Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем (2001) (1186219), страница 40

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 40)

При этом определя­ются необходимые устройства ввода-вывода информации, описыва­ются на специальном языке генерации необходимые свойства раз­рабатываемой программы. Созданная таким образом программамоделирования является одновариантной и при необходимости вне­сения изменений в процессе моделирования системы S требуетсяпроведение новой генерации.При динамической генерации заранее оговариваются всеварианты рабочей программы моделирования системы 5, которыемогут потребоваться пользователю при машинном экспериментес моделью Мм. При решении конкретной задачи моделирования,т.

е. перед каждым новым прогоном программы в ходе машинногоэксперимента, вводится специальная параметрическая карта, опре­деляющая требуемый на этом прогоне вариант программы. Мони­тор пакета собирает необходимые модули и помещает их в опера­тивную память ЭВМ для решения задачи моделирования. Условияпроведения машинного эксперимента при динамической генерацииявляются более гибкими, но при этом увеличиваются затраты ма­шинных ресурсов на моделирование (увеличивается необходимыйобъем памяти и время моделирования каждого варианта моделисистемы 5).Кроме использования программных модулей, входящих в телоНИМ, пользователь имеет возможность подключать свои собствен­ные программы моделирования в точках пользователя. Имеетсятакже возможность замены имеющихся модулей ППМ на собствен­ные, что еще больше расширяет возможности моделирования раз­личных вариантов систем.Таким образом, программные средства ППМ объединяют в себетри главных качества: 1) содержат алгоритмические решения попроведению моделирования и обработке результатов моделирова­ния систем, доведенные до законченной машинной реализации;2) имеют механизм автоматической настройки на параметры конк­ретных машинных экспериментов, задаваемые пользователем паке­та на этапе генерации рабочих программ моделирования; 3) позво­ляют дополнять генерируемые ППМ рабочие программы модели­рования пользовательскими блоками, расширяющими возможно­сти проведения машинных экспериментов с конкретными объект­ами моделирования из заданного класса.Кроме программных средств ППМ содержит комплект докумен­тов, т.

е. ППМ является хорошо документированной системой дляразработки рабочих программ. Без наличия этой документациииспользование ППМ становится неэффективным. В состав комплек­та документов ППМ входят проектная документация, являющаяся165документацией разработчиков пакета, и пользовательская, необ­ходимая для эксплуатации пакета при решении конкретных задачмоделирования.Существенный момент подготовки к генерации рабочих про­грамм моделирования — обеспечение необходимой технической ба­зы, т. е. выбор необходимой для реализации функциональных воз­можностей ППМ конфигурации технических средств. Это не тольковыбор типа ЭВМ и используемой версии операционной системы, нои выбор объема памяти, средств сбора, преобразования и представ­ления информации. В описании каждого пакета указывается мини­мальная конфигурация технических средств, необходимая для егоработы.

При этом определяющими параметрами являются объемоперативной памяти ЭВМ, количество накопителей, необходимыйнабор средств ввода-вывода информации. Минимальная конфигу­рация технических средств обеспечивает удовлетворительную рабо­ту ППМ. Некоторое увеличение оперативной и промежуточнойпамяти, а также использование дополнительных периферийныхсредств повышает оперативность и расширяет возможности моде­лирования. Но при этом увеличиваются затраты на техническиесредства АСМ.Структурно АСМ можно разбить на следующие комплексыпрограмм: формирования базы данных об объекте моделирования(БДО); формирования базы данных о машинном эксперименте(БДЭ); моделирования процесса функционирования объекта; рас­ширения возможностей ППМ; организации различных режимовработы ППМ.Комплекс программ формирования БДО реализует все работыпо созданию в АСМ сведений о моделируемом объекте, т. е.

систе­ме S. Причем в БДО эти сведения хранятся в стандартной форме,принятой в АСМ. Информация об объекте может корректироватьсяпо мере получения новых сведений в процессе машинного модели­рования. Для формирования БДО требуются следующие програм­мы: ввода данных об объекте (сведения об элементах системы,типовых математических схемах и операторах их сопряжения); кор­ректировки введенной информации; перевода в стандартную форму;диспетчеризации процедур ввода; формирования БДО (расположе­ния информации во внешней памяти).В результате работы комплекса программ формирования БДЭв АСМ формируется база данных, т.

е. сведения, достаточные дляпроведения конкретных экспериментов с машинной модельюобъекта Мы. Информация для проведения машинного экспериментапереписывается из БДО и дополняется" в соответствии с планомэксперимента факторами, реакциями, критериями оценки и т. п. Дляформирования БДЭ необходимы следующие программы: ввода166данных о планируемом эксперименте (сведений о факторах, реакци­ях, начальных состояниях и т. п.); формирования БДЭ (выделениясведений из БДО, необходимых и достаточных для реализацииконкретного машинного эксперимента с моделью Мм); корректи­ровки введенной информации о машинном эксперименте; распо­ложения информации в архивах во внешней и оперативной памя­ти ЭВМ.Комплекс программ моделирования процесса функционирова­ния объекта непосредственно осуществляет решение постановлен­ной задачи моделирования, т. е. реализует план ведения машинныхэкспериментов, их организацию на ЭВМ и обработку промежуточ­ных данных и результатов эксперимента, взаимодействие с пользо­вателем.

Для решения задачи моделирования требуются следующиепрограммы: управления машинным экспериментом, реализациистратегии эксперимента и его диспетчеризация; машинной имита­ции, включая организацию вычислений и взаимосвязь модулеймодели Мм; обработки и выдачи результатов моделирования систе­мы S в различных режимах взаимодействия с пользователем.Комплекс программ расширения возможностей НИМ призванобеспечить пользователя средствами генерации новых программмоделирования при различных перестройках (объекта моделирова­ния, машинного эксперимента, обработки результатов и т. п.),возникающих при решении различных задач моделирования.

Приэтом в качестве базового языка пакета может быть выбран либоалгоритмический язык общего назначения, либо язык имитацион­ного моделирования (SIMSCRIPT, SIMULA, GPSS и т. д.).Комплекс программ организации различных режимов работыППМ кроме основной работы по диспетчеризации процесса функ­ционирования ППМ призван организовать его работу в режимедиалога с пользователем как на этапе ввода данных об объектемоделирования и эксперименте, корректировки БДО и БДЭ, таки непосредственно в ходе машинного эксперимента с модельюМм использования мультимедиа технологий.

Необходимо такжеобеспечить режим коллективного пользования пакетом, что сущест­венно расширяет возможности и эффективность АСМ.Обучение методам программной имитации систем. Специализиро­ванные языки и системы моделирования являются одним из базо­вых средств современной информационной технологии [35]. В по­следнее время наблюдается широкое развитие данных средств, со­вершенствование их возможностей и пользовательского интерфей­са.

Имеются программные пакеты GSPT, Vissim, SIMEX, GPSS/H,Stella, SimPack, DOBSim, Mosis, QSIM, SIMPLORER, Modsim и де­сятки других [2,48]. Рализация систем моделирования на персональ­ных компьютерах расширила сферу их использования в качестве167простого и эффективного средства поддержки этапа проектирова­ния сложных объектов и систем.Анализ рынка средств моделирования показывает, что наиболь­шую популярность получили транзактно-ориентированные языкикласса GPSS.

Это пакеты GPSS/World, GPSS/H, GPSSI PC. MicroGRSS. Языки данного класса хорошо согласуются с удобным опи­санием модели системы в форме Q-схемы (системы массового об­служивания).Система моделирования GPSS/PC, отличающаяся возможно­стью установки на персональные компьютеры разного класса, былавыбрана в качестве базовой для обучения методам программнойимитации сложных систем.

Пакет функционирует на персональныхкомпьютерах моделей с 1386 и выше, имеет более 70 типов блокови команд, а также около 50 системных параметров. В процессепрогона имитационной модели обеспечивается возможность посто­янного наблюдения в шести интерактивных графических окнах (ма­шинная мультипликация, работа одноканальных и многоканальныхустройств, функционирование блоков, отображение таблиц и мат­риц). Система выдает отчет о результатах моделирования, содер­жащий широкий спектр параметров блоков, устройств, очередей,таблиц, пользовательских списков.В процессе лабораторного практикума и курсового проектирова­ния обучающиеся приобретают навыки построения концептуальноймодели исследуемой системы и ее формализации, алгоритмизациии машинной реализации модели, интерпретации результатов моде­лирования.Широкие возможности GPSSfPC позволили создать на ее базепрактикум по курсу «Моделирование систем», состоящий из лабо­раторного практикума и комплекса, поддерживающего курсовоепроектирование [38, 39, 40, 51].Особенности GPSS.

Особенности построения и использованияв процессе моделирования GPSS целесообразно рассмотреть наконкретном примере такого пакета, который получил широкое рас­пространение в практике моделирования дискретных систем.Пример 5.1. Рассмотрим пакет прикладных программ моделирования и исследо­вания на ЭВМ дискретных систем [33, 38, 40].

Характеристики

Список файлов книги