режимы моделирования
В системе имеется возможность управлять режимами моделирования. Режим дискретной имитации был добавлен в новой версии.
Максимальная производительность - Режим максимальной производительности. Скорость моделирования определяется производительностью компьютера. Масштабный коэффициент не учитывается, регулятор скорости тоже. Отключается вывод анимации, графиков и трассировки на экран (данные по трассировке продолжают собираться).
Дискретная имитация (новый режм) - В режиме дискретной имитации переходы между событиями осуществляются как можно быстрее без синхронизации с таймером операционной системы, т.е. интервалы времени между событиями в модели учитываются в расчетах модельного времени, но никак не проявляются в анимации и считаются равными друг другу (с точностью до сложности расчета каждого события). Скорость моделирования определяется производительностью компьютера и регулятором скорости имитатора. Если модель содержит кадры анимации, то они могут быть выведены на экран. Доступно построение графиков и просмотр данных трассировки в режиме реального времени. Если сравнивать с режимом синхронной имитации, то для дискретной имитации масштабный коэффициент времени равен бесконечности. Таким образом, модель в этом режиме работает с максимальным быстродействием, учитывающим регулятор скорости имитатора, и позволяет отображать анимацию.
Синхронная имитация - В режиме синхронной имитации переходы между событиями осуществляются по синхронизации с таймером операционной системы, т.е. интервалы времени между событиями в модели учитываются не только в расчетах, но и при выводе анимации. Скорость моделирования определяется пользователем через масштабный коэффициент. Масштабный коэффициент устанавливает отношение единицы модельного времени к одному часу реального времени, который рассчитывается по таймеру операционной системы. Изменяется с помощью соответствующих команд. Регулятор скорости работы имитатора тоже учитывается. Если модель содержит кадры анимации, то они могут быть выведены на экран. Доступно построение графиков и просмотр данных трассировки в режиме реального времени. При большом значении масштабного коэффициента стирается разница между дискретным и синхронным режимами моделирования, и быстродействие модели начинает определяться мощностью компьютера.
Пауза - Режим паузы. Процесс моделирования приостанавливается. Чтобы его продолжить, достаточно переключиться на любой другой режим моделирования.