50. Определение понятий: класс объектов, работа (активность), события, процесс, фаза процесса. Описание их взаимосвязи в имитационной модели и при её реализации.

Метод имитационного моделирования - это экспериментальный метод исследования реальной системы по ее имитационной модели, который сочетает особенности экспериментального подхода и специфические условия использования вычислительной техники.

При имитационном моделировании воспроизводится алгоритм функционирования системы во времени – поведение системы; причем имитируются элементарные явления, составляющие процесс, с сохранением их логической структуры и последовательности протекания, что позволяет по исходным данным получить дающие возможность оценить характеристики системы сведения о состояниях процесса в определенные моменты времени. Основным преимуществом имитационного моделирования является возможность решения сложных задач.

Основными понятиями при имитационном моделировании являются: класс объектов, работа (активность), события и процесс.

Если мы рассматриваем область имитационного моделирования, то в стратегии объектно-ориентированного подхода объект является первым важным понятием. Объект – это некоторая сущность в виртуальном пространстве, обладающая определенным состоянием и поведением, имеющая заданные значения свойств (атрибутов) и операций над ними.

Следующим важным понятием является класс. Класс - родственные по определенным характеристикам, поведению объекты.

Для создания гибкой и мощной системы моделирования необходимо определить классы объектов, которые предполагается использовать в создаваемой системе моделирования. Для этого необходимо провести декомпозицию моделируемой системы на структурные элементы, которым будут соответствовать объекты модели. Объекты являются экземплярами классов, т.е. необходимо определить набор объектных классов, способных составить модель системы любой конструктивной схемы.

Если создать крупные классы (каждый объектный класс имеет много свойств), а самих классов будет мало, то из них сложно будет компоновать новые топологические схемы моделируемых технических систем, решать различные задачи имитационного моделирования и проектирования – среда моделирования получится недостаточно гибкой.

Если разбить предметную область на слишком простые по своим функциям классы объектов, и их будет много, трудоемкой процедурой будет составление из них сложной модели объекта. Повышенная сложность, кроме того, повышает вероятность ошибок.

Декомпозиция предметной области должна выполняться по СЭ моделируемой технической системы – например, для авиационного двигателя в функциональном аспекте это: входное устройство, компрессор, камера сгорания, турбина, реактивное сопло и т.д.

Итак, объектный класс – это единое, неделимое информационное образование, описывающее функционирование определённого типа структурных элементов моделируемой технической системы, либо отдельную проектную процедуру, из которых складывается весь процесс проектирования или моделирования технической системы.

Работа (активность) - это единичное действие системы по обработке (преобразованию) входных данных. В зависимости от природы моделируемой системы под входными данными могут пониматься информационные данные или какие-либо материальные ресурсы.

Под процессом понимают логически связанный набор работ. Некоторые процессы могут рассматриваться как работы в процессе более высокого уровня. Любой процесс характеризуется совокупностью статических и динамических характеристик.

К статическим характеристикам процесса относятся:

• длительность;

• результат;

• потребляемые ресурсы;

• условия запуска (активизации);

• условия остановки (прерывания).

Статические характеристики процесса не изменяются в ходе его реализации, однако при необходимости любая из них может быть представлена в модели как случайная величина, распределенная по заданному закону.

Динамической характеристикой процесса является его фаза (активен или находится в состоянии ожидания).

Моделирование в терминах процессов проводится в тех случаях, если система оценивается по каким-либо временным показателям, либо с точки зрения потребляемых ресурсов.

Например, при оценке производительности вычислительной сети обработка заданий может быть представлена в модели как совокупность соответствующих процессов, использующих ресурсы сети (оперативную память, пространство на жестких дисках, процессорное время, принтеры и т.д.).

Если модель строится с целью изучения причинно-следственных связей, присущих системе, динамику системы целесообразно описывать в терминах событий.

Событие представляет собой мгновенное изменение некоторого элемента системы или состояния системы в целом. Событие характеризуется:

• условиями (или законом) возникновения;

• типом, который определяет порядок обработки (дисциплину об-служивания) данного события;

• нулевой длительностью.

События подразделяют на две категории:

1. события следования, которые управляют инициализацией процессов (или отдельных работ внутри процесса);

2. события изменения состояний (элементов системы или системы в целом).

Механизм событий используется в качестве основы построения моделей, предназначенных для исследования причинно-следственных связей в системах при отсутствии временных ограничений. К таким задачам можно отнести, например, некоторые задачи по оценке надежности.