Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем (3-е изд., 2001) (1186218), страница 24
Текст из файла (страница 24)
3.3. Символы и схемы моделирующих алгоритмовПример изображения схемы моделирующего алгоритма показанна рис. 3.3, э.Обычно схема является наиболее удобной формой представления структуры моделирующих алгоритмов. В ряде случаев используются и другие формы представления моделирующих алгоритмов,например форма граф-схем (рис. 3.3, а). Здесь Я, — начало, Kt —конец, В, — вычисление, Ф, — формирование, Л, — проверка условия, Ci — счетчик, Р, — выдача результата, i'=l, g, где g — общеечисло операторов моделирующего алгоритма. В качестве поясненияк граф-схеме алгоритма в тексте дается раскрытие содержанияоператоров, что позволяет упростить представление алгоритма, ноусложняет работу с ним.Моделирующие алгоритмы могут быть также представленыв виде операторных схем [4]. Обозначения операторов на такойсхеме соответствуют обозначениям для граф-схем.
Для рассмотренного примера операторная схема алгоритма имеет видЛ?-4Д2Л3Л4Ф3Р6Я7.Более подробно с формой представления логической структурымоделирующих алгоритмов и машинных программ познакомимсяпри рассмотрении имитационных моделей процессов функционирования различных систем и способов их реализации на ЭВМ.Подэтапы второго этапа моделирования. Рассмотрим подэтапы,выполненные при алгоритмизации модели системы и ее машиннойреализации, обращая основное внимание на задачи каждого подэтапа и методы их решения.2.1.
Построение логической схемы модели. Рекомендуется строить модель по блочному принципу, т. е. в виде некоторой совокупности стандартных блоков. Построение модели систем S из таких98блоков обеспечивает необходимую гибкость в процессе ее эксплуатации, особенно на стадии машинной отладки. При построенииблочной модели проводится разбиение процесса функционированиясистемы на отдельные достаточно автономные подпроцессы. Такимобразом, модель функционально подразделяется на подмодели,каждая из которых в свою очередь может быть разбита на ещеболее мелкие элементы. Блоки такой модели бывают двух типов:основные и вспомогательные.
Каждый основной блок соответствуетнекоторому реальному подпроцессу, имеющему место в моделируемой системе S, а вспомогательные блоки представляют собойлишь составную часть машинной модели, они не отражают функции моделируемой системы и необходимы лишь для машиннойреализации, фиксации и обработки результатов моделирования.2.2. Получение математических соотношений.
Одновременно с выполнением подэтапа построения логической схемы модели необходимо получить, если это возможно, математические соотношенияв виде явных функций, т. е. построить аналитические модели. Этотподэтап соответствует неявному заданию возможных математических соотношений на этапе построения концептуальной модели. Привыполнении первого этапа еще не может иметься информациио конкретном виде таких математических соотношений, а на второмэтапе уже необходимо получить эти соотношения.
Схема машинноймодели Мм должна представлять собой полное отражение заложенной в модели концепции и иметь: а) описание всех блоков моделис их наименованиями; б) единую систему обозначений и нумерациюблоков; в) отражение логики модели процесса функционированиясистемы; г) задание математических соотношений в явном виде.Таким образом, в общем случае построенная машинная модельМы системы будет иметь комбинированный характер, т. е. отражатьаналитико-имитационный подход, когда часть процесса в системеописана аналитически, а другая часть имитируется соответствующими алгоритмами.2.3.
Проверка достоверности модели системы. Эта проверка является первой из проверок, выполняемых на этапе реализации модели.Так как модель представляет собой приближенное описание процесса функционирования реальной системы S, то до тех пор, пока недоказана достоверность модели Мм, нельзя утверждать, что с еепомощью будут получены результаты, совпадающие с теми, которые могли бы быть получены при проведении натурного эксперимента с реальной системой S. Поэтому определение достоверностимодели можно считать наиболее важной проблемой при моделировании систем. От решения этой проблемы зависит степень доверияк результатам, полученным методом моделирования.
Проверкамодели на рассматриваемом подэтапе должна дать ответ на вопрос,насколько логическая схема модели системы и используемые математические соотношения отражают замысел модели, сформированный на первом этапе. При этом проверяются: а) возможность99решения поставленной задачи; б) точность отражения замысла в логической схеме; в) полнота логической схемы модели; г) правильность используемых математических соотношений.Только после того, как разработчик убеждается путем соответствующей проверки в правильности всех этих положений, можносчитать, что имеется логическая схема модели системы 5, пригодная для дальнейшей работы по реализации модели на ЭВМ.2.4.
Выбор инструментальных средств для моделирования. Наэтом подэтапе необходимо окончательно решить вопрос о том,какую вычислительную машину (ЭВМ, АВМ, ГВК) и какое программное обеспечение целесообразно использовать для реализациимодели системы S. Вообще, выбор вычислительных средств можетбыть проведен и на предыдущих подэтапах, но рассматриваемыйподэтап является последним, когда этот выбор должен быть сделанокончательно, так как в противном случае возникнут трудностив проведении дальнейших работ по реализации модели.* Вопросо выборе ЭВМ сводится к обеспечению следующих требований:а) наличие необходимых программных и технических средств; б)доступность выбранной ЭВМ для разработчика модели; в) обеспечение всех этапов реализации модели; г) возможность своевременного получения результатов.2.5. Составление плана выполнения работ по программированию.Такой план должен помочь при программировании модели, учитывая оценки объема программы-и трудозатрат на ее составление.План при использовании универсальной ЭВМ должен включатьв себя: а) выбор языка (системы) программирования модели; б) указание типа ЭВМ и необходимых для моделированияустройств; в) оценку примерного объема необходимой оперативнойи внешней памяти; г) ориентировочные затраты машинного времени на моделирование; д) предполагаемые затраты времени на программирование и отладку программы на ЭВМ.2.6.
Спецификация и построение схемы программы. Спецификацияпрограммы — формализованное представление требований, предъявляемых к программе, которые должны быть удовлетворены приее разработке, а также описание задачи, условия и эффекта действиябез указания способа его достижения. Наличие логической блоксхемы модели позволяет построить схему программы, котораядолжна отражать: а) разбиение модели на блоки, подблоки и т.
д.;б) особенности программирования модели; в) проведение необходимых изменений; г) возможности тестирования программы; д) оценку затрат машинного времени; е) форму представления входныхи выходных данных.Построение схемы программы представляет собой одну из основных задач на этапе машинной реализации модели. При этомособое внимание должно быть уделено особенностям выбранногодля реализации модели языка: алгоритмического языка общего100назначения или языка моделирования (например, SIMULA,SIMSCRIPT, GPSS).2.7. Верификация и проверка достоверности схемы программы.Верификация программы — доказательство того, что поведениепрограммы соответствует спецификации на программу. Эта проверка является второй на этапе машинной реализации модели системы.Очевидно, что нет смысла продолжать работу по реализации модели, если нет уверенности в том, что в схеме программы, по которойбудет вестись дальнейшее программирование, допущены ошибки,которые делают ее неадекватной логической схеме модели, а следовательно, и неадекватной самому объекту моделирования.
Приэтом проводится проверка соответствия каждой операции, представленной в схеме программы, аналогичной ей операции в логической схеме модели.2.8. Проведение программирования модели. При достаточно подробной схеме программы, которая отражает все операции логической схемы модели, можно приступить к программированию модели. Если имеется адекватная схема программы, то программирование представляет собой работу только для программиста без участия и помощи со стороны разработчика модели.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
