- •Москва, 2004
- •Введение
- •1. Основные понятия теории моделирования
- •1.1 Понятие модели. Виды моделей
- •Цель (человека)
- •1.2. Общие вопросы моделирования систем
- •1.3. Основные требования к моделям
- •1.4. Принципы моделирования
- •1.5 Вопросы для самоконтроля
- •5. Основные требования к моделям.
- •6. Принципы моделирования.
- •2. Компьютерное моделирование
- •2.1 Этапы моделирования
- •2.2 Определение цели моделирования.
- •Определение типа системы;
- •Описание рабочей нагрузки;
- •Декомпозиция системы.
- •2.3 Определение типа системы
- •2.4 Описание рабочей нагрузки.
- •2.5 Декомпозиция системы
- •2.6 Выбор между имитационной или аналитической моделью
- •2.7 Вопросы для самоконтроля
- •6. Декомпозиция системы.
- •3.Формализация модели.
- •3.1 Классификация схем построения имитационной модели
- •3.2. Представление динамики системы
- •3.3. Генераторы случайных чисел
- •3.4 Моделирование случайных факторов
- •3.5 Управление модельным временем
- •3.5.1 Виды представления времени в модели
- •3.5.2 Изменение времени с постоянным шагом
- •3.5.3 Моделирование по особым состояниям
- •3.6. Моделирование параллельных процессов
- •3.6.1. Виды параллельных процессов
- •3.6.2. Механизм реализации параллельных процессов в языках моделирования
- •3.7 Вопросы для самоконтроля
- •8. Виды представления времени в модели.
- •4. Программная реализация модели
- •5.Планирование модельных экспериментов
- •5.1 Задачи планирования экспериментов. Стратегическое и тактическое планирование.
- •5.2. Стратегическое планирование имитационного эксперимента
- •5.2.1. Цель стратегического планирования эксперимента
- •5.2.2. Способы построения стратегического плана
- •5.3. Тактическое планирование экспериментов
- •5.4 Вопросы для самоконтроля
- •6. Обработка и анализ результатов моделирования
- •6.1 Основная идея регрессионного анализа
- •6.2 Общая схема проведения расчетов
- •6.3 Оценка качества имитационной модели
- •6.3.1 Адекватность модели
- •6.3.2 Оценка устойчивости
- •6.3.3 Оценка чувствительности
- •6.4 Калибровка модели
- •6.5 Вопросы для самоконтроля
- •6. Оценка чувствительности.
- •7.1 Основные понятия теории массового обслуживания
- •7.2 Марковский процесс
- •7.2.1 Понятие марковского процесса
- •7.2.2 Потоки событий
- •7.3 Уравнения Колмогорова для вероятностей состояний. Финальные вероятности состояний
- •7.4 Схема гибели/размножения.
- •7.5 Формула Литтла.
- •7.6 Моделирование смо как Марковского процесса
- •7.7. Моделирование смо по событиям
- •Заключение
3.7 Вопросы для самоконтроля
1. Виды имитационных моделей.
2. Способы представления динамики системы.
3. Генерирование равномерно-распределенных случайных чисел методом середин квадратов.
4. Генерирование равномерно-распределенных случайных чисел методом мультипликативного датчика.
5. Оценки качества генераторов случайных чисел.
6. Моделирование случайных событий, группы событий.
7. Моделирование случайных дискретных (непрерывных) величин.
8. Виды представления времени в модели.
9. Моделирование с постоянным шагом.
10. Моделирование по событиям.
11. Классификация параллельных процессов.
12. Механизмы реализации параллелизма в моделях.
4. Программная реализация модели
Программная реализация модели, как правило, предусматривает следующую последовательность шагов.
1. Построение логической схемы модели. Логическую схему рекомендуется строить по блочному принципу, то есть в виде совокупности стандартных блоков. Это обеспечивает гибкость в процессе отладки и эксплуатации программы. Блоки бывают двух типов: основные и вспомогательные. Основные блоки соответствуют некоторому реальному подпроцессу из системы S. Вспомогательные блоки не отражают функции моделируемой системы и необходимы для фиксации данных и обработки результатов моделирования.
2. Выбор инструментальных средств для моделирования: какое программное обеспечение (ПО) использовать для реализации модели. Выбор соответствующего ПО производится с учетом имеющихся технических средств, обеспечения всех этапов реализации модели, возможности своевременного получения результатов.
3. Спецификация и построение схемы программы. Спецификация – формализованное представление требований, предъявляемых к программе (по времени выполнения, по требуемой памяти, по возможности ведения диалога, по форме вывода расчетных данных и т.д.)
Схема программы должна отражать: а) разбиение модели на блоки, подблоки и связи между ними; б) особенности программирования; в) проведение необходимых изменений; г) возможности тестирования; д) оценка затрат компьютерного времени; е) формы представления входных и выходных данных.
4. Проведение программирования модели. Если представлена и сформирована адекватная схема программы, то программирование выполняется без участия и помощи со стороны разработчика модели, а только программистом (конечно, если разработчик и программист – не одно лицо).
5. Проверка достоверности программы. Эта проверка выполняется: а) обратным переводом программы в исходную схему; б) проверкой отдельных частей программы при решении различных тестовых задач; в) объединением всех частей программы и проверкой ее в целом на конкретных примерах моделирования варианта системы S.
На этом этапе необходимо также проверить оценки затрат машинного времени на моделирование. Полезно также приближенную оценку зависимости затрат компьютерного времени от количества реализаций, что позволит разработчику (заказчику) правильно сформулировать требования к точности и достоверности результатов моделирования.
6. Составление технической документации (ТД). ТД должна содержать: а) логическую схему модели и ее описание; б) адекватную схему программы и принятые обозначения данных; в) полный текст программы; г) перечень входных и выходных величин с пояснениями; д) оценку затрат машинного времени на моделирование с указанием требуемых ресурсов (ограничений) компьютера.