Навігація
Головна
 
Головна arrow Інформатика arrow Обчислювальні системи, мережі та телекомунікації. Моделювання мереж
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

ЕТАПИ РОЗРОБКИ МОДЕЛЕЙ

Процес моделювання має ітераційний характер і проводиться в рамках раніше сформульованих цілей і з дотриманням меж моделювання. Побудова починається з вивчення (обстеження) реальної системи, її внутрішньої структури і змісту взаємозв'язків між її елементами, а також зовнішніх впливів і завершується розробкою моделі.

Моделювання - від постановки завдання до отримання результатів - проходить наступні етапи:

I. Аналіз вимог і проектування:

  • 1. Постановка і аналіз завдання і цілі моделювання.
  • 2. Збір і аналіз вихідної інформації про об'єкт моделювання.
  • 3. Побудова концептуальної моделі.
  • 4. Перевірка достовірності концептуальної моделі.

II. Розробка моделі:

  • 1. Вибір середовища моделювання.
  • 2. Складання логічної моделі.
  • 3. Призначення властивостей модулів моделі.
  • 4. Завдання модельного часу.
  • 5. Верифікація моделі.

III. Проведення експерименту:

  • 1. Запуск моделі, прогін моделі.
  • 2. Варіювання параметрів моделі і збір статистики.
  • 3. Аналіз результатів моделювання.

IV. Підведення підсумків моделювання відповідно до поставленої мети і завдання моделюванні

Схема етапів моделювання представлена на рис. 1.11. Необхідно відзначити, що при розробці конкретних моделей з певними цілями і кордонами моделювання необов'язково все підетапи повинні виконуватися. Наприклад, при розробці статичних моделей IDEFO, DFD 3-й і 4-й підетапи "Розробки моделі" не виконуються, так як ці методології не передбачають завдання часових параметрів моделі.

На першому етапі моделювання - "Аналіз вимог і проектування " - формулюється концептуальна модель, будується її формальна схема і вирішується питання про ефективність і доцільність моделювання системи.

Схема створення моделі

Мал. 1.11. Схема створення моделі

Концептуальна модель (КМ) - це абстрактна модель, яка визначає склад і структуру системи, властивості елементів і причинно-наслідкові зв'язки, властиві аналізованої системі і суттєві для досягнення цілей моделювання. У таких моделях зазвичай в словесній формі наводяться відомості про природу і параметрах (характеристиках) елементарних явищ досліджуваної системи, вигляді і егепені взаємодії між ними, місце і значення кожного елементарного явища в загальному процесі функціонування системи. При створенні КМ практично паралельно формується область вихідних даних (інформаційний простір системи) - етап підготовки вихідних даних. На даному етапі виявляються кількісні характеристики (параметри) функціонування системи і її елементів, чисельні значення яких складуть вихідні дані для моделювання. Очевидно, що значна частина параметрів системи - це випадкові величини. Тому особливого значення при формуванні вихідних даних мають вибір законів розподілу випадкових величин, апроксимація функцій і т. Д. В результаті виявлення властивостей моделі та побудови концептуальної моделі необхідно перевірити адекватність моделі.

На другому етапі моделювання - "Розробка моделі" - відбувається уточнення або вибір програмного пакета моделювання. При виборі засобів моделювання, як програмних, так і технічних, визначається ряд критеріїв. Неодмінною умовою при цьому є достатність і повнота засоби моделювання для реалізації концептуальної моделі. Серед інших критеріїв можна назвати доступність, простоту і легкість освоєння, швидкість і коректність створення програмної моделі.

Після вибору середовища проектування концептуальна модель, сформульована на попередньому етапі, втілюється в комп'ютерну модель, т. Е. Вирішується проблема алгоритмізації і деталізації моделі.

Модель системи представляється у вигляді сукупності частин (елементів, підсистем). У цю сукупність включаються всі частини, які забезпечують, з одного боку, збереження цілісності системи, а з іншого - досягнення поставлених цілей моделювання (отримання необхідної точності і достовірності результатів при проведенні комп'ютерних експериментів над моделлю). Надалі проводиться остаточна деталізація, локалізація (виділення системи з навколишнього середовища), структуризація (вказівка і загальний опис зв'язків між виділеними елементами системи), укрупненное опис динаміки функціонування системи і її можливих станів.

Для того щоб виконати підетапів "Завдання модельного часу", введемо поняття модельного часу. У комп'ютерній моделі змінна, що забезпечує поточне значення модельного часу, називається годинами модельного часу.

Існує два основні підходи до просування модельного часу: просування часу від події до події і просування часу з постійним кроком [6].

Підхід, який використовує просування часу в моделі від події до події, застосовується всіма основними комп'ютерними програмами і більшістю розробників, що створюють свої моделі на універсальних мовах (рис. 1.12) [6].

Механізм просування модельного часу від події до події

Мал. 1.12. Механізм просування модельного часу від події до події

При використанні просування часу від події до події годинник модельного часу в початковому стані встановлюються в нуль і визначається час виникнення майбутніх подій. Після цього годинник модельного часу переходять на час виникнення найближчого зі

буття, і в цей момент оновлюється стан системи, з урахуванням події, що сталася, а також відомості про час виникнення майбутніх подій. Потім годинник модельного часу просуваються до часу виникнення наступного нового найближчого події, оновлюється стан системи, визначається час майбутніх подій і т. Д. Процес просування модельного часу від часу виникнення однієї події до часу виникнення іншого триває до тих пір, поки не буде виконано якесь або умова зупинки, вказане заздалегідь. Оскільки в дискретно-подієвої імітаційної моделі всі зміни відбуваються тільки під час виникнення подій, періоди бездіяльності системи просто пропускаються і годинник переводиться з часу виникнення однієї події на час виникнення іншого. При просуванні часу з постійним кроком такі періоди бездіяльності не пропускаються, що призводить до великих витрат комп'ютерного часу. Слід зазначити, що тривалість інтервалу просування модельного часу від однієї події до іншої може бути різною [6].

При просуванні часу з постійним кроком годинник модельного часу просуваються точно на одиниць часу для будь-якого відповідного вибору значення . Після кожного оновлення годин виконується перевірка, щоб визначити, відбулися які-небудь події протягом попереднього інтервалу часу чи ні. Якщо на цей інтервал заплановані одне або кілька подій, вважається, що дані події відбуваються в кінці інтервалу, після чого стан системи і статистичні лічильники відповідним чином оновлюються. Просування часу за допомогою постійного кроку показано на рис. 1.13, де вигнуті стрілки показують просування годин модельного часу, а - це дійсне час виникнення події "будь-якого типу, а не значення годин модельного часу. На інтервалі подія відбувається в момент часу е 1, але воно розглядається як те, що сталося в момент часу . На інтервалі події не відбуваються, але все ж модель виконує перевірку, щоб переконатися в цьому. На інтервалі події відбуваються в моменти часу і , проте вважається, що вони відбулися в момент часу і т. д. у ситуаціях, коли прийнято вважати, що два Чи кілька подій відбуваються в один і той же час, необхідне застосування ряду правил, що дозволяють визначати, в якому порядку обробляти події. Таким чином, просування часу за допомогою постійного кроку має два недоліки: виникнення помилок, пов'язаних з обробкою подій в кінці інтервалу, протягом якого вони відбуваються, а також необхідність вирішувати, яка подія обробляти першим, якщо події, в дійсності відбуваються в рознос час, розглядаються як одночасні. Подібного роду проблеми можна частково вирішити, зробивши інтервали At менш тривалими, але тоді зростає число перевірок виникнення подій, що призводить до збільшення часу виконання завдання. Беручи до уваги цю обставину, просування часу за допомогою постійного кроку не використовують в дискретно-подієвих імітаційних моделях, коли інтервали часу між послідовними подіями можуть значно відрізнятися за своєю тривалістю [6].

Приклад просування модельного часу за допомогою постійного кроку

Мал. 1.13. Приклад просування модельного часу за допомогою постійного кроку

В основному цей підхід призначений для систем, в яких можна допустити, що всі події в дійсності відбуваються в один з моментів п часу Δ t (n = 0, 1, 2, ...) для відповідно обраного Δ t. Так, в економічних системах дані часто надаються за річні проміжки часу, тому природно в імітаційної моделі встановити просування часу з кроком, рівним одному року. Слід зауважити, що просування часу за допомогою постійного кроку може бути виконано за допомогою механізму просування часу від події до події, якщо планувати час виникнення подій через At одиниць часу, т. Е. Даний підхід є різновидом механізму просування часу від події до події.

Третій етап - "Проведення експерименту" - є вирішальним, на якому, завдяки процесу імітації модельованої системи, відбувається збір необхідної інформації, її статична обробка в інтерпретації результатів моделювання, в результаті чого приймається рішення: або дослідження буде продовжено, або закінчено. Якщо відомий результат, то можна порівняти його з отриманим результатом моделювання. Отримані висновки часто сприяють проведенню додаткової серії експериментів, а іноді і зміни моделі. Основою для вироблення рішення є результати тестування і експериментів. Якщо результати не відповідають цілям моделювання (реальному об'єкту або процесу), значить, допущені помилки на попередніх етапах або вхідні дані не є кращими параметрами у досліджуваній області, тому розробник повертається до одного з попередніх етапів.

Підетапів "Аналіз результатів моделювання" є всебічний аналіз отриманих результатів з метою отримання рекомендацій з проектування системи або її модифікації.

На етапі " Підбиття підсумків моделювання відповідно до поставленої мети і завдання моделювання" проводять оцінку виконаної роботи, зіставляють поставлені цілі з отриманими результатами і створюють остаточний звіт про виконану роботу.

ВИСНОВКИ ДО РОЗДІЛУ

У цьому розділі були розглянуті основні поняття теорії моделювання. Дано визначення моделі і моделювання. Показано, що в залежності від обраного критерію моделі можуть бути класифіковані по-різному. Наведено класифікацію моделей за ступенем абстрагування моделі від оригіналу, ступеня стійкості, відношенню до зовнішніх чинників і відношенню до часу. Наведено і описані етапи моделювання.

Для моделювання мереж на високому рівні необхідно розуміння математичних основ моделювання. Для цього в наступному розділі розглянемо основи теорії ймовірностей і математичної статистики.

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Нерухомість
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Техніка
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук