Моделирование процессов принятия решений на основе системы интеллектуального имитационного моделирования РДО (Еремеев А., Шутова П.), страница 8

Трассировка начала и окончания поиска и трассировка решения присутствуют в объекте трассировки, если в описании точки принятия решений указан любой признак трассировки, кроме no_trace.

Формат информации о начале поиска:

SB <модельнюе_время> <номер_точки_принятия_решения>

Трассировка окончания поиска имеет формат:

SE<признак> <модельное_время> <время_счета>
<обьем_памяти_для_поиска> <значение_стоимости_решения>
<число_раскрытых_вершин> <число_вершин_в_графе>
<число_включавшихся_в_граф_вершин>
<число_порожденных_вершин>

Она содержит признак завершения процесса поиска и статистическую информацию о полученном графе и затраченных ресурсах. Признак завершения может быть одним из следующих:

S  успешное завершение поиска с нахождением решения;

М  не хватило памяти для поиска;

F  произошла ошибка записи в файл трассировки;

U  неизвестная ошибка.

Время счета выводится в секундах, а объем памяти, использованной для построения графа,  в байтах. Стоимость решения есть сумма стоимостей применения всех правил, составляющих решение.

Трассировка решения имеет формат:

SD { <номер_вершины> <номер_активности> <номер_образца>

<число_релевантных_ресурсов> <номера_релевантных_ресурсов> }

Этот текст состоит из строк, содержащих информацию о том, какие правила были применены к исходной вершине графа (исходному состоянию системы) для перехода в целевое состояние. Правила указываются в порядке их применения. Номер вершины позволяет более подробно проанализировать решение на основе информации о поиске.

Пример результата трассировки точки принятия решений типа search (с признаком трассировки trace_stat):

SB 10.3451

SD

187 2 2 6 1 11 2 11 3 11

993 1 1 3 1 2 3

1009 4 4 6 1 11 2 11 3 11

1906 4 4 6 1 11 2 11 3 11

3252 4 4 6 1 11 2 11 3 11

SES 0 1207.8 327680 2.59395е+09 11632 15540 27934 96292

Информация о поиске включает данные о вершинах графа поиска, порожденных в процессе поиска. Она выводится в объект трассировки, если признак трассировки для данной точки принятия решений есть trace_tops или trace_all и состоит из блоков вида:

<трассировка_раскрываемой_вершины>

{ <порожденная_вершина> [ <трассировка_измененных_ресурсов> ] }

Трассировка раскрываемой вершины имеет формат:

SO <номер_вершины> <номер_родителя> <стоимость_пути> <значение_оценочной_функции>

Номер вершины и номер родителя  это номера раскрываемой вершины и ее родителя в графе поиска. Далее указана стоимость пути от исходной вершины к данной и значение оценочной функции для данной вершины.

После информации о раскрываемой вершине следуют данные обо всех преемниках, полученных при раскрытии этой вершины.

Информация о преемнике имеет формат:

ST <признак_вершины> <номер_вершины>
<номер_вершины_родителя> <стоимость_пути>
<значение_оценки_стоимости_оставшегося_пути> <номер_правила>
<номер_образца> <стоимость_применения_правила>
<число_релевантных_ресурсов> <номера_релевантных_ресурсов>

Признак вершины имеет значение N, если вершина с таким состоянием системы не содержится в уже построенной части графа; значение D  если вершина с таким состоянием уже есть, и она не включается в граф (вновь найденный путь имеет большую стоимость); значение R  если вершина с таким состоянием уже есть в графе, и она перезаписывается, поскольку вновь найденный путь имеет меньшую стоимость.

Трассировка измененных ресурсов для порождаемых вершин происходит в том случае, если признак трассировки для данной точки принятия решений есть trace_all. Новое состояние ресурса выдается в формате, описанном ранее (трассировка состояния ресурсов). Отличие состоит в том, что строка, содержащая новое состояние ресурса, начинается с префикса "S".

Статус окончания моделирования указывает причину завершения моделирования и может быть одним из следующих:

NORMAL_TERMINATION  нормальное завершение моделирования при выполнении условия окончания моделирования, заданного в прогоне;

NO_MORE_EVENTS  нет больше событий в модели;

USER_BREAK  моделирование завершилось из-за вмешательства пользователя, который завершил РДО-имитатор одной из возможных команд (см. главу 5);

RUN_TIME_ERROR — моделирование завершилось из-за ошибки во время счета (информация об ошибке выводится в окно диалога РДО-имитатора).

Статистика по поиску на графе для каждой точки принятия решений типа search имеет формат:

DPS_C <номер_точки> <число_активаций> <число_успешных>

DPS_TM <среднее_время_поиска> <минимальное_время_поиска> <максимальное_время_поиска>

DPS_ME <средний_объем_памяти> <минимальный_объем_памяти> <максимальный_объем_памяти>

DPS_CO <средняя_стоимость_решения> <минимальная_стоимость_решения> <максимальная_стоимость_решения>

DPS_ТО <среднее_число_раскрытых_вершин> <минимальное_число_раскрытых_вершин> <максимальное_число_раскрытых_вершин>

DPS_TT <среднее_число_вершин_в_графе> <минимальное_число_вершин_в_графе> <максимальное_число_вершин_в_графе>

DPS_ТI <среднее_число_включенных_в_граф_вершин> <минимальное_число_включенных_в_граф_вершин> <максимальное_число_включенных_в_граф_вершин>

DPS_TG <среднее_число_порожденных_вершин> <минимальное_число_порожденных_вершин> <максимальное_число_порожденных_вершин>

Статистика содержит номер точки принятия решений, число активации данной точки и число успешных завершений поиска с нахождением решения. Кроме этого выдаются средние значения по всем активациям поиска, минимальные и максимальные значения таких характеристик процесса поиска, как время поиска (в секундах), число использованной для построения графа поиска памяти (в байтах), стоимость найденного решения, число раскрытых вершин, число вершин в построенном графе, число включавшихся в граф вершин (вершины, соответствующие одному и тому же состоянию системы, могут включаться в граф неоднократно, если порождается вершина с меньшей стоимостью пути), общее число порожденных вершин-приемников в процессе поиска. Значения этих характеристик для каждой активации поиска отдельно находятся в трассировке окончания поиска.

Пример выдачи статистической информации по поиску на графе:

DPS_C 1 1 1

DPS_TM 193.816 193.816 193.816

DPS_ME 7458816 7458816 7458816

DPS_CO 1.28515e+09 1.28515e+09 1.28515e+09

DPS_TO 10204 10204 10204

DPS_TT 20261 20261 20261

DPS_TI 21109 21109 21109

DPS_TG 38894 38894 38894

4.2. Объект требуемой статистики

Трассировка содержит подробную информацию о ходе имитации, включая все события, происходящие в модели, и времена этих событий, все изменения состояния ресурсов и времена этих изменений. Она может использоваться для отладки модели, ее верификации в процессе разработки и накопления статистики для дальнейшей обработки.

Однако в процессе имитационных исследований обычно требуется получить не данные об изменениях состояния системы в течение прогона, а набор показателей, связанных с этими изменениями, т.е. результирующие статистические данные, характеризующие имитируемую СДС. Например, в модели экзамена нас не столько интересуют отдельные события прихода студентов и время начала их опроса, сколько средняя и максимальная длина очереди, средняя загрузка экзаменатора, а также среднеквадратические отклонения этих величин, т.е. при имитационном моделировании всегда имеется определенный состав показателей, которые необходимо получить и выдать заказчику для оценки качества функционирования имитируемой СДС.

В РДО имеется гибкая и мощная система сбора показателей, предоставляемая пользователю и позволяющая получить все интересующие его характеристики имитируемой СДС. Показатели, которые требуется собрать в процессе прогона модели, описываются в отдельном объекте, который создается, если в объекте прогона присутствует дескриптор, задающий имя объекта результатов.

Объект требуемой статистики имеет формат:

$Results

{<имя_показателя> : [trace | no_trace] <описание_показателя>}

$End

Имя показателя представляет собой простое имя. Имена должны быть различными для всех показателей и не должны совпадать с ранее определенными именами. Для показателя может быть указан признак трассировки. В этом случае в объект трассировки помещается информация о данном показателе. Этот признак задается одним из двух зарезервированных слов:

trace  производить трассировку показателя;

no_trace  не производить трассировку.

По умолчанию принимается значение признака no_trace, поэтому это значение можно не указывать. В объект трассировки данные по таким показателям не помещаются, а лишь создается объект результатов.

Показатели могут быть следующих видов:

• watch_par  наблюдать значение параметра постоянного ресурса;

• watch_state  наблюдать состояние системы;

• watch_quant  наблюдать количество временных ресурсов;

• watch_value  наблюдать значение параметра временного ресурса в момент его уничтожения;

• get_value  итоговые значения параметров постоянного ресурса в момент завершения прогона.

Если показатель имеет вид watch_par, то за этим зарезервированным словом в описании показателя должно следовать имя параметра ресурса.

Пример описания показателя вида watch_par:

Студентов_в_очереди : trace watch_par

Зачет_1.Опрошено_студентов

Параметр ресурса должен быть целого или вещественного типа. В процессе прогона наблюдаются изменения значения указанного параметра, и по окончании выводится статистическая информация о значении параметра в течение прогона. Вычисление среднего значения и суммы квадратов производится с учетом времени пребывания параметра в каждом состоянии.

Если показатель имеет вид watch_state, то за этим зарезервированным словом в описании показателя должно следовать логическое выражение.

Пример описания показателя вида watch_state:

Занятость_преподавателя_1 : watch_state

Зачет_1.Занятость_экзаменатора = Занят

В этом случае в процессе прогона наблюдаются изменения указанного логического выражения, и по окончании выводится статистическая информация о времени, в течение которого это выражение было истинным. Этот показатель дает возможность собирать статистику о времени пребывания системы в некотором состоянии, при котором описанное логическое выражение имеет значение ИСТИНА.

В описании итогового показателя типа get_value за именем типа следует арифметическое выражение, операндами которого могут быть параметры ресурсов, константы, глобальные переменные.

Пример описания показателя вида get_value:

Время_окончания_прогона : get_value Time_now

Всего_опрошено : get_value Зачет_1.Опрошено_студентов +

Зачет_2ы.Опрошено_студентов

В объект результатов для каждой из таких строк выводится значение указанного арифметического выражения, вычисленное в момент окончания моделирования. Данный показатель не подлежит трассировке.

Показатель вида watch_quant служит для вычисления статистической информации об изменении количества временных ресурсов определенного типа, состояние которых отвечает заданному условию во время моделирования. Среднее значение количества и сумма квадратов вычисляются с учетом времени сохранения каждого значения. Таким образом, после типа показателя watch_quant в описании показателя следует имя одного из типов временных ресурсов и логическое выражение, которому должно удовлетворять состояние временного ресурса.

Пример описания показателя вида watch_quant:

Количество_студентов_в_системе : watch_quant

Студенты NoCheck

Готовы_отвечать : trace watch_quant

Студенты Студенты.Состояние = В_очереди

После показателя вида watch_value в описании показателя следуют имя одного из типов ресурсов, логическое выражение и арифметическое выражение. Имя типа  это имя одного из типов временных ресурсов, описанных в объекте типов. Логическое выражение описывает условие, которому должно удовлетворять состояние временного ресурса. Если состояние не имеет значение, то вместо логического выражения указывают зарезервированное слово NoCheck. Арифметическое выражение должно быть целого или вещественного типа. В процессе прогона собирается статистическая информация о значении указанного арифметического выражения в момент уничтожения какого-либо ресурса указанного типа, состояние которого удовлетворяет условию.

Пример описания показателя вида watch_value:

Время_пребывания_в_системе : trace watch_value

Студенты NoCheck Time_now – Студенты.Время_прихода

4.3. Объект результатов

Этот объект создается РДО-имитатором, если в прогоне присутствует объект описания требуемых показателей. Он имеет следующий формат.