Развитие методологии имитационных исследований сложных экономических систем (1142216), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Этих задач десятки и сотни тысяч.Какие возможности для разработки такого количества моделей существуют сейчас?Во-первых, можно в каждом конкретном случае либо создавать новуюэксклюзивную САИИ (это долго, дорого и требует высокого уровня квалификации).Во-вторых,остаетсявозможностьсоздаватьмодельсиспользованиемуниверсального языка ИМ. Но, это ограничение, как числа возможных разработчиков(требует высокого уровня квалификации), так и количества потенциальных пользователейэтой модели (сложность использования).175Сейчас появилась техническая и программная возможность создать технологиюбыстрой разработки множества уникальных САИИ. Данная технология заключается виспользовании уже готовых программных компонент, типовых моделей, универсальныхдиалогов и ряда других базисных элементов и приемов.
На их базе разработчикамипрограммных средств ИМ может быть сделан многофункциональный и доступный виспользовании инструмент для создания САИИ. Это существенно удешевит разработкуСАИИ, и самое главное позволит создавать программный инструмент для исследованиясложных систем достаточно быстро и им могут воспользоваться многие.За счет чего и как можно создать такой инструментарий?Не смотря на множество очевидных различий между САИИ, они имеют идостаточно много общих черт и характеристик.
Это идентичность цели и задач, близостьструктуры, организации и проведения ИИСС, методические и программные наработкипрошлых лет, возможность повторного использования (полного или частичного) ранеесозданных программ и моделей.Сформулируемосновныеобъективныепредпосылкисозданиятехнологииадекватныхи научномассового создания САИИ:Общаятехнология исследования.Длядостиженияобоснованных результатов исследования, в основе любого ИИСС лежат одни и те жеэтапы имитационных исследований: постановка задачи, формализация системы, сбор инакопление статистики, разработка имитационной модели и т.д. Все эти этапы любоеисследование должно пройти и все они имеют общие признаки, методы и программы;Единое моделирующее ядро.
Базисом любого исследования является имитационнаямодель. Не важно, на каком языке она написана, на это у каждого разработчика могутбыть свои предпочтения. Но наше твердое убеждение, что у технологии создания САИИдолжно быть свое «моделирующее ядро». Это должен быть достаточно мощный,известный и проверенный временем язык имитационного моделирования. Например,автор при разработке имитационных моделей использует язык GPSS World;Стандартные программы других разработчиков. За более чем 50 лет существованияимитационных технологий уже создано множество программных продуктов стороннихразработчиков, которые стали стандартом среди профессионалов ИМ.
Их можноиспользовать на различных этапах исследования и не тратить собственных сил насоздание новых. Ярким примером таких программ может служить использованиекомплекса OptQuest в различных системах ИМ для решения задач планированияэкспериментов и оптимизации;176Программные наработки разработчика САИИ. Опыт реализации ряда проектовпоказывает, что многие компоненты, составляющие программную основу ранеесозданных САИИ, могут использоваться практически всегда. Например, это визуальнаяграфическая оболочка, принципы генерации моделей и т.д.В процессе создания САИИ и их дальнейшего применения должны бытьзадействованы как разработчики средств ИМ, так и те, для кого создаются САИИ –профессионалы ИМ и исследователи.
В самом общем виде это трехуровневый процесс,Разработчиксредств ИМСАИИУниверсальнаямоделирующая среда(предметная область 1)САИИ.....САИИПрофессионалы ИМ..........Универсальнаямоделирующая среда(предметная область n)ИсследователиПрофессиональные среды и языкиИМ, технология ИИСС, стандартныесреды программирования ипредметно ориентированныепрограммные комплексыИнтегрированная моделирующая средаизображенный на рисунке 3.7.САИИСАИИ.....САИИИсточник: составлено авторомРисунок 3.7 – Процесс создания САИИ.На первом уровне разработчик средств ИМ, на основе практического опытаиспользования ИМ и использования современных систем и новейших информационныхтехнологий создает общий инструментарий для конструирования САИИ в даннойпредметной области.В соответствии с принятой ранее классификацией – это интегрированнаямоделирующая среда для профессионалов ИМ.
Далее совместно профессионалами ИМ иЗаказчиками (исследователями) создается универсальная моделирующая среда для тойили иной предметной области. Роль исследователей в разработке данных инструментовсостоит в задании структуры и функций среды, определении уровня детализации, заданииформ ввода данных и вывода результатов и решении других постановочных задач.Непосредственную реализацию САИИ и проведение с их использованием исследованийосуществляет либо по заказу профессионал ИМ, либо сам исследователь.177Совместное участие в разработке САИИ и разработчика и будущего пользователяпозволит более глубоко учесть особенности предметной области, выделить основныезадачи и направления исследования.
Основная идея состоит в создании технологиимассовой разработки САИИ, а указанные общие признаки САИИ дают принципиальнуювозможность этого – сделать инструмент, подобный детскому конструктору, длянекоторой предметной области. С помощью этого конструктора профессионалы ИМ иисследователи смогут собирать разнообразные модели, относящиеся к данной предметнойобласти. В принципе этот подход не является ноу-хау. Например, подобного родабиблиотеки лежат в основе создания моделей в любом языке ИМ, допустим те же блоки вGPSS World, а еще с более высоким уровнем абстракции создание модели в системеARENA. Только в этом случае взаимодействие исследования с данным инструментомсущественно проще.В основе нашего подхода при создании подобного рода инструментов заложенпринцип максимальной автоматизации действий разработчика имитационных моделей иисследователя.
Это должен быть стандартизованный набор программных компонент,информационно совместимых друг с другом, методик и технологий их применения.Система должна быть построена так, чтобы этот набор компонент, методик и технологиймог пополняться без переработки всей системы при автоматизации новой функции илиэтапа. Каждая компонента должна иметь возможность гибких настроек параметров,обмена данными с другими компонентами, последовательно реализуя при этом один этапимитационного исследования за другим.Рядом ученых и специалистов проводились оценка влияния автоматизации наметодологию проведения ИИСС.
Наиболее полно и детально результаты такогоисследования изложены в [39].Проведем унификацию результатов этих исследований в соответствии с новойметодологией для всех трех типов САИИ – интегрированной моделирующей среды,универсальной моделирующей среды и имитационных приложений.Идея создания различных моделирующих сред и последующего созданияимитационных приложений с их использованием появилась у автора и его коллегнесколько лет назад (в 2003 г.) [23-26], [35-36] и последовательно претворяется в жизнь.Как описано в главе 2, в результате эволюции за последние годы традиционныйпроцесс проведения ИИСС претерпел существенные структурные изменения.
Авторомпроведен детальный анализ структуры ИИСС. В результате, после проведения оценкиналичия программных средств, уровня их реализации, охвата отдельных этапов, а такжеанализа возможностей современных информационных технологий, была проведена178реструктуризация традиционного подхода к проведению ИИСС. Ряд этапов при этом былобъединен, некоторые этапы видоизменены, появились и новые этапы.Изменения структуры проведения исследования (объединение этапов, разделениеодного этапа на несколько этапов, появление новых этапов) связаны с разграничениемфункций между существующими на настоящий момент программными комплексами,логическим разделением потоков данных и результатов.В соответствии с проведенной нами в начале главы формализации нового подходак ИИСС, каждому этапу в этой структуре должна соответствовать своя программнаяподсистема (Пi).
При работе с каждой подсистемой логически можно выделитьjпрограммные компоненты (Пi ). Все эти подсистемы и программные компонентыобъединяются управляющей программой (Пу). При конкретной реализации САИИколичество этапов и состояний этапов будет различно, как будут различаться ипрограммы, реализующие эти элементы интегрированной системы. Все зависит отразработчика системы, выбранных инструментальных средств, взгляда на методологиюисследования и ряда других факторов.К сожалению, некоторые исходные данные, которые не собираются автоматически,приходится в САИИ вводить как экспертные данные (или собранные вручную).
Такжеостается и ряд операций при анализе результатов и оформлении результатов, которыенужно делать вне среды и затем вводить их вручную.Ещеразотметим,чтоданнаяструктураотражаеттолькологическуюпоследовательность укрупненных операций и действий исследователя. Физическая(программная) реализация может вносить множество нюансов и дополнений.Рассмотрим далее более подробно концептуальный состав программных средствСАИИ,принципыструктурыорганизацииданныхирезультатов,архитектуруорганизации и проведения вычислений в САИИ.3.5Концептуальные принципы организации исследования в САИИНаличие множества работающих и хорошо документированных программ еще непозволяет их просто объединить и эффективно организовать процесс разработкиимитационных приложений.
Для этого нужно определить общие принципы архитектурывсего приложения, стандарты программного сопряжения всех модулей и способыпроведения вычислений на каждом этапе ИИСС.179При формальном описании интегрированной системы проведения ИИСС мывыделили ряд основных элементов, составляющих САИИ: – управляющая программа(Пу), подсистемы реализующие отдельные этапы (Пi) и множество программныхjкомпонент (Пi ) составляющие эти этапы.
Каждая из этих программ логически можетбыть представлена как совокупность: структуры организации данных (СОД), языкадиалога пользователя с системой (ЯП) и множества вычислительных процедур (В).Используя данный подход, учитывая методологические основы проведения ИИСС ивозможностисовременныхинформационныхтехнологий,можносформулироватьследующие семь основополагающих принципов интеграции программ и организацииисследования в САИИ:1.Централизация управления исследованием.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
