9. Особенности имитационного моделирования систем.
Имитационное моделирование – реализует процесс функционирования системы во времени, причем имитируются элементарные явления, составляющие процесс с сохранением их структуры. Это позволяет в определенный момент времени оценить характеристики системы. Фактически под имитационным моделированием понимается математическое:
Использование ЭВМ
Гибкость структуры модели
Возможность включение в моделирование натурного эксперимента
Имитационная модель – формальное описание логики функционирования исследуемой системы и взаимодействия отдельных ее элементов во времени, учитывающее наиболее существенные причинно-следственные связи, присущие системе и обеспечивающие проведение статических экспериментов.
Основные понятия имитационной модели: Событие – мгновенное изменение элемента системы или состояния системы в целом Работа – единичное действие системы по обработке входных данных Процесс – логически связанный набор работ Транзат – сообщение, поступившее на вход извне.
Требования к имитационной модели:
Отражать логикуфункционирования системы во времени
Обеспечивать возможность проведения статических экспериментов. В основе статических экспериментов лежит метод Монте-Карло.
имитационное моделирование является машинным методом моделирования благодаря развитию информационных технологий, что привело к появлению этого вида компьютерного моделирования. В имитационном моделировании важную роль играет не только проведение, но и планирование эксперимента на модели.
сущность имитационного моделирования:
В процессе имитационного моделирования исследователь имеет дело с четырьмя основными элементами:
реальная система;
логико-математическая модель моделируемого объекта;
имитационная (машинная) модель;
ЭВМ, на которой осуществляется имитация – направленный вычислительный эксперимент.
Исследователь изучает реальную систему, разрабатывает логико-математическую модель реальной системы.Имитационный характер исследования предполагает наличие логико - или логико-математических моделей, описываемых изучаемый процесс.
Составной характер сложной системы описывает представление ее модели в виде трех множеств: < A, S, T >, где А – множество элементов (в их число включается и внешняя среда); S – множество допустимых связей между элементами (структура модели); Т – множество рассматриваемых моментов времени.
Особенностью имитационного моделирования является то, что имитационная модель позволяет воспроизводить моделируемые объекты:
с сохранением их логической структуры;
с сохранением поведенческих свойств (последовательности чередования во времени событий, происходящих в системе), т.е. динамики взаимодействий.
Отличительной особенностью метода имитационного моделирования является возможность описания и воспроизведения взаимодействия между различными элементами системы. Таким образом, чтобы составить имитационную модель, надо:
представить реальную систему (процесс), как совокупность взаимодействующих элементов;
алгоритмически описать функционирование отдельных элементов;
описать процесс взаимодействия различных элементов между собой и с внешней средой.
Ключевым моментом в имитационном моделировании является выделение и описание состояний системы. Система характеризуется набором переменных состояний, каждая комбинация которых описывает конкретное состояние. Следовательно, путем изменения значений этих переменных можно имитировать переход системы из одного состояния в другое. Таким образом, имитационное моделирование – это представле¬ние динамического поведения системы посредством продвижения ее от одного состояния к другому в соответствии с определенными правилами. Эти изменения состояний могут происходить либо непрерывно, либо в дискретные моменты времени. Имитационное моделирование есть динамическое отражение изменений состояния системы с течением времени.
При имитационном моделировании логическая структура реальной системы отображается в модели, а также имитируется динамика взаимодействий подсистем в моделируемой системе.