9. Правила построения моделирующих алгоритмов и способы реализации моделей

Принципы моделирования можно условно разделить на совокупность правил построения моделей и способов их машинной реализации. Правила определяют общие свойства, которыми должна обладать модель, а способы реализации дают конкретные приемы получения нужных свойств модели системы.

Правила.

1. Правило сопоставления точности и сложности модели характеризует компромисс между ожидаемой точностью и достоверностью результатов моделирования и сложностью системы с точки зрения ее машинной реализации.

2. Правило соразмерности погрешностей моделирования системы и ее описания это по сути "баланс точностей".

3. Реализация блочного представления модели.

4. Специализация модели для конкретных условий.

5. Достаточность набора элементов модели – типовых процедур моделирования и оптимизация в математическое и программное обеспечение модели.

6. Наглядность для исследователя и пользователя. Выполнение этого правила дает возможность оперировать с привычными представлениями об объекте моделирования, что позволяет избежать многих ошибок и упрощает трактовку полученных результатов.

Способы реализации

1. Целесообразно проводить разбиение на блоки, по возможности минимизируя число связей между блоками. Отсюда следует способ минимизации обмена информацией между блоками.

2. При решении вопроса о допустимости удаления блоков из модели целесообразно пользоваться способом упрощения машинной модели по критериям интерпретации, то есть несущественными считаются те блоки, которые мало влияют на критерий интерпретации результатов моделирования и в силу этого могут быть удалены из модели.

3. Удаляя оконечные блоки, составляющие описание взаимодействий системы S c E, необходимо учесть это при формировании критерия интерпретации результатов моделирования, то есть это соответствует способу удаления блоков с модификацией критерия.

4. Блок, осуществляющий воздействие на исследуемую часть системы, не является автономным и его нельзя заменить одним эквивалентным независимо от части системы. Но можно указать диапазон изменения переменных, то есть функции исследуемой части системы можно изучать путем многократного моделирования при различных значениях переменных в указанном интервале. Это реализуется способом замены зависимых воздействий независимыми.

5.При реализации машинной модели М_м системы нужно решить вопрос о способе выбора эквивалентных входных воздействий: упрощение замкнутого контура образуем входным блоком и исследуем часть системы без разрыва обратной связи; построение вероятностного эквивалента на основе предварительного его исследования; замена входного блока наихудших воздействий по отношению к исследуемой части системы.

6. Проверка точности на условных моделях. Условные подмодели строятся независимо друг от друга, что позволяет ускорить исследования, выполняя параллельные машинные эксперименты со всеми подмоделями, например на нескольких ЭВМ.

7 Проверка точности по сходимости результатов. Динамика моделирования системы S может быть определена как движение в некотором подпространстве моделей {M}. Движение идет в сторону усложнения моделей. Отсюда вытекает этот способ, то есть проверка точности результатов моделирования, получаемых в моделях возрастающей сложности.

8. Движение в пространстве моделей следует прекратить, когда различие моделей становится незначительным. Эти особенности реализуются способом сравнения моделей различной сложности.

9. Сложность модели системы S характеризуется затратами времени на построение машинной модели М_м, затратами времени на ее реализацию и объемом памяти ЭВМ. Выигрыш получают при сравнительной оценке вариантов разбиения модели М_м на блоки. Отсюда вытекает способ параллельного моделирования вариантов системы, то есть возможно параллельное моделирование конкурентных вариантов исследования системы с оценкой разностей соответствующих показателей качества функционирования системы.

Эти правила и способы реализации задают общую схему построения и реализации модели системы S, но не конкретные решения для каждого этапа математического моделирования.

Рассмотрим схему взаимосвязи правил: на схеме сплошными линиями показаны связи общих правил и способов с частными, пунктирными – возможность их использования.