Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем (2001) (1186219), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Работа модели на интервале [0, 7]называется прогоном модели.На схеме, изображенной на рис. 3.4, обозначено: I=i; J=j; K=k; N==N\ T=t; DT=At;Q=qЦ~ 0PMJQK] ||В общем случае алгоритмы фиксации и статистической обработки данных моделированияHem - . ' 2 'JOB [S (КПсодержат три цикла. Полагаем, что имеетсямашинная модель Мм системы S./BPM[Qk]/Внутренний цикл (блоки 5 — 8) позволяf~ Останов Jет получить последовательность q,(t)=q (jAt),У=0, к в моменты времени /=0, At, 2At, —» Рис. 3.4. АлгоритмkAt = T. Основной блок 7 реализует процедуру фиксации и обработки результатов модевычисления последовательности q,{t): ВЫЧлирования системы[6/(7)].
Именно в этом блоке имитируетсяпроцесс функционирования моделируемой системы S на интервалевремени [0, 7].Промежуточный цикл (блоки 3 — 10), в котором организуется ЛГ-кратное повторение прогона модели, позволяющее после соответствующей статистической обработки результатов судить обоценках характеристик моделируемого варианта системы. Окончание моделирования варианта системы S может определяться нетолько заданным числом реализаций (блок 10), как это показано насхеме, но н заданной точностью результатов моделирования.В этом цикле содержится блок 9, реализующий процедуру фиксации103результатов моделирования по i-му прогону модели qt(t): ФРМВнешний цикл (блоки 1 —12) охватывает оба предшествующих цикла и дополнительно включает блоки 1, 2,11,12, управляющие последовательностью моделирования вариантов системы S.Здесь организуется поиск оптимальных структур, алгоритмов и параметров системы S, т. е. блок 11 обрабатывает результаты моделирования исследуемого k-то варианта системы ОРМ [QK\, блок 12проверяет удовлетворительность полученных оценок характеристикпроцесса функционирования системы qf**(t) требуемым (ведет поиск оптимального варианта системы ПОВ [5 (-£)]).
блок 1 изменяетструктуру, алгоритмы и параметры системы S на уровне вводаисходных данных для очередного к-ro варианта системы ВИД[S(K)]. Блок 13 реализует функцию выдачи результатов моделирования по каждомуfc-муварианту модели системы Sk, \. е. ВРМ[QK\Рассмотренная схема позволяет вести статистическую обработкурезультатов моделирования в наиболее общем случае при нестационарном критерии q(t).
В частных случаях можно ограничитьсяболее простыми схемами [22, 29, 37].Если свойства моделируемой системы S определяются значением критерия q (?) в некоторый заданный момент времени, напримерв конце периода функционирования модели t=kAt=T, то обработка сводится к оценке распределения и-мерного вектора q (t) noнезависимым реализациям £<(/), i = l , N, полученным в результатеN прогонов модели.Если в моделируемой системе 5 по истечению некоторого времени с начала работы ;0=&0Д/ установится стационарный режим, тоо нем можно судить по одной, достаточно длинной реализации4i(0 критерия q (0, стационарного и эргодического на интервале[/0, Т\. Для рассмотренной схемы это означает, что исключаетсясредний цикл (и= 1) и добавляется оператор, позволяющий начатьобработку значений qx (jAt) при j^k0.Другая особенность применяемых на практике методов статистической обработки результатов моделирования связана с исследованием процесса функционирования систем с помощью моделейблочной конструкции.
В этом случае часто приходится применятьраздельное моделирование отдельных блоков модели, когда имитация входных воздействий для одного блока проводится на основеоценок критериев, полученных предварительно на другом блокемодели. При раздельном моделировании может иметь место либонепосредственная запись в накопителе реализаций критериев, либоих аппроксимация, полученная на основе статистической обработки104результатов моделирования с последующим использованием генераторов случайных чисел для имитации этих воздействий.Подэтапы третьегоэтапамоделирования. Прежде чем приступитьк последнему, третьему, этапу моделирования системы, необходимодля его успешного проведения иметь четкий план действий, сводящийся к выполнению следующих основных подэтапов.3.1.
Планирование машинного эксперимента с моделью системы.Перед выполнением рабочих расчетов на ЭВМ должен быть составлен план проведения эксперимента с указанием комбинаций переменных и параметров, для которых должно проводиться моделирование системы S.
Планирование машинного эксперимента призвано дать в итоге максимальный объем необходимой информацииоб объекте моделирования при минимальных затратах машинныхресурсов. При этом различают стратегическое и тактическое планирование машинного эксперимента. При стратегическом планировании эксперимента ставится задача построения оптимального планаэксперимента для достижения цели, поставленной перед моделированием (например, оптимизация структуры, алгоритмов и параметэв системы 5, исследуемой методом моделирования на ЭВМ),актическое планирование машинного эксперимента преследуетчастные цели оптимальной реализации каждого конкретного эксперимента из множества необходимых, заданных при стратегическом планировании (например, решение задачи выбора оптимальныхправил остановки при статистическом моделировании системы S наЭВМ). Для получения наиболее эффективного плана машинногоэксперимента необходимо использовать статистические методы [10,18, 21].3.2. Определение требований к вычислительным средствам.
Необходимо сформулировать требования по времени использования вычислительных средств, т. е. составить график работы на одной илинескольких ЭВМ, а также указать те внешние устройства ЭВМ,которые потребуются при моделировании. При этом также рационально оценить, исходя из требуемых ресурсов, возможность использования для реализации конкретной модели персональнойЭВМ или локальной вычислительной сети.3.3. Проведение рабочих расчетов. После составления программымодели и плана проведения машинного эксперимента с модельюсистемы S можно приступить к рабочим расчетам на ЭВМ, которыеобычно включают в себя: а) подготовку наборов исходных данныхдля ввода в ЭВМ; б) проверку исходных данных, подготовленныхдля ввода; в) проведение расчетов на ЭВМ; г) получение выходныхданных, т.
е. результатов моделирования.Проведение машинного моделирования рационально выполнятьв два этапа: контрольные, а затем рабочие расчеты. Причем контрольные расчеты выполняются для проверки машинной моделиМм и определения чувствительности результатов к изменению исходных данных.¥ins3.4. Анализ результатов моделирования системы. Чтобы эффективно проанализировать выходные данные, полученные в результате расчетов на ЭВМ, необходимо знать, что делать с результатами рабочих расчетов и как их интерпретировать. Эти задачимогут быть решены на основании предварительного анализа надвух первых этапах моделирования системы S. Планирование машинного эксперимента с моделью Мм позволяет вывести необходимое количество выходных данных и определить метод их анализа.При этом необходимо, чтобы на печать выдавались только терезультаты, которые нужны для дальнейшего анализа.
Также необходимо полнее использовать возможности ЭВМ с точки зренияобработки результатов моделирования и представления этих результатов в наиболее наглядном виде. Вычисление статистическиххарактеристик перед выводом результатов из ЭВМ повышает эффективность применения машины и сводит к минимуму обработкувыходной информации после ее вывода из ЭВМ.3.5. Представление результатов моделирования. Как уже отмечалось, необходимо на третьем этапе моделирования уделить внимание форме представления окончательных результатов моделирования в виде таблиц, графиков, диаграмм, схем и т.
п. Целесообразнов каждом конкретном случае выбрать наиболее подходящуюформу, так как это существенно влияет на эффективность их дальнейшего употребления заказчиком. В большинстве случаев наиболеепростой формой считаются таблицы, хотя графики более наглядноиллюстрируют результаты моделирования системы S. При диалоговых режимах моделирования наиболее рациональными средствами оперативного отображения результатов моделирования являются средства мультимедиа технологии.3.6.
Интерпретация результатов моделирования. Получив и проанализировав результаты моделирования, их нужно интерпретировать по отношению к моделируемому объекту, т. е. системе S.Основное содержание этого подэтапа — переход от информации,полученной в результате машинного эксперимента с моделью Мы,к информации применительно к объекту моделирования, на основании которой и будут делаться выводы относительно характеристикпроцесса функционирования исследуемой системы S.3.7.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
