Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем (3-е изд., 2001) (1186218), страница 61
Текст из файла (страница 61)
При синтезе системы S на базе еемашинной модели Мы необходимо принять меры по организациизависимых испытаний анализируемых вариантов системы и оценкечувствительности модели к вариации ее параметров, что позволитупростить работу с моделью на каждом шаге оптимизации.258Контрольные вопросы7.1. Каковы особенности имитационного эксперимента на ЭВМ с точки зренияобработки результатов?7.Z В чем сущность методов фиксации и обработки результатов при статистическом моделировании систем на ЭВМ?7.3.
Какие методы математической статистики используются для анализа результатов имитационного моделирования систем?7.4. Какое место занимают имитационные модели при машинном синтезесистем?7.5. Какова цель организации зависимых испытаний модели системыиаЭВМ?ГЛАВА 8МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМТИПОВЫХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ СХЕМОбъекты информационных систем характеризуются сложностью структуры, алгоритмов поведения, многопараметричностью, что, естественно, приводит и к сложности их машинных моделей; это требует при их разработкепостроения иерархических модульных конструкций, а также использованияформального описания внутрисистемных процессов. Типовые математическиесхемы являются связующим звеном в цепочке «концептуальная модель — машинная модель», позволяя эффективно решать при моделировании проблемывзаимодействия заказчика (постановщика задачи) и исполнителя (разработчикамодели).
Наиболее характерными для информационных систем являютсяобъекты дискретного типа (дискретные производственные процессы, вычислительные комплексы, каналы передачи данных, информационные сети и т. д.), чтопредопределяет необходимость детального ознакомления с машинным моделированием на базе дискретных, вероятностных, а также универсальных типовыхматематических схем.8.1.
ИЕРАРХИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПРОЦЕССОВФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМПри машинной реализации любой из рассмотренных типовыхматематических схем (£>, F, P, Q, N, Л-схем) необходимо решитьвопрос о взаимодействии блоков модели Мм при использованиианалитического, имитационного или комбинированного (аналитико-имитационного) подходов.Блочная конструкция модели. Рассмотрим машинную модельМы системы S как совокупность блоков {m,}, i = l , п. Каждый блокмодели можно охарактеризовать конечным набором возможныхсостояний {z0}, в которых он может находиться. Пусть в течениерассматриваемого интервала времени (О, Т), т. е. времени прогонамодели, блок изменяет состояния в моменты времени t.^^T, гдеj — номер момента времени. Вообще моменты времени смены состояний блока ш, можно условно разделить на три группы: 1) случайные моменты, связанные с внутренними свойствами части системы S, соответствующей данному блоку; 2) случайные моменты,связанные с изменением состояний других блоков (включая блоки,имитирующие воздействия внешней среды Е); 3) детерминированные моменты, связанные с заданным расписанием функционирования блоков модели [29, 36, 37, 53].260,toAZ).MAS)+i3)Моментами смены соБлок т,стояниймоделиМвцеыA<)\!+<*'*«> 'J.
f*;''AS) tlK)лом t ^T будем считатьБлок тг(все моменты измененияI i /"!Jt(j)i' ' Ji ^ i tJ +J yj iii I! 'I! ! '!Блок т3состояний блоков {mi},1 1] 1 Ml1 1I И i 1 t1i1 Ml11 1 l 1 1 1Mi1 i n1i i il 1 1т. е. {*,">}€{**}, i=THМодель М„tПример для модели с тре (0) ft) (Q U) W IS) Wмя блоками mlt т2 и тгРис.
8.1. Смена состояний модели для случаяпоказан на рис. 8.1.трех блоковwПри этом моменты f,и г* являются моментами системного времени, т. е. времени, в котором функционирует моделируемая система S, но не моментамимашинного времени. Мгновенные изменения состояний модели вовремя дискретного события (особого состояния) возможны толькопри моделировании в системном времени.При моделировании для каждого блока модели mh i = l , и,необходимо фиксироватьмомент очередного перехода блока в новое состояние r,w и номер этого состояния s» образуя при этоммассив состояний. Этот массив отражает динамику функционирования модели системы, так как в нем фиксируются все измененияв процессе функционирования моделируемой системы S по времени.В начале моделирования в массив состояний должны быть занесеныисходные состояния, заданные начальными условиями.При машинной реализации модели Мы ее блоки, имеющие аналогичные функции, могут быть представлены в виде отдельныхпрограммных модулей.
Ра1бота каждого такого модуляАА,имитируетработу всех одно:1типных блоков. В общем*случае при числе блоков моАгдели л можно получить наJибор машинных модулей/<и. Таким образом, каждому блоку или элементу мо*дели будет соответствоватьС.Lнекоторый модуль или «стагнеппндартная подпрограмма»,> ^число которых не будет превосходить числа блоков моСгСздели.пГ^МоделирующийалгоТиповая укрупненная<СА la 1 iйНет ритм.схема моделирующего алгоiОгритма, построенного поi1Lблочному принципу, для си„„,стемс дискретными событиDтttttttГ••Г<СJ11ГРис. 8.2.
Типовая укрупненная схема моде-лирующего алгоритмаwк__ями приведена на рис. о.2.261Эта схема содержит следующие укрупненные модули: А — модульзадания начальных значений состояний, содержащий два подмодуля (At — для задания начальных состояний моделируемого варианта и А? — для задания начальных состояний для одного прогонамодели); В — модуль определения очередного момента смены состояния, осуществляющий просмотр массива состояний и выбирающий блок моделит„ i=\, n, с минимальным временем сменысостояния min f,w; С — модуль логического переключения, содержащий три подмодуля (Cj — для логического перехода по номерублока модели / или по времени Т, т.
е. для решения вопросао завершении прогона; С2 — для фиксации информации о состояниях, меняющихся при просмотре блока, а также для определениямомента следующей смены состояния блока /л,- и номера следующего особого состояния sQ; C3 — для завершения прогона в случае,когда t^^T, фиксации и предварительной обработки результатовмоделирования); D — модуль управления и обработки, содержащий два подмодуля (D1 — для проверки окончания исследованияварианта модели Мм по заданному числу прогонов или по точностирезультатов моделирования; D2 — для окончательной обработкиинформации, полученной на модели Мм, и выдачи результатовмоделирования).Данная укрупненная схема моделирующего алгоритма соответствует статике моделирования. При необходимости организациимоделирования последовательностей вариантов модели Мм и проведении оптимизации моделируемой системы 5, например , на этапеее проектирования, т.
е. для решения вопросов, относящихся к динамике моделирования, следует добавить внешний цикл для варьирования структуры, алгоритмов и параметров модели Мм.Пример 8.1. Рассмотрим модульный принцип реализации модели S, формализованной в виде Q-схемы. Пусть имеется L -фазная многоканальна Q-схема безпотерь с L -входными потоками заявок. В каждой фазе имеется!,', j =1, L , каналовобслуживания. Определить распределения времени ожидания заявок в каждой фазеи времени простоя каждого обслуживающего канала.В качестве блоков модели Мы будем рассматривать: m — блоки источниковикзаявок, имитирующие L входных потоков; m — блоки каналов обслуживания,имитирующие функционирование каналов; m — блок взаимодействия, отражающий взаимосвязь всех блоков машинной модели Мм.
При этом в массиве состояний будем фиксировать моменты поступления заявок, освобождения каналов и окончания моделирования, т. е. количество элементов этого массива будет равноСхема моделирующего алгоритма для данного примера приведена на рис. 8.3.Как видно из схемы, в подмодуле С2 предусмотрены три вида процедур С2, С2 и С2.Первая процедура С'2 работает при поступлении заявки из любого входного потока,вторая процедура С2 работает в момент освобождения канала любой фазы об-262служивания, кроме последней, третьяпроцедура С'2" работает при освобождении канала последней фазы, т. е.гпри окончании обслуживания заявкиg-схемой.Рассмотрим более подробно операторы процедур С2, C'i и С'2". Оператор С2i определяет принадлежностьзаявки к одному из L входных потоков, генерируемых модулем В.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
