Разработка программы моделирования СМО
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
атематические процедуры столь сложны и трудоемки, что имитационное моделирование дает более простой способ решения задачи.
. Кроме оценки определенных характеристик системы, необходимо осуществить на имитационной модели наблюдение за ходом процесса в течение определенного периода.
Дополнительным преимуществом ИМ можно считать широкие возможности его применения в сфере образования и профессиональной подготовки. Использование имитационной модели позволяет экспериментатору видеть и разыгрывать на модели реальные процессы и ситуации.
Необходимо обозначить ряд проблем, возникающих в процессе имитационного моделирования системы.
Первая проблема, которая касается и аналитических методов моделирования, состоит в нахождении золотой середины между упрощением и сложностью системы. Если модель слишком упрощена и в ней не учтены некоторые существенные факторы, то высока вероятность получение недостоверных результатов. С другой стороны, если модель сложная и в нее включены факторы, имеющие незначительное влияние на изучаемую систему, то резко повышаются затраты на создание такой модели и возрастает риск ошибки в логической структуре модели. Поэтому перед созданием модели необходимо проделать большой объем работы по анализу структуры системы и взаимосвязей между ее элементами, изучению совокупности входных воздействий, тщательной обработке имеющихся статистических данных об исследуемой системе.
Вторая проблема заключается в искусственном воспроизведении случайных воздействий окружающей среды. Этот вопрос очень важен, так как большинство реальных систем - стохастические, и при их моделировании необходимы несмещенные случайные последовательности, в противном случае, результаты, полученные на модели, могут не соответствовать действительности. Существует два основных направления разрешения этой проблемы: аппаратная и программная (псевдослучайная) генерация случайных последовательностей.
Третья наиболее сложная проблема - оценка качества модели и полученных с ее помощью результатов (эта проблема актуальна и для аналитических методов). Адекватность модели может быть оценена по полученным результатам методом экспертных оценок, сравнением с другими моделями (уже подтвердившими свою достоверность). В свою очередь, для проверки полученных результатов проводится их сравнение с уже имеющимися данными.
1.3.3 Технология разработки имитационной модели
Процесс моделирования системы можно укрупнено представить в виде последовательного выполнения трех основных этапов: построение концептуальной модели системы и ее формализация; алгоритмизация и машинная реализация модели системы; получение и интерпретация результатов моделирования системы.
На первом этапе Построение концептуальной модели системы и ее формализация анализируется и описывается объект моделирования, строится концептуальная модель системы, определяющая цели, задачи, исходные данные, стратегии, условия, показатели качества моделирования на предметно - содержательном уровне. Затем формализуется концептуальная модель, т.е. реализуется переход от содержательного описания объекта к его математической модели, и составляется техническая документация по первому этапу моделирования.
На втором этапе Алгоритмизация и машинная реализация модели системы математическая модель, разработанная на первом этапе, воплощается в конкретную машинную (программную модель). На данном этапе выбираются методы генераций случайных воздействий на объект моделирования и принцип построения моделирующего алгоритма ( или ), который далее представляется в виде логической схемы (блок-схемы). Логическая схема в свою очередь служит основой для разработки и проверки достоверности программной модели системы. Одновременно с построением логической схемы модели получают, если это возможно, математические соотношения в виде явных функций, т.е. строят аналитические модели.
Таким образом, в общем случае построенная машинная модель системы будет иметь комбинированный характер, т.е. отражать аналитико-имитационный подход к моделированию системы. Завершается этап составлением технической документации.
На третьем этапе Получение и интерпретация результатов моделирования системы планируются и проводятся машинные эксперименты с моделью системы, статистически обрабатываются полученные экспериментальные данные. Далее анализируются и интерпретируются полученные результаты, подводятся итоги моделирования, выдаются рекомендации по поводу использования разработанной модели и решения поставленных задач моделирования, составляется техническая документация.
1.3.4 Принципы построения моделирующих алгоритмов
Задача имитационного моделирования - получение траектории движения (изменения) состояний рассматриваемой системы в n - мерном пространстве (), а также вычисление некоторых показателей, зависящих от выходных сигналов системы и характеризующих ее свойства.
Известны два принципа построения моделирующего алгоритма процесса функционирования систем: принцип и принцип особых состояний () [2, 7, 10, 12-14, 16].
При использовании принципа состояния исследуемой системы фиксируются через определенный дискретный интервал времени . Принцип - универсален, применим для широкого класса систем. Его недостаток - неэкономичность с точки зрения затрат машинного времени. Пример системы, которая моделируется на ос