Компьютерное моделирование

Универсальные языки

Языки

СИМУЛА-67

Omola

Dymola

Model Vision

AnyLogic

UML

В основе универсального языка имитационного моделирования СЛАМ лежит простая идея - объединить достоинства GPSS и DINAMO таким образом, чтобы, допуская раздельное применение этих языков, можно было при необходимости использовать их совместно

Языки имитационного моделирования дискретных систем

Альтернативные методологичесеие подходы к построению дискретных моделей

Событийный подход

SIMSCRIPT

СИМПАК

СИМКОМ

GASP

SEAL

Подход ориентированный на действия

CSL

FORSIM

ESP

AS

GSP

Процессно ориентированный подход

SIMULA

SOL

SPL

Система имитационного моделирования GPSS

Объекты GPSS

Операционные

Блоки

Местоположение
Каждый блок занимает вполне определенное место в блок-схеме. Это место может быть определено нумерацией. Первый блок модели занимает место 1, второй блок – место 2 и т.д. Так же разработчику предоставляется возможность присвоить любому блоку символические имена. При использовании символических имен интерпретатор записывает абсолютные значения номеров вместо этих имен. Символические имена составляют из алфавитно-цифровых символов, первые три символа должны быть алфавитными.

Операции

Блоки, осуществляющие модификацию атрибутов транзактов

• генерирование и удаление транзактов: GENERATE, TER-MINATE, SPLIT, ASSEMBLE;

• временная задержка: ADVANCE;

• синхронизация движения нескольких транзактов: MATCH GATHER,

• изменение параметров транзактов: ASSIGN, INDEX, MARK;

• изменение приоритета: PRIORITY;

Блоки, изменяющие последовательность передвижения тран-зактов

TRANSFER, LOOP, TEST, GATE.

Блоки, организующие использование объектов аппаратной категории

• устройства

SEIZE, RELEASE, FAVAIL, PREEMPT, RETURN, FUNAVAIL;

• многоканальные устройства

ENTER, LEAVE, SAVAIL. SUNAVAIL

• ключи (логические переключатели)

LOGIC;

Блоки, сохраняющие необходимые значения для дальнейшего использования

SAVEVALUE, MSAVEVALUE;

Блоки, обеспечивающие получение статистических результа-тов:

• очереди

QUEUE, DEPART;

• статистические таблицы

TABULATE, TABLE;

Специальные блоки

BUFFER, PRINT, EXECUTE, COUNT, CHANGE, TRACE, UNTRACE, SELECT, HELP, JOIN, REMOVE, EXAMINE, SCAN. ALTER;

Блоки организации цепей

LINK, UNLINK;

Вспомогательные блоки

WRITE, SAVE, LOAD, REPORT, UPDATE.

Операнды

СЧА

Атрибуты системы - это параметры, которые описывают состояние модели.

Состав СЧА:

Групповое имя

Идентефикация члена группы

Аппаратные

Устройства

Многоканальные устройства

Ключи

Вычислительные

Переменные

Арифметические

Арифметическая переменная в GPSS является СЧА, определяемым пользователем. Обозначение арифметической переменной имеет вид V»имя числовое» или V$»имя символьное».

Булевские

Булевской переменной является СЧА, определяемый пользователем. Обозначение булевской переменной имеет вид BV»имя числовое» или BV$»имя символьное».
Булевское выражение включает следующие типы операторов:

логические операторы

операторы отношения

булевские операторы

Функции

Статистические

Очереди

Таблицы

Запоминающие

Матрицы ячеек

Ячейки

Группирующие

Списки пользователя

Группы

Описание стандарта для записи примеров моделирования

Постановка задачи. В этом разделе делают детальное описание задачи

Метод построения модили. Здесь описывают и поясняют, каким образом задачу можно интерпритировать в терминах GPSS. Пытаются объяснить почему избран именно такой подход.

Таблица определений. Таблица опрделений является списком различных элементов GPSS, использованых в модели, с краткой характеристикой тех частей системы, которые описываются этими элементами. В начале этой таблицы записывается представление транзактов. Далее, описываются все прочие элементы модели и части моделируемой системы

Блок схема. В определенном смысле, блок-схема и есть модель. Блок-схема совождается пояснениями, или комментариями.

Распечатка диаграммы

Выходные данные программы.
Распечатка результатов, выдаваемая в процессе моделирования, показывает, чего фактически достиг разработчик своими силами. Она служит основой для обсуждения.

Обсуждение. Здесь обсуждают логику моделирования, использования модели и распечатку результатов.

Целью дискретного имитационного моделирования является вос-произведение взаимодействий между компонентами исследуемой си-стемы и изучение ее поведения и функциональных возможностей.

Имитационное моделирование непрерывных динамических систем

предназначены для моделирования динамических объектов с непрерывным фазовым пространством и непрерывным временем. Как правило, такие объекты описываются с помощью систем дифференциальных (интегро-дифференциальных) уравнений. Системы уравнений могут быть детерминированными или стохасти-ческими, причем в последнем случае в имитационную систему встра-иваются средства статистического моделирования и обработки.

Компьютерная реализация моделей

детерминированные или стохастические имитаионные системы

СИМФОР

DYNAMO

Интегрированная оболочка MVS

Представление данных

Диаграммы

Общая схема моделирования

ПОСТАНОКА ЗАДАЧИ

Описание задачи

Цели моделирования

РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ

Математическая модель

Компьютерная модель

КОМПЬЮТЕРНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ

Шаг 1. Соствление плана

Шаг 2. Проведение эксперимента

АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ

Типы данных

Основные операторы

возврата

присваивания

вызова процедуры

условный оператор

оператор варианта

цикла

Алгоритмические процедуры и функции

функции, возвращающие значение типа

функции преобразования типов

элементарные функции, функции работы со строками

функции, реализующие законы распределения случайных величин

функции для матриц и векторов, специальные и системные функции

функционалы, специальные процедуры

Регулярные типы

Матрицы

Векторы

Скалярные типы

Перечислимый, символьный

Булевский

Вещестыенный

Целый

Model Vision Stadium (MVS) – интегрированная графическая обо-лочка для быстрого создания интерактивных визуальных моделей сложных динамических систем и проведения вычислительных экспе-риментов с ними.

Компьютерная реализация моделей

Математические пакеты

Mathcad

Stateflow

Matlab

Simulink

Maple

Mathematica

С помощью табличного процессора Excel

Путем создания программ на одном из выбранных языков программирования (pascal, basic, delphi и т.д.)

Моделирование - метод исследования объектов на их моделях, построение и изучение моделей реально существующих предметов и явлений и конструируемых объектов для определения или улучшения их характеристик, рационализации способов их построения, управления ими и т.п.

Инструментальные средства имитационного моделирования

Языки имитационного моделирования непрерывных динамических систем

Языки имитационного моделирования дискретных систем

Универсальные языки

Классификация моделей и моделирования

По отрасли знаний

С учётом временного фактора

По приспособляемости

По принципу построения

По способу представления

Основные этапы построения моделей

Постановка задачи моделирования,
определение цели моделирования,
критериев её достижения и ограничений;

Планирование и проведение экспериментов с объектом для получения информации, необходимой для его формализации;

Формализованное описание объекта;

Построение и идентификация модели объекта;

Проверка адекватности модели;

Планирование и проведение компьютерных экспериментов с моделью объекта;

Анализ результатов моделирования;

Итеративная адаптация (корректировка) компьютерных экспериментов, модели, формализованного описания, постановка задачи моделирования.

Модель - условный образ объекта исследования, конструируемый исследователем так, чтобы отразить характеристики объекта (свойства, взаимосвязи, параметры), существенные для исследования.

Обязательное наличие объекта, для которого строится (конструируется) модель

Любая модель каким-то образом соответствует объекту

Любая модель строится в соответствии с некоторой целью

Модель создаётся для получения новой информации об объекте

Модель является либо представлением, либо описанием некоторых свойств объекта

Виды моделирования

Концептуальное

Физическое

Математическое (логико-математическое)

Имитационное (программное)

Структурно-функциональное

Сущность формализации

Решение вопроса о разбиении исследуемого объекта или явления на взаимосвязанные части (элементы)

Выбор совокупности характеристик, параметров (свойств) таким образом, чтобы они обеспечивали удобство определения искомых элементов при исследовании объектов методом моделирования и давали возможность получить достаточно простую модель

Построение системы отношений (взаимосвязей) между выбранными элементами