Процесс разработки моделей и их исследования на компьютере можно разделить на несколько основных этапов:

1)На первом этапе исследования объекта или процесса обычно строится описательная информационная модель. Такая модель выделяет существенные с точки зрения целей проводимого исследования параметры объекта, а несущественными параметрами пренебрегает.

2)На втором этапе создается формализованная модель, то есть описательная информационная модель записывается с помощью какого-либо формального языка. В такой модели с помощью формул, уравнений, неравенств и пр. фиксируются формальные соотношения между начальными и конечными значениями свойств объектов, а также накладываются ограничения на допустимые значения этих свойств.

3)На третьем этапе необходимо формализованную информационную модель преобразовать в компьютерную модель, то есть выразить ее на понятном для компьютера языке.

1.3.Формализация и алгоритмизация процессов функционирования систем

Вопросы для рассмотрения: Методика разработки и машинной реализации моделей; построение концептуальных моделей и их формализация; алгоритмизация моделей и их машинная генерация; получение и интерпретация результатов моделирования.

Рекомендуемая литература: 1.

Перечень дополнительных ресурсов: 2, 3, 4, перечень ресурсов в сети Интернет.

Наименование вида самостоятельной работы: изучение литературы, выполнение тестовых заданий, подготовка к практическим занятиям; выполнение контрольной работы.

Методика разработки и машинной реализации моделей систем. Построение концептуальных моделей систем и их формализация. Алгоритмизация моделей систем и их машинная реализация. Получение и интерпретация результатов моделирования систем.

Моделирование с использованием средств вычислительной техники позволяет исследовать механизм явлений, протекающих в

реальном объекте с большими или малыми скоростями, когда в натурных экспериментах с объектом трудно (или невозможно) проследить за изменениями, происходящими в течение короткого времени, или когда получение достоверных результатов сопряжено с длительным экспериментом.

Сущность машинного моделирования системы состоит в проведении на вычислительной машине эксперимента с моделью, которая представляет собой некоторый программный комплекс, описывающий формально и (или) алгоритмически поведение элементов системы S в процессе ее функционирования, т. е. в их взаимодействии друг с другом и внешней средой Е.

Требования пользователя к модели. Сформулируем основные требования, предъявляемые к модели М процесса функционирования системы S.

1.Полнота модели должна предоставлять пользователю возможность получения необходимого набора оценок характеристик системы с требуемой точностью и достоверностью.

2.Гибкость модели должна давать возможность воспроизведения различных ситуаций при варьировании структуры, алгоритмов и параметров системы.

3.Длительность разработки и реализации модели большой системы должна быть по возможности минимальной при учете ограничений на имеющиеся ресурсы.

4.Структура модели должна быть блочной, т. е. допускать возможность замены, добавления и исключения некоторых частей без переделки всей модели.

5.Информационное обеспечение должно предоставлять возможность эффективной работы модели с базой данных систем определенного класса.

6.Программные и технические средства должны обеспечивать эффективную (по быстродействию и памяти) машинную реализацию модели и удобное общение с ней пользователя.

7.Должно быть реализовано проведение целенаправленных (планируемых) машинных экспериментов с моделью системы с использованием аналитико-имитационного подхода при наличии ограниченных вычислительных ресурсов.

При машинном моделировании системы S характеристики процесса ее функционирования определяются на основе модели М, построенной исходя из имеющейся исходной информации об объекте

моделирования. При получении новой информации об объекте его модель пересматривается и уточняется с учетом новой информации.

1.4. Имитационное моделирование

Вопросы для рассмотрения: Типовые системы имитационного моделирования. Планирование машинных экспериментов по имитационному моделированию. Моделирование структур малого предприятия. Основные модели фирм с учётом её взаимодействий: с рынком, с банками, с бюджетом, с поставщиками.

Рекомендуемая литература: 1.

Перечень дополнительных ресурсов: 1, 3, перечень ресурсов в сети Интернет.

Наименование вида самостоятельной работы: изучение ли-

тературы, выполнение тестовых заданий, подготовка к практическим занятиям; выполнение контрольной работы.

Имитационное моделирование (ИМ) – распространённая разновидность аналогов моделирования, реализуемого с помощью набора математических инструментальных средств, специальных имитирующих программных средств и технологий программирования, позволяющих посредствам процессов аналогов провести целенаправленное исследование структуры и функций реального сложного процесса в памяти компьютера в режиме «имитации», выполнить оптимизацию некоторых его параметров.

Имитационной моделью (ИМ) называется специальный программный комплекс, позволяющий имитировать деятельность какого-либо сложного объекта. Он выполняет на компьютере параллельно взаимодействующие процессы, которые являются по своим временным параметрам (с точностью по масштабам времени и пространства) аналогами исследуемых процессов.

Имитационная модель наряду с машинными решениями содержит блоки, где решения принимаются человеком (экспертом). Вместо непосредственного участия человека в принятии решений может выступать база знаний. В этом случае ЭВМ, специализированное программное обеспечение, база данных и база знаний образуют экспертную систему. Экспертная система предназначена для решения одной или ряда задач методом имитации

действий человека, эксперта в данной области.

ИМ удобно для исследования практических задач: определение показателей эффективности, сравнение вариантов построения и алгоритмов функционирования систем, проверки устойчивости режимов системы при малых отклонениях входных переменных от расчётных значений. Полнота имитации может быть проверена путём построения серии последовательно уточняемых моделей. Если дальнейшая детализация свойств модели не влияет на конечные показатели, то усложнение модели можно прекратить. Как правило, моделируются те свойства процесса, которые могут влиять на выбранный показатель эффективности или критичны к наложенным ограничениям. Промежуточные результаты имитационного моделирования имеют четкий физический смысл и позволяют обнаружить ошибки программы

Выделяются следующие этапы имитационного моделирования:

1.Формулирование проблемы и определение целей исследования.

2.Разработка концептуальной модели объекта.

3.Формализация имитационной модели.

4.Сбор и анализ входных данных для эксперимента.

5.Испытание и исследование свойств имитационной модели

6.Планирование и проведение имитационного эксперимента. Анализ результатов и их использование для принятия решений.

Таким образом применение ИМ становится целесообразным:

– для накопления первичных данных об изучаемом явлении, если эти данные нельзя получить в натурном эксперименте;

– для проверки планомерности допущений, сделанных разработчиком в целях перехода к аналитическим методам,

– для демонстрации конечных результатов исследования на достаточно полной модели реальной ситуации,

– при «безысходности», когда сложность ситуации намного превосходит возможности аналитических методов, известных разработчику.