2.4 Описание рабочей нагрузки.

Следующим этапом построения концептуальной модели является описание рабочей нагрузки – перечень и характер внешних факторов, воздействующих на систему.

Пример. Оценка производительности бортовой компьютерной системы при управлении полетом космического корабля. В качестве параметров рабочей нагрузки ВС рассматривается поток информации, подлежащий обработке, и поток отказов, приводящий к нарушению вычислительного процесса.

Оценки производительности ВС будут иметь смысл, если известно, для какой рабочей нагрузки они получены. Это справедливо для любой предметной области. Нельзя говорить о прочности моста, не указав его максимальную рабочую нагрузку; некорректно сообщать максимальную скорость автомобиля, не уточнив, в каких условиях она была достигнута.

Описание рабочей нагрузки является не только важной, но и сложной задачей, особенно, когда приходится учитывать влияние случайных факторов, или когда речь идет о принципиально новой проектируемой системе.

П оэтому иногда говорят о модели рабочей нагрузки (рис.2.1), подчеркивая сопоставимость уровня сложности описания собственно системы и ее рабочей нагрузки.

Рис.2.1 Модель системы с выделенной моделью рабочей нагрузки

Модель рабочей нагрузки должна обладать следующими свойствами:

• совместимостью с моделью системы;

• представительностью;

• управляемостью;

• системной независимостью.

Совместимость предполагает, что:

модель рабочей нагрузки должна быть сформулирована в тех же категориях предметной области, что и модель системы. Например, если в модели системы исследуется использование ресурсов, то и рабочая нагрузка должна быть выражена в запросах на ресурсы;

степень детализации рабочей нагрузки соответствует детализации описания системы.

Представительность модели рабочей нагрузки определяется ее способностью адекватно представить рабочую нагрузку в соответствии с целями исследования. Например, если оценивается пропускная способность, должна выбираться нагрузка, «насыщающая» систему.

Под управляемостью понимается возможность изменения параметров модели рабочей нагрузки в некотором диапазоне, определяемом целями исследования.

Системная независимость – это возможность переноса модели рабочей нагрузки с одной системы на другую с сохранением ее представительности. Это свойство наиболее важно при решении задач сравнения различных систем или различных модификаций одной системы.

2.5 Декомпозиция системы

Декомпозиция системы производится исходя из выбранного уровня детализации модели, который определяется тремя факторами:

• целями моделирования;

• объемом априорной информации о системе;

• требованиями к точности и достоверности результатов.

Детализация системы должна производиться до такого уровня, чтобы для каждого элемента были известны, или могли быть получены зависимости его выходных характеристик от входных воздействий, существенных для исследования.

Повышение уровня детализации позволяет получить более точную модель, но усложняет процесс моделирования и ведет к росту времени на его проведение.

Например, если моделируется дискретная система, то более детальное ее описание означает увеличение числа различных состояний системы, и, следовательно, рост объема вычислений.

При выборе уровня описания системы целесообразно руководствоваться следующим соображением:

в модель должны войти все параметры, которые обеспечивают определение интересующих исследователя характеристик системы на заданном временном интервале ее функционирования; остальные параметры по возможности следует исключить из модели.

С увеличением детальности возрастает устойчивость модели, но и увеличиваются затраты времени на проведение модельного эксперимента.