9. Выбор метода моделирования.

Разработанная математическая модель может быть исследована аналитическими или имитационными методами. Аналитический метод дает наиболее полное исследование модели, в некоторых случаях с применением методов оптимизации. Для исследования модели аналитическим методом математическую модель необходимо преобразовать к явному виду зависимостей характеристик и параметров системы и внешних воздействий.

Наиболее универсальным методом исследования систем и количественной оценки их характеристик является имитационное моделирование (ИМ), при котором динамические процессы системы заменяются имитационными процессами в абстрактной модели, но с сохранением длительностей и временных последовательностей отдельных операций.

ИМ позволяет рассматривать процессы, происходящие в системе, на любом уровне детализации.

Различают методы ИМ дискретных и непрерывных систем. К дискретным относятся системы с дискретным изменением состояний. Непрерывная система – это система, состояния которой изменяются постепенно, принимая бесконечное множество значений. В зависимости от способа продвижения модельного времени различают методы моделирования с приращением временного интервала и методы с продвижением времени до особых состояний.

В первом случае модельное время продвигается на величину t и определяются изменения состояний элементов и выходных воздействий системы, которые произошли за это время. После этого модельное время продвигается на t и процедура повторяется и т.д. до конца периода моделирования Т_m; t обычно постоянно, но может быть и переменным. Этот метод называют моделированием по принципу “t”.

Во втором случае в текущий момент модельного времени t сначала анализируются будущие особые состояния (поступление дискретных входных воздействий, завершение обслуживания и т.п.) и определяется их начало t_i>t. Затем выбирается наиболее раннее особое состояние и модельное время продвигается до момента наступления этого состояния. Между двумя особыми состояниями система не изменяет своего состояния. Даже анализируется реакция системы на выбранное особое состояние и модельное время продвигается до будущего особого состояния. Процесс повторяется до завершения модельного времени T_m. Этот метод называют моделированием по принципу особых состояний, или принципу “z”. Метод позволяет экономить машинное время моделирования, но используется только тогда, когда возможно определение моментов наступления будущих особых состояний.

Различают методы моделирования, ориентированные на алгоритмический (программный) или структурный (агрегатный) подход. В первом случае процессы управляют элементами системы, во втором – элементы управляют процессами, определяющими порядок функционирования системы.

10. Выбор средств моделирования.

После выбора метода моделирования необходимо выбрать технические и программные средства для проведения моделирования. В качестве программных средств могут быть использованы алгоритмические языки или автоматизированные системы моделирования.

1. Алгоритмические языки. Для создания программных моделей могут использоваться любые универсальные алгоритмические языки общего назначения, имеющие средства для реализации параллельных алгоритмов и динамического распределения памяти.

2. Языки моделирования. Для облегчения решения задач, характерных для ИМ, таких, как организация псевдопараллельных вычислений, динамическое распределение памяти, операции с модельным временем, отображающим время функционирования оригинала, имитации случайных процессов ведения массива событий и т.п. созданы специальные проблемно-ориентированные средства (программные системы), которые называют языками моделирования.

Языки моделирования подразделяются на языки моделирования дискретных, непрерывных и комбинированных систем.

3. Автоматизированные системы моделирования. С целью дальнейшего упрощения и ускорения создания машинных моделей были созданы автоматизированные системы моделирования, которые обеспечивают автоматическое создание программной модели по одной из формализованных схем на основе задаваемых параметров системы, внешних воздействий и особенностей функционирования. По результатам машинного эксперимента основные выходные данные вычисляются и выводятся автоматически, дополнительные - по специальному указанию. Такие системы называют универсальными автоматизированными имитационными моделями или имитационными программами.

Программные и технические средства моделирования выбираются с учетом нескольких критериев:

1) достаточность и полнота средств для реализации концептуальной и математической моделей;

2) доступность , простота и легкое освоение программных средств моделирования;

3) быстрота и точность создания модели.

После выбора средств моделирования создается программная модель, т.е. разрабатывается алгоритм, конкретизируется форма представления данных и результатов, проводится написание и отладка программы.