3. Дискретное моделирование
Википедия дает следующее определение:
Дискретно-событийное моделирование — подход к моделированию, предлагающий абстрагироваться от непрерывной природы событий и рассматривать только основные события моделируемой системы, такие как: «ожидание», «обработка заказа», «движение с грузом», «разгрузка» и другие. Дискретно-событийное моделирование наиболее развито и имеет огромную сферу приложений — от логистики и систем массового обслуживания до транспортных и производственных систем. Этот вид моделирования наиболее подходит для моделирования производственных процессов. Основан Джеффри Гордоном в 1960х годах.
Под дискретной имитационной моделью понимают такую модель, состояние которой изменяется в определенные моменты времени t1, t2,…, ti,…,tN. На интервале времени [ti,ti+1) переменные не изменяются, и их значения равны значениям в момент времени ti.
Например, моделирование началось в момент времени t0. На интервале времени [t0,t1) переменная не изменяется. Пусть первое событие С1 произойдет в момент времени t1 (событие всегда мгновенно!), именно в этот момент переменная изменит своё состояние, и до момента времени t2, то есть до воздействия следующего события С2, переменная не будет менять свое состояние (значение). И так далее, пока не окончится моделирование.
|
Функционирование дискретной имитационной модели можно задать следующим образом: |
|
|
|
|
|
|
|
|
Следовательно: | |
|
Описание модели (Логический уровень): |
Выполнение
модели (Физический уровень):
|
|
|
|
К построению дискретных имитационных моделей имеют место три альтернативных методологических подхода:
Событийным подходом,
Подходом сканирования активностей (ориентированным на действия),
Процессно-ориентированным подходом.
4. Процессно-ориентированный подход имитационного моделирования.
Процесс – это ориентированная во времени последовательность событий и действий.
КРАТКО (из презентации): Имитационные модели содержат последовательности компонентов, которые возникают в них по определенной схеме, например очередь, в которой клиенты ожидают обслуживания. Логика возникновения компонентов по требуемой схеме может быть обобщена и задана в одном операторе. Имитационный язык затем транслирует такие операторы в последовательность событий, происходящих с компонентами системы.
Процессно-ориентированный подход используется для моделирования систем массового обслуживания (СМО).
ПОЛНОСТЬЮ: Процессно-ориентированный подход заключается в выделении в системе нескольких компонентов и описании функционирования системы с помощью нескольких последовательностей событий.
Каждая последовательность событий (процесс) представляет изменения состояния системы с точки зрения одного компонента (изменения, в которых этот компонент принимает участие). Общая последовательность событий, соответствующих событийному подходу, получается путем комбинации последовательностей событий, соответствующих отдельным процессам.
В результате модель представляется как совокупность взаимодействующих квазипараллельных процессов, что более адекватным образом (чем совокупность событий) отражает структуру и поведение реальной системы. Квазипараллельность заключается в том, что программа, соответствующая процессу, составляется из последовательности программ событий независимо от других процессов (если отсутствуют явные указания взаимодействия), а исполняется с прерываниями, во время которых исполняются другие процессы. Это вызвано тем, что события в модельном времени происходят "мгновенно", и могут выполняться при событийно-ориентированном подходе последовательно в соответствии с упорядоченностью моментов времени наступления события, а процессы обладают "протяженностью" в модельном времени и не могут исполняться последовательно, так как момент времени наступления события одного процесса может оказаться между моментами времени последовательных событий другого процесса. Таким образом, в каждый момент исполнения модели выполняется только один процесс, называемый активным, остальные процессы находятся в приостановленном состоянии.
Структура программы, соответствующая событию, проста — это подпрограмма, к которой обращается управляющая программа модели в момент модельного времени, на который запланировано событие. По окончанию исполнения подпрограммы, соответствующей событию, управление возвращается управляющей программе модели.
Программа, соответствующая процессу, имеет более сложную структуру. С каждым приостановленным процессом связывается точка реактивации — место в программе процесса, с которого возобновится выполнение процесса, когда процесс снова станет активным.
Одно из неудобств событийно-ориентированного подхода заключается в "дроблении" логики модели на отдельные события. При процессно-ориентированном подходе, наоборот, логика каждого процесса сосредотачивается в одной программе, что облегчает описание динамики системы.