10.1 Иерархическое проектирование. Особенности многоуровневого моделирования. Библиотечный метод моделирования.

Такой подход, известный как иерархическое проектирование, является типовым при разработке сложных технических объектов и заключается в разбиении исходной задачи на подзадачи.

Инструментальной поддержкой иерархического проектирования является многоуровневое моделирование. При многоуровневом моделировании различные фрагменты представляются на различных уровнях иерархии, т. е. с разной степенью детальности. Например, проектируемая в настоящий момент времени часть объекта раскрыта до уровня элементарных динамических компонентов и имитируется структурной моделью, а остальные фрагменты представлены на соседнем, более высоком, уровне в виде функциональных моделей.

Завершив проектирование одного фрагмента, разработчик может свернуть его в функциональный блок и перейти к детальной модели следующего фрагмента, с которым он собирается работать. Эта процедура повторяется многократно, на разных уровнях иерархии проектируемого объекта. Достоинством такого подхода является то, что в поле зрения разработчика находится в каждый момент времени минимум необходимой информации, не перегруженной лишними деталями. Описанный метод проектирования называется методом локальной детализации объекта.

Программной поддержкой многоуровневого моделирования, реализованной в большинстве языков графического программирования, является процедура инкапсуляции, которая позволяет «свернуть» любой смысловой фрагмент графического представления в единичный блок.

11.1 Структурное и мультидоменное физическое моделирование. Варианты Data flow и Control flow управления процессом структурного моделирования

Структурным моделированием называется техника моделирования, основанная на использовании моделей в виде блоков, для которых определены входы и выходы. Соответственно, блоки рассматриваются как преобразователи входных сигналов в выходные. При моделировании линейных систем связи между входными и выходными сигналами устанавливаются посредством задания передаточных функций.

Физическим мультидоменным моделированием называется техника моделирования, основанная на использовании библиотеки моделей элементов физических устройств, из которых можно составлять физические принципиальные схемы. Поскольку в энергетических цепях поток энергии может менять направление, то для элементов физических схем входы и выходы не определены. Частным случаем данной техники моделирования является использование графов связей.

Идеология физического мультидоменного моделирования заключается в том, что модель любого технического устройства строится как преобразующая энергию цепь. В распоряжение пользователя предоставляется библиотека элементов физических устройств.

Структурное моделирование может предусматривать два варианта управления процессом моделирования:

● поток команд (Control Flow);

● поток данных (Data Flow).

Принцип потока команд – это обычный принцип записи программ в текстовых языках программирования, где инструкции выполняются в той последовательности, в которой они написаны. Если в процессе выполнения очередной инструкции программа обнаруживает, что какие-то данные не определены, это рассматривается как ошибка и влечет остановку программы.

Технология потока данных – система программирования, состоящая из исполняемых узлов данных. Узлы выполняются только тогда, когда все необходимые данные поступят на их входы. Узлы данных – это просто обобщающее название любого исполняемого элемента программы. Узлы аналогичны операторам, функциям и подпрограммам в традиционных языках программирования. Можно сказать, что поточная модель управления – это среда программирования потока данных. Как правило, эта среда графическая.

1. Понятие моделирования как процесса.

2. Понятие модели.

3. Основные свойства модели.

4. Адекватность модели.

5. Три основных иерархических уровня моделирования (математического описания).

1. Классификация методов моделирования по типу модели.

2. Экспериментальный и расчетно-аналитический методы проведения исследований.

3. Полунатурный эксперимент.

4. Физическое моделирование.

5. Достоинства и недостатки.

1. Метод математического моделирования.

2. Назначение и характеристики математических моделей.

3. Формы представления математических моделей.

4. Методы проверки адекватности математических моделей.