13. Понятие компьютерного моделирования. Метод имитационного моделирования, его сущность и особенности, область применения.

Модель – абстрактное описание системы (объекта, процесса, проблемы, понятия) в некоторой форме, отличной от формы их реального существования.

Моделирование – метод познания, форма отражения действительности, заключается в выяснении или воспроизведении тех или иных свойств реальных объектов, предметов и явлений с помощью других объектов, процессов, явлений, либо с помощью абстрактного описания в виде изображения, плана, карты, совокупности уравнений, алгоритмов и программ.

Компьютерное моделирование – метод решения задач анализа или синтеза сложной системы на основе использования ее компьютерной модели. К нему относят:

Структурно-функциональное – когда моделируем структуру и взаимосвязи между элементами объекта.

Имитационное – отдельная программа, позволяющая с помощью последовательности вычислений и графического отображения их результатов воспроизводить (имитировать) процессы функционирования объекта/системы объектов при условии воздействия на объект различных, как правило, случайных факторов.

Суть КМ – получение количественных и качественных результатов на имеющейся модели. Качественные результаты обнаруживают неизвестные ранее свойства сложной системы: ее структуру, динамику развития, устойчивость, целостность и др. Количественные выводы в основном носят характер анализа существующей СС или прогноза будущих значений некоторых переменных. Существенное отличие имитационного моделирования от структурно-функционального – возможность получения не только качественных, но и количественных результатов.

Особенности имитационного моделирования

Отражаются сложные структуры динамической системы. Визуализируется структура. Возможно выделение состава подсистем.

Экспериментальная природа имитации, следствием которой является многократность. Эксперимент. Необходимо иметь в виду, почему эксперимент. Чаще всего модель является не только динамической, но и стохастической (случайной). Фактор риска, времени, неопределенности. Ну и как следствие описание процессов, как событий функций, что позволяет получить на выходы случайные величины, которые можно обрабатывать математическими методами.

Методы имитационных моделей:

Дискретно-событийные – модельное время дискретно, используются для моделирования СМО, бизнес- и технологических процессов, продукты: GPSS, Arena, AnyLogic.

Системная динамика – системная потоковая диаграмма состоит их сети потоков (уровни, темпы) и сети информации, время непрерывно, используется, когда моделируемую систему можно представить в виде потоков различной природы, модели города, мира, макроэкономические модели, логистика предприятия, продукты: Vensim, PowerSim, iThink, AniLogic.

Агентное моделирование – много агентов, обладающих сложным поведением и индивидуальными характеристиками. Агенты могут взаимодействовать друг с другом через сообщения и находиться в различных состояниях (поддерживается нотация StateChart), применяется для моделирования рынка, продукты: AnyLogic.

Комбинированное – агенты в СД-среде или агенты-ресурсы в ДС-процессе или ДС-процесс, запускающийся при определенных значениях переменных в СД-модели.