Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования

«Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники»

Кафедра информационных технологий автоматизированных систем

С.С. Смородинский, Н.В. Батин

ОПТИМИЗАЦИЯ РЕШЕНИЙ НА ОСНОВЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ ИМИТАЦИОННЫХ МЕТОДОВ И МОДЕЛЕЙ

Учебное пособие по курсу “Моделирование систем”

для студентов специальности «Автоматизированные системы обработки информации»

дневной и дистанционной форм обучения

В 2-х частях

Часть 2

Минск 2005

“В тот момент, когда вы решили использовать GPSS World, вы присоединились к многотысячному обществу специалистов, практикующих имитационное моделирование по всему миру. GPSS – это язык, глубоко уходящий своими корнями в начало 1960-х, когда имитационное моделирование только зарождалось. Ни один другой язык моделирования не стал таким значимым.”

Спрингер Кокс, Президент компании

Minuteman Software, 2002 http://www.minutemansoftware.com/

“Система GPSS World работает на персональных компьютерах под управлением ОС Windows и максимально ориентирована на использование современных технологий, обеспечивающих высокую интерактивность и визуальное представление информации. Удобная многооконная архитектура, система понятных диалоговых окон, простой и наглядный интерфейс пользователя делают GPSS World чрезвычайно удобным и мощным инструментом.”

В.В. Девятков, руководитель работ по локализации GPSS World на русский язык, 2002 http://www.elina-computer.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Во второй части учебного пособия по дисциплине “Моделирование систем” рассматриваются особенности моделирования и оптимизации решений в среде новой перспективной системы имитационного моделирования GPSS World, разработанной компанией Minuteman Software (США).

GPSS World – это мощная среда компьютерного моделирования общего назначения, разработанная для профессионалов в области моделирования. Это комплексный моделирующий инструмент, охватывающий области как дискретного, так и непрерывного компьютерного моделирования, обладающий высоким уровнем интерактивности и визуального представления информации. GPSS World представляет собой наиболее удачную разработку из множества клонов GPSS, появившихся в последние годы за рубежом. Данная система является развитием широко известной системы GPSS/PC, причем основа языка GPSS World практически полностью соответствует “классической” версии язы-

ка GPSS [12].

Компьютерное моделирование, или имитация (Computer Simulation, или Simulation) – это в сущности компьютерный эксперимент, причем единственное отличие подобного эксперимента от реального состоит в том, что он проводится с моделью исследуемой системы, а не с самой системой. Имитация представляет собой практически единственный реалистический метод исследования

3

структурно-сложных систем. Метод имитационного моделирования входит в научный инструментарий системного анализа и является мощным средством анализа и оптимизации систем, операций и процессов. Имитационное моделирование применяется на практике для исследовательских целей (решение научных, технических, экономических или других задач), для целей обучения (игровые компьютерные программы и тренажеры), для целей замещения (реальный объект замещается имитатором в виде компьютерной программы).

К имитации прибегают обычно в следующих типичных ситуациях: 1) когда объектом исследования является перспективная система, которой в реальности еще не существует (в развитых странах ни один крупный проект не реализуется без его проверки на имитационной модели); 2) когда эксперименты с дорогостоящей и уникальной системой трудно осуществимы, требуют больших материальных затрат или нецелесообразны по каким-либо причинам (моделирование заменяет натурные испытания в реальных условиях, которые экономически не оправданы); 3) когда исследуются системы или процессы, которые удалены в пространстве или во времени, а также ненаблюдаемы вследствие их размеров или длительности существования и развития (анализ характеристик простран- ственно-распределенной компьютерной сети, надежности технологического модуля, быстропротекающих динамических процессов и т.д.); 4) когда исследуются свойства, закономерности и особенности систем или процессов с целью решения практических оптимизационных задач на микро- и макроуровнях; 5) когда исследуется влияние тех или иных факторов, а также управленческих решений на процессы в социально-экономических системах.

Основные технологические операции в системе имитационного моделирования GPSS World: 1) подготовка исходного текста имитационной программы (модели) на языке GPSS World; 2) трансляция исходного текста имитационной программы в компьютерный объектный код; 3) выполнение имитационной программы и оценка выходных характеристик модели; 4) формирование отчетов о состоянии модели и результатах имитации.

Во второй части учебного пособия рассматривается методология и технология имитационного моделирования в среде GPSS World, приводятся примеры имитационных компьютерных программ. Материал пособия служит для поддержки дисциплины “Моделирование систем” (цикла лабораторных работ и курсового проектирования). В приложениях приводится справочный материал по системе имитационного моделирования GPSS World. Рекомендуемая литература включает современные источники по системе имитационного моделирования GPSS World [1-4] и языку моделирования GPSS [10-12], источники по алгоритмическим основам методов Монте-Карло и имитационного моделирова-

ния [4-5, 6-9]

4