Моделирование как метод научного познания. Процессы получения и обработки информации. Формирование и проверка гипотез.
Объект оригинал. Объект заместитель. Уровень абстрагирования. Существенность сходства. Воздействие и отклик.
Понятия системы, внешней среды, воздействия, управления. Структурный и функциональный подходы к моделированию систем.
Классический подход к моделированию систем.
Системный подход к моделированию систем.
Макро и микропроектирование.
Характеристики моделей систем: цель, целостность, сложность, поведенческая страта, неопределенность.
Характеристики моделей систем: адаптивность, организационная структура, управляемость, возможность развития.
Активный и пассивный эксперименты. Цели моделирования. Иерархия целей моделирования.
Проблемы моделирования систем.
Классификация видов моделирования по характеру изучаемых процессов.
Классификация видов моделирования по форме представления системы.
Общая математическая модель системы. Классификации параметров системы.
Динамическая и статическая модели объектов. Реализация динамических и статических моделей.
Состояние системы. Множество состояний системы. Детерминированная и стохастическая модели системы.
Схемы общего вида. Типовые схемы. Классификация типовых схем.
D-схемы.
F- схемы.
P-схемы.
N-схемы.
Q-схемы.
А-схемы.
Моделирование случайных процессов. Подходы к моделированию случайности. Метод Монте-Карло.
Моделирование события, группы несовместных событий, условного события.
Определения: случайная величина, вероятностная мера, плотность вероятности, функция распределения. Связь функции распределения с плотностью вероятности (вероятностной мерой).
Общая схема генерации СВ U(0,1). Понятия периода и апериодического участка последовательности псевдослучайных чисел. ЛКГ.
Метод генерации СВ произвольного распределения. Моделирование случайной дискретной величины. Генерация СВ U(a,b) и экспоненциального распределения.
Понятия аналитической, имитационной, машинной и программной модели. Формальные категории и неформальные категории. Целесообразность проведения машинного эксперимента.
Требования к программным моделям.
Этапы моделирования. Краткая характеристика.
Этап построения концептуальной модели системы. Формализация концептуальной модели.
Этап алгоритмизации модели и ее машинная реализация.
Понятие прогона. Принцип Δt и Δz. Алгоритм фиксации и обработки результатов моделирования.
Этап получения результатов и их интерпретация.
Моделирование в устоявшемся режиме. Метод Велча.
Требования к проведению машинного эксперимента. Проблемы при проведении машинного эксперимента.
Планирование имитационных экспериментов с моделями систем. Основные понятия.
Событийно – ориентированное имитационное моделирование. Процессное имитационное моделирование (ориентация на транзакты).
Событийно ориентированное имитационное моделирование. Алгоритм модели 1 прибор – 1 очередь.
Оценки характеристик работы СМО.
Архитектура языков моделирования. Требования к языкам имитационного моделирования.
Дерево решений выбора языка для моделирования системы.
Виды моделирующих комплексов. Их особенности.
Система имитационного моделирования GPSS. Краткая характеристика системы. Возможности системы.
GPSS. Одноканальные и многоканальные компоненты обслуживания.
GPSS. Параметрическая настройка транзактов.
GPSS. Эмпирические функции. Пользовательские переменные, сохраняемые ячейки.
GPSS. Методы изменения маршрутов движения транзактов. Режимы Transfer.
GPSS. Методы изменения маршрутов движения транзактов. Test.
GPSS. Методы изменения маршрутов движения транзактов. Организация циклов.
GPSS. Работа с таблицами. Работа с ОКУ / МКУ в режиме прерывания.
GPSS. Перевод ОКУ / МКУ в недоступное состояние и восстановление доступности.
GPSS. Косвенная адресация. Пример косвенной адресации.
GPSS. Работа с копиями транзактов. Синхронизация движения транзактов.
1. Моделирование как метод научного познания. Процессы получения и обработки информации. Формирование и проверка гипотез.
Объект исследования представляет собой некую сущность (элемент, система, компонент и т.д. ), о которой необходимо получить сведения(св-ва, характеристики, законы функционирования и т.д. ). В общем случае на основании этих сведений формируется шаблон воздействия на объекты с целью достижения определенного эффекта(улучшение характеристик, выявление срытых механизмов функционирования и т.д.).
Изначально исследователь имеет min объем данных об исследуемом объекте. Кроме того, исследователь обладает информацией об окружающей среде данного объекта. На основании этой первичной информации исследователь формирует ряд гипотез относительно того как рассматриваемый объект может взаимодействовать с окружающей средой и к чему это может привести.
По сформулированной гипотезе происходит расширение по данным об объекте и организует расширенный эксперимент. На основании экспериментальных данных осуществляется проверка первичных гипотез.
2. Объект оригинал. Объект заместитель. Уровень абстрагирования. Существенность сходства. Воздействие и отклик.
В большинстве случаев исследуемый объект не может быть изучен напрямую (сложность объекта, удаленность объекта от исследователя, стоимость проводимых исследований). В этом случае для исследования св-в объекта создается объект заместитель, обладающий всеми необходимыми св-вами, что и объект оригинал и исключающий все недостатки.
В зависимости от сложности объекта оригинала исследования могут проводиться по множеству направлений и преследовать множество целей. Объект заместитель создается в зависимости от направления и цели исследования. В общем случае объект оригинал моет иметь множество объектов заместителей. Построение объекта заместителя происходит в 2 этапа:
1) определение уровня абстрагирования(определение подмножества характеристик объекта оригинала, которые необходимо передать в объект-заместитель)
2) определение степени схожести (определение степени соответствия двух объектов по воспринимаемым человеком характеристикам или по природе)
Определяется класс моделей, который является текущим объектом заместителем.
Теория моделирования – теория замещения ОО на ОЗ.
При повторении объекта заместителя всегда возникает задача оценки её адекватности объекту оригиналу.
Существует множество методов оценки адекватности:
- проведение предварительных экспериментов с объектом заместителем для установления степени схожести выходной информации ОЗ и выходной информации ОО.
- применение больших массивов информации функционирования ОО.
- применение моделей-эталонов.
При проведении предварительных экспериментов формируется воздействие на ОО и на ОЗ. Поскольку ОЗ и ОО являются объектами разной природы необходимо сформировать воздействие на ОЗ. Далее происходит чтение откликов, отклик ОЗ сразу формализован. Необходимо формализовать отклики от ОО. Используя методы математической статистики устанавливается степень адекватности модели ОО.
Воздействие -действие, направленное на систему и определяющее ее переход от одного состояния к другому, изменяющее ее качество в том или ином направлении; может быть двух видов: целенаправленное и возмущающее.
Отклик — выходная (эндогенная) переменная, характеризующая систему, изучаемую в эксперименте.