4. Описание программных средств визуального моделирования системы matlab

4.1 Некоторые сведения о пакете matlab

Имитационное моделирование – наиболее мощный и универсальный метод исследования и оценки эффективности систем, поведение которых зависит от воздействия случайных факторов.

В основе имитационного моделирования, как уже было отмечено, лежит статистический эксперимент (метод Монте-Карло), реализация которого практически невозможна без применения средств вычислительной техники. Поэтому любая имитационная модель представляет собой, в конечном счете, более или менее сложный программный продукт.

Конечно, как и любая другая программа, имитационная модель может быть разработана на любом универсальном языке программирования. Однако на пути разработчика в этом случае возникают следующие проблем:

• требуется знание не только той предметной области, к которой относится исследуемая система, но и языка программирования;

• на разработку специфических процедур обеспечения статистического эксперимента (генерация случайных воздействий, обработка результатов) может уйти времени и сил не меньше, чем на разработку собственно модели системы.

И наконец, еще одна не менее важная проблема. Во многих практических задачах интерес представляет не только количественная оценка эффективности системы, но и ее поведение в той или иной ситуации. Для такого наблюдения исследователь должен располагать соответствующими «смотровыми окнами», которые можно было бы при необходимости закрыть, перенести на другое место, изменить масштаб и форму представления наблюдаемых характеристик и т.д., причем, не дожидаясь окончания текущего модельного эксперимента.

Реализация таких возможностей на универсальном языке программирования – дело очень не простое.

В настоящее время на российском рынке компьютерных технологий есть продукт, позволяющий весьма эффективно решать указанные проблемы – пакет MATLAB, содержащий в своем составе инструмент визуального моделирования SIMULINK с расширением STATEFLOW для реализации событийного моделирования.

История существования пакета MATLAB, название которого происходит от словосочетания Matrix Laboratory (Матричная лаборатория) насчитывает уже более двух десятков лет. К настоящему времени MATLAB представляет собой весьма удачное сочетание возможностей математики с последними достижениями в области вычислительной техники.

Одно из основных достоинств пакета состоит в том, что для работы пользователю достаточно знать о нем ровно столько, сколько требует решаемая задача. Так, в простейшем случае MATLAB может сыграть роль обыкновенного калькулятора. Если же решаемая задача требует создания каких-либо специальных инструментов, MATLAB предоставляет в распоряжение пользователя практически универсальный язык объектно-ориентированного программирования в сочетании с интерактивными средствами отладки создаваемых программ.

И все-таки в первую очередь MATLAB – это средство математического моделирования, обеспечивающее проведение исследований практически во всех известных областях науки и техники. При этом структура пакета позволяет эффективно сочетать оба основных подхода к созданию модели: аналитический и имитационный.

Именно в сфере математического моделирования MATLAB позволяет наиболее полно использовать все современные достижения компьютерных технологий, в том числе средства визуализации и аудификации (озвучивания) данных, а также возможности обмена данными по сети Internet. Кроме того, пользователь имеет возможность создавать средствами MATLAB собственный графический интерфейс.

Как следует из названия пакета, он ориентирован в первую очередь на обработку массивов данных (матриц и векторов). Это позволило его разработчикам существенно повысить эффективность процедур, работающих с указанными типами данных, по сравнению с языками программирования «общего назначения».