Kompiuterinio modeliavimo samprata ir rūšys. Sistemų modeliavimo kompiuteriu galimybės ir efektyvumas Kompiuterinio modeliavimo rūšys

Kompiuteriniu modeliavimu plačiąja prasme suprasime modelių kūrimo ir tyrimo procesą naudojant kompiuterį. Paryškinti šių tipų modeliavimas:

Fizinis modeliavimas: kompiuteris yra eksperimentinės sąrankos arba simuliatoriaus dalis, jis priima išorinius signalus, atlieka atitinkamus skaičiavimus ir išduoda signalus, kurie valdo įvairius manipuliatorius. Pavyzdžiui, mokymo modelis orlaivis, kuris yra ant atitinkamų manipuliatorių, prijungtų prie kompiuterio, sumontuota kabina, kuri reaguoja į piloto veiksmus ir keičia kabinos pasvirimą, prietaisų rodmenis, vaizdą pro langą ir pan., imituojant tikro orlaivio skrydį;

Dinaminis arba skaitmeninis modeliavimas, apimantis skaitinį algebrinės ir sistemos sprendimą diferencialines lygtis skaičiuojamosios matematikos metodai ir skaičiavimo eksperimento atlikimas su įvairių parametrų sistema, pradinės sąlygos ir išorinių poveikių. Naudojamas imituoti įvairius fizinius, biologinius, socialinius ir kitus reiškinius: švytuoklės svyravimus, bangų sklidimą, populiacijos pokyčius, tam tikros gyvūnų rūšies populiacijas ir kt.;

Imitacinis modeliavimas – tai kompiuterinės programos (arba programinės įrangos paketo), kuri reikiamu tikslumu imituoja sudėtingos techninės, ekonominės ar kitos sistemos elgseną kompiuteryje, sukūrimas. Imitacinis modeliavimas suteikia formalų tiriamos sistemos funkcionavimo logikos aprašymą laikui bėgant, kuriame atsižvelgiama į reikšmingas jos komponentų sąveikas ir užtikrinamas statistinių eksperimentų atlikimas. Objektiniai kompiuteriniai modeliai naudojami tiriant ekonominių, biologinių, socialinių ir kitų sistemų elgseną, kuriant kompiuterinius žaidimus, vadinamąjį „virtualųjį pasaulį“, edukacines programas, animacijas. Pavyzdžiui, technologinio proceso modelis, aerodromas, tam tikra pramonės šaka ir pan.;

Statistinis modeliavimas naudojamas stochastinėms sistemoms tirti ir susideda iš kartotinių ir vėlesnių testų statistinis apdorojimas gautus rezultatus. Panašūs modeliai leidžia ištirti visų rūšių eilių sistemų, daugiaprocesorių sistemų, informacinių ir kompiuterių tinklų bei įvairių dinaminių sistemų, kurias veikia atsitiktiniai veiksniai, elgseną. Statistiniai modeliai naudojami sprendžiant tikimybines problemas, taip pat apdorojant didelius duomenų kiekius (interpoliacija, ekstrapoliacija, regresija, koreliacija, pasiskirstymo parametrų skaičiavimas ir kt.). Jie skiriasi nuo deterministinių modelių, kurių naudojimas apima algebrinių ar diferencialinių lygčių sistemų skaitinį sprendimą arba tiriamo objekto pakeitimą deterministiniu automatu;

Informacinis modeliavimas susideda iš informacinio modelio sukūrimo, tai yra specialiai organizuotų duomenų (ženklų, signalų) rinkinio, atspindinčio svarbiausius tiriamo objekto aspektus. Yra vaizdiniai, grafiniai, animaciniai, tekstiniai ir lentelės informacijos modeliai. Tai visų rūšių diagramos, grafikai, grafikai, lentelės, diagramos, brėžiniai, animacijos, padarytos kompiuteriu, įskaitant skaitmeninį žvaigždžių žemėlapį, kompiuterio modelį žemės paviršiaus ir kt.;

Žinių modeliavimas apima sistemos kūrimą dirbtinis intelektas, kuris yra pagrįstas tam tikros dalykinės srities žinių baze (dalis realus pasaulis). Žinių bazės susideda iš faktų (duomenų) ir taisyklių. Pavyzdžiui, kompiuterinė programa, galinti žaisti šachmatais, turi veikti su informacija apie įvairių „gebėjimus“. šachmatų figūros ir „žinoti“ žaidimo taisykles. KAM ši rūšis modeliai apima semantinius tinklus, loginius žinių modelius, ekspertų sistemas, loginiai žaidimai ir tt Loginiai modeliai naudojami žinioms reprezentuoti ekspertinėse sistemose, dirbtinio intelekto sistemoms kurti, loginėms išvadoms atlikti, teoremoms, matematinėms transformacijoms įrodyti, robotams kurti, natūraliai kalbai bendrauti su kompiuteriais, virtualios realybės efektui kurti. Kompiuteriniai žaidimai ir tt

Remiantis modeliavimo tikslais, kompiuteriniai modeliai skirstomi į grupes:

Aprašomieji modeliai, naudojami siekiant suprasti tiriamo objekto prigimtį, identifikuojant reikšmingiausius veiksnius, įtakojančius jo elgesį;

Optimizavimo modeliai, leidžiantys pasirinkti geriausias būdas techninės, socialinės-ekonominės ar kitos sistemos (pavyzdžiui, kosminės stoties) valdymas;

Prognozavimo modeliai, padedantys numatyti objekto būseną vėlesniais laiko momentais (žemės atmosferos modelis, leidžiantis numatyti orą);

Ugdymo modeliai, naudojami mokant, rengiant ir tikrinant studentus, būsimus specialistus;

Žaidimo modeliai, leidžiantys sukurti žaidimo situaciją, imituojančią armijos, valstybės, įmonės, asmens, lėktuvo ir kt. valdymą arba žaidžiant šachmatais, šaškėmis ir kitus loginius žaidimus.

Kursinis darbas tema Matematinis modeliavimas Registracijos reikalavimai šioje nuorodoje: http://www.mfua.ru/for-students-and-postgraduates/materials-for-a-session-and-yoke/oformlenie-kursovoy-raboty/ Failo tipas turi būti įkeltas su plėtiniu „.doc“ arba „docx“. Ją reikia atlikti 3 etapais (pridedu ekrano kopiją), taip pat pagrindinės temos: 1. Modeliavimas kaip konkrečius etapus atspindintis procesas. 2. Pagrindinis kiekvieno etapo turinys 3. Modelio įgyvendinimas bendruoju atveju (diegimo aplinkos pasirinkimas, reikalavimai jai, patogumas ar nepatogumas ir kt.) 4. Kūrimas konkretus modelis jūsų temos procesą, kaip generatoriaus naudojimo pavyzdį atsitiktiniai dydžiai su gautų rezultatų analize (perskaitykite metodus savo tema ir įforminkite juos aplinkoje)

Kursinis darbas tema Matematinis modeliavimas Registracijos reikalavimai šioje nuorodoje: http://www.mfua.ru/for-students-and-postgraduates/materials-for-a-session-and-yoke/oformlenie-kursovoy-raboty/ Failo tipas turi būti įkeltas su plėtiniu „.doc“ arba „docx“. Tai reikia daryti 3 etapais (pridedu ekrano kopiją), taip pat pagrindinės temos: 1. Skaityti daugiau

Atlikto darbo fragmentas:ĮVADAS Efektyvus modeliavimo modeliavimas neįmanomas be kompiuterio. Sąvokos „kompiuterinis modeliavimas“ ir „modeliavimas“ tapo beveik sinonimais. Kompiuterių naudojimas matematinis modeliavimas atveria galimybę išspręsti visą klasę problemų, ir ne tik ko simuliaciniam modeliavimui. Kitiems modeliavimo tipams kompiuteris taip pat labai praverčia. Pavyzdžiui, atliekant vieną iš pagrindinių tyrimo etapų – konstravimą matematiniai modeliai Eksperimentiniais duomenimis, šiuo metu tai tiesiog neįsivaizduojama be kompiuterio naudojimo. (darbus atliko specialistai Autorius 24) B pastaraisiais metais, dėl grafinės sąsajos ir grafinių paketų kūrimo, kompiuterinis, struktūrinis ir funkcinis modeliavimas buvo plačiai išplėtotas. Pradėta naudoti kompiuterį net konceptualiame modeliavime, kur jis naudojamas, pavyzdžiui, kuriant dirbtinio intelekto sistemas. Taigi „kompiuterinio modeliavimo“ sąvoka yra daug platesnė nei tradicinė „kompiuterinio modeliavimo“ sąvoka. Šiuo metu kompiuterinis modelis dažniausiai suprantamas kaip: objekto ar tam tikros objektų sistemos (ar procesų) aprašymas naudojant tarpusavyje sujungtas kompiuterines lenteles, struktūrines diagramas, diagramas, grafikus, brėžinius, animacijos fragmentus ir kt., atvaizduojant struktūrą ir ryšius tarp objekto elementai. Šio tipo kompiuterių modeliai vadinami struktūriniais-funkciniais; atskira programa, programų rinkinys, programinis paketas, leidžiantis, naudojant skaičiavimų seką ir grafinį jų rezultatų atvaizdavimą, atkurti (imituoti) objekto, objektų sistemos funkcionavimo procesus, atsižvelgiant į įvairių, tarp jų ir atsitiktinių, veiksnių įtaka jai. Tokie modeliai vadinami modeliavimo modeliais. Rusijos Federacijoje išgaunama daug energetinių mineralų – naftos, anglių, durpių, urano. Bendrame energetinių žaliavų vartojimo balanse Rusijoje dalis gamtinių dujų o aliejus sudaro daugiau nei 60 proc. Paieška, tyrinėjimas ir plėtra naftos telkinių nustato kūrėjams Įgyvendinimo uždavinius: atsižvelgiant į įvairius veiksnius, įvedant naujus informacines technologijas saugojimo surinkimo sistemoms organizuoti ir atitinkamai apdoroti kiekybinius ir kokybiška informacija padėti specialistams priimti sprendimus valdant tokių sričių plėtros procesą. Tai paaiškina intensyvumą moksliniai tyrimaišioje srityje, kurios priklauso žemas lygisžinių formalizavimas ir būtinybė išaiškinti esamus matematinius modelius

Įprasta atskirti du modeliavimo būdus naudojant kompiuterines technologijas:

  • 1) matematinis (loginis-matematinis), kuriame modeliavimas, įskaitant modelių konstravimą, atliekamas matematikos ir logikos, taip pat kompiuterinių technologijų priemonėmis;
  • 2) modeliavimas (programinė įranga), kuriame tiriamo objekto loginis-matematinis modelis yra objekto funkcionavimo algoritmas, realizuotas kompiuteriui skirto programinio paketo pavidalu.

Išvardinti modeliavimo tipai nėra vienas kito nepaneigiantys ir gali būti naudojami tiriant sudėtingus objektus vienu metu arba kartu. Be to, tam tikra prasme konceptualus ir, tarkime, struktūrinis-funkcinis modeliavimas vienas nuo kito nesiskiria, nes tos pačios blokinės diagramos yra specialūs ženklai su nustatytomis operacijomis.

Kompiuterinis modeliavimas

Tradiciškai kompiuterinis modeliavimas reiškė tik imitacinį modeliavimą. Tačiau matyti, kad kitų tipų modeliavime kompiuteris gali būti labai naudingas, išskyrus fizinį modeliavimą, kai kompiuteris taip pat gali būti naudojamas, bet veikiau modeliavimo proceso valdymo tikslais. Pavyzdžiui, matematiniame modeliavime atlikti vieną iš pagrindinių etapų – matematinių modelių konstravimą remiantis eksperimentiniais duomenimis – šiuo metu tiesiog neįsivaizduojama be kompiuterio. Pastaraisiais metais, tobulėjant grafinei sąsajai ir grafiniams paketams, kompiuterinis, struktūrinis ir funkcinis modeliavimas pradėtas naudoti net konceptualiame modeliavime, kur jis naudojamas, pavyzdžiui dirbtinio intelekto sistemų kūrimas.

Taigi akivaizdu, kad „kompiuterinio modeliavimo“ sąvoka yra daug platesnė už tradicinę „kompiuterinio modeliavimo“ sąvoką ir ją reikia patikslinti, atsižvelgiant į šių dienų realijas.

Šiuo metu pagal kompiuterio modelis dažniausiai suprantama:

■ sutartinis objekto ar tam tikros objektų (ar procesų) sistemos vaizdas, aprašomas naudojant tarpusavyje sujungtas kompiuterines lenteles, struktūrines schemas, diagramas, grafikus, brėžinius, animacijos fragmentus, hipertekstus ir atvaizduojant objekto elementų struktūrą bei ryšius. Tokio tipo kompiuterių modelius vadinsime struktūrinis ir funkcinis;

■ atskira programa, programų rinkinys, programinis paketas, leidžiantis, naudojant skaičiavimų seką ir grafinį jų rezultatų atvaizdavimą, atkurti (imituoti) objekto, objektų sistemos funkcionavimo procesus, veikiamus poveikiui. įvairių, dažniausiai atsitiktinių, objekto veiksnių. Toliau tokius modelius vadinsime imitacija.

Kompiuterinis modeliavimas yra sudėtingos sistemos analizės ar sintezės problemos sprendimo metodas, pagrįstas jos panaudojimu kompiuterio modelis. Kompiuteriniame modeliavime pagrindinį vaidmenį atlieka kompiuteris ir technologija (tiksliau, instrumentinės sistemos kompiuteriui, kompiuterinės technologijos). Pavyzdžiui, simuliaciniame modeliavime (nesant griežto ir formaliai parašyto algoritmo) pagrindinis vaidmuo tenka technologijoms ir modeliavimo priemonėms, įgyvendinančioms tuos pačius objektui būdingus įvykius ir jų sekas bei veikimo sąlygomis. kontroliuojamų ir nekontroliuojamų poveikių pokyčiai.

Esmė kompiuterinis modeliavimas Tai yra kiekybinių ir kokybinių rezultatų gavimas iš esamo modelio. Iš analizės rezultatų gautos kokybinės išvados leidžia atrasti anksčiau nežinomas sudėtingos sistemos savybes: jos struktūrą, vystymosi dinamiką, stabilumą, vientisumą ir kt. Kiekybinės išvados dažniausiai yra kokios nors ateities prognozės ar paaiškinimo pobūdis. sistemos charakterizuojančių kintamųjų praeities verčių. Kompiuterinis gimdymo modeliavimas nauja informacija naudoja bet kokią informaciją, kurią galima atnaujinti naudojant kompiuterį.

Modeliuojant kompiuteris atlieka svarbų vaidmenį:

■ pagalbinė priemonė problemoms, sprendžiamoms įprastiniais skaičiavimo įrankiais, algoritmais, technologijomis, spręsti;

■ naujų problemų, kurių negalima išspręsti tradicinėmis priemonėmis, algoritmais ir technologijomis, nustatymo ir sprendimo priemonės;

■ priemonės kompiuterinėms mokymo ir modeliavimo aplinkoms kurti;

■ modeliavimo įrankiai naujoms žinioms įgyti;

■ naujų modelių „mokymas“ (savarankiškai besimokantys modeliai).

Kompiuterinio modeliavimo rūšis yra skaičiavimo eksperimentas.

Kompiuterinis modeliavimas ir skaičiavimo eksperimentas tampa nauju įrankiu, metodu mokslo žinių, nauja technologija taip pat dėl ​​augančio poreikio tirti ne tik tiesinius matematinius sistemų modelius.

Kompiuterinio modeliavimo objektas gali būti: ekonominė veiklaįmonė ar bankas pramonės įmonė, informacijos ir kompiuterių tinklas, technologinis procesas, bet koks realus objektas ar procesas, pavyzdžiui, infliacijos procesas, ir apskritai bet kokia sudėtinga sistema. Kompiuterinio modeliavimo tikslai gali būti skirtingi, tačiau dažniausiai modeliavimas, kaip minėta anksčiau, yra centrinė sistemos analizės procedūra. sistemos analizė toliau suprasime metodinių priemonių rinkinį, naudojamą rengiant ir priimant ekonominio, organizacinio, socialinio ar techninio pobūdžio sprendimus.

Kompiuterinis sudėtingos sistemos modelis, jei įmanoma, turėtų atspindėti visus pagrindinius veiksnius ir ryšius, apibūdinančius realias situacijas, kriterijus ir apribojimus. Modelis turi būti pakankamai universalus, kad apibūdintų objektus, kurių paskirtis yra panašus, jei įmanoma, ir tuo pat metu pakankamai paprastas, kad būtų galima būtinus tyrimus pagrįstomis sąnaudomis.

Visa tai rodo, kad modeliavimas, vertinant kaip visumą, yra ne tik nusistovėjęs mokslas, turintis nepriklausomą priemonių rinkinį realaus pasaulio reiškiniams ir procesams parodyti, bet ir tam tikru mastu menas.

Siųsti savo gerą darbą žinių bazėje yra paprasta. Naudokite žemiau esančią formą

Studentai, magistrantai, jaunieji mokslininkai, kurie naudojasi žinių baze savo studijose ir darbe, bus jums labai dėkingi.

Paskelbta http://www.allbest.ru

FEDERALINĖS VALSTYBĖS AUTONOMINĖ AUKŠTOJO PROFESINIO MOKYMO INSTITUCIJA

„Baltijos federalinis universitetas pavadintas Immanuelio Kanto vardu“

TRANSPORTO IR TECHNINIO PASLAUGOS INSTITUTAS

KALININGRADO TECHNIKOS KOLEGIJA

KURSINIS DARBAS

KOMPIUTERINIU MODELIAVIMU

"MODELIAVIMASkompiuteris»

UžbaigtaA:

Baturina Evgenia

Grupė: 2KS-1

Patikrinta:

Ampilogovas D.V.

KALININGRAD 2014 m

Įvadas

1. Koncepcinio modelio formalizavimas

1.1 Modelio parametrų ir kintamųjų apibrėžimas

1.2 Modelio laiko vieneto apibrėžimas

1.3 Sistemos funkcionavimo dėsnio apibrėžimas

2. Užduotis

2.1 Skaičiavimo reikalavimų nustatymas

2.2 Modeliavimo programinės įrangos pasirinkimas

2.3 Funkcinė GPSS kalbos struktūra

2.4 Programos kodas

Išvada

Naudotos literatūros sąrašas

Įvadas

Šiuolaikiniai laikai diktuoja naują gyvenimo ritmą, keičia visas sritis žmogaus veikla. Šiandien beveik neįmanoma įsivaizduoti gamybos procesas arba mokslinio tyrimo procesas nenaudojant kompiuterinio modeliavimo. Kaip ir bet kuris kitas modeliavimas, kompiuterinis modeliavimas yra skirtas sukurti įvairių objektų, procesų ar sistemų prototipus, ypač sudėtingas sistemas, kurios priklauso nuo tarpusavyje susijusių ir atsitiktinių veiksnių. Kompiuterinis modeliavimas gali žymiai sumažinti eksperimentų atlikimo išlaidas, sutrumpinti laiką, reikalingą modeliams sukurti ir analizuoti, taip pat gauti reikiamų rezultatų patogi forma. Svarbi savybėŠiuolaikinis modeliavimas – tai įvairių programų paketų, skirtų tam tikriems reiškiniams modeliuoti, naudojimas. Tokie programinės įrangos produktai tam tikru mastu yra kompiuterinio modeliavimo rezultatai ir padeda optimizuoti bei vizualizuoti konkrečių objektų, sistemų ir procesų modeliavimo procesus. Egzistuoti skirtingos aplinkos kompiuterinis modeliavimas, būdingas konkrečių problemų konkrečiose mokslo ir technologijų srityse modeliavimui ir analizei. Savo darbe naudojau GPSS aplinką, kuri, mano nuomone, yra patogiausia, lengviausia naudoti ir suprasti, taip pat lengvai pasiekiama pasirinktos kalbos sintaksė. IN kursinis darbas bus pristatytas problemos sprendimas bei pagrindiniai aspektai, susiję su šiuolaikinių kompiuterių modeliavimu. Taip pat reikia atsiminti, kad pagrindinis tikslas, kuris buvo prieš baigiant kursinį darbą, buvo paskaitų metu gautos medžiagos konsolidavimas. Ypatinga šio darbo savybė – užduoties įgyvendinimas asmeniniame kompiuteryje GPSS programinėje aplinkoje.

1. Dėlkonceptualaus modelio malizacija

kompiuterinio modeliavimo modelio santrauka

Prieš pradėdami žiūrėti modelį, turite nustatyti modelio tipą. Todėl nustatykite modeliavimo tipą. Šiame kursiniame darbe modelis bus nagrinėjamas sisteminio požiūrio požiūriu.

Modelis nėra absoliuti originalo kopija, jis jau suponuoja tam tikrą abstrakcijos laipsnį.

Šiuo metu modelio sąvoka išsiplėtė, ji apima ir tikrus, ir vadinamuosius idealius. modeliai, pavyzdžiui, matematiniai modeliai. Modelio savybes turi tokios mokslinių idėjų apie pasaulį formos kaip dėsniai, hipotezės, teorijos.

Bet koks modelis – idealus ar medžiaga, naudojamas moksliniais tikslais, gamyboje ar kasdieniame gyvenime – neša informaciją apie pirminio objekto (pirminio objekto) savybes ir charakteristikas, kurios yra būtinos subjekto sprendžiamai problemai. Modelis yra fizinis arba abstraktus objektas, kuris vienu ar kitu laipsniu atspindi tiriamos sistemos procesus.

Kompiuteriu parašyta programa yra formalizuotas duomenų apdorojimo proceso vaizdas. Formalizuotas modelis taip pat yra ženklų rinkinys, nes mašina supranta tik šį informacijos atvaizdavimą. Kompiuterio programa yra apdorojimo modelis įvairių tipų informacija.

Modelio kūrimas yra viena iš pagrindinių užduočių, kurioms reikalinga analizė ir pagrindinė informacija apie tyrimo tikslą. Modelis sukurtas siekiant įvertinti jo savybes, reakciją į aplinką ir tt Dauguma modelių yra pagrįsti hipotezėmis ir prielaidomis, iš kurių vėliau kyla modelio kūrimo idėja.

Įvairiose mokslo ir žmogaus veiklos srityse procesai tiriami skirtingais požiūriais ir atitinkamai naudojami skirtingi modeliai.

Modeliavimo kalbas galima suskirstyti į dirbtines ir natūralias. Dirbtines kalbas kuria žmonės, kai reikia sukurti specialius tikslus arba suskirstyti žmones į grupes. Natūralios kalbos vystosi netikėtai ir per tam tikrą laiką.

Modeliavimas prasideda:

Pirmas lygmuo

1) Problemos išdėstymas (ką norite gauti modeliuodami. koks jūsų tikslas pradedant dirbti)

2) Užduoties aprašymas (nurodykite arba įtraukite užduotį į tam tikrus rėmus)

3) Objekto savybių tyrimas (būtina stebėti, kokias pasekmes modelis gali turėti aplinkai ir žmogui)

4) Koks poveikis turi būti daromas tiriamam objektui, kad jo parametrai atitiktų pateiktą sąlygą.

Antrasis etapas

1) Šio modelio diagramos kūrimas (schema R)

Modelio svarstymas vietoj sistemos reiškia supaprastinimą.

Modelis reikalingas:

1. Suprasdami įrenginio veikimo principą, jo sandarą, apsvarstykite

kaip modelis vystosi skirtingos sąlygos ir jo elgesį tokiomis sąlygomis, taip pat pamatyti pagrindines savybes.

2. Turite išmokti valdyti modelį.

3. Numatykite modelio pasekmes, taip pat apsvarstykite, kokias pasekmes turės objektas, sąveikavęs su šiuo modeliu.

Pagrindinės abstrakčiojo modelio savybės:

1) Baigtumas – modelis turi turėti galutinį rezultatą.

2) Supaprastinimas – modelis turi būti paprastas ir lengvai atkuriamas.

3) Tikslingas – bet koks modelis turi turėti tikslą, nes modelis yra sistemos dalis.

4) Apytikslumas – visų veiksmų, kurie vyksta su modeliu, tikrovė arba jų aproksimacija.

5) Išsamumas – modelis turi atsižvelgti į visas pagrindines sistemos sąvokas, kad būtų gautas tikslesnis rezultatas.

6) Informacijos turinys – modelyje būtina turėti visą reikiamą informaciją apie sistemą ir, jei įmanoma, gauti informaciją iš kitų šaltinių.

8) Stabilumas – modelis turi apibūdinti sistemos elgseną kada skirtingos sąlygos, net jei sąlygos yra nestabilios.

9) Vizualizacija – pagrindinės sistemos savybės ir programos, kurias reikia parašyti.

10) Vientisumas – modelis įgyvendina abstrakčią sistemą, todėl turi būti vientisa visuma, nedaloma.

11) Uždarumas – atsižvelgti į sistemos, santykių ir ryšių cikliškumą.

12) Prieinamumas.

13) Pritaikymas – modelis turi prisitaikyti prie bet kokio rezultato.

14) Konkrečią sistemą apibūdinančio modelio atkūrimo galimybė.

15) Evolvability – tobulėjimo galimybės ir sudėtingumo lygio didinimas.

16) Valdomumas – modelis turi turėti bent vieną keitimo parametrą.

Viena iš pagrindinių modelio savybių yra jo tinkamumas. Tai turi įvairių priklausomybių:

a) informacijos apie tiriamą sistemą išsamumo ir patikimumo laipsnį;

b) modelio detalumo laipsnis;

c) modelio parametrų nustatymo teisingumą, o tai reiškia atitikimo tarp sistemos ir modelio parametrų nustatymą;

d) paties tyrėjo pasirengimo ir patirties lygis.

Formalizavimas – mąstymo rezultatų atvaizdavimas tiksliomis sąvokomis ar teiginiais.

Struktūrinis sistemos modelis dar vadinamas struktūrine diagrama. Įjungta struktūrinė schema atspindi sistemos sudėtį ir vidinius jos ryšius.

Koncepcinis modelis – tai modelis, vaizduojamas sąvokų ir jų tarpusavio ryšių visuma, nulemiančių nagrinėjamos dalykinės srities arba konkretaus jos objekto semantinę struktūrą.

Dažniausiai konceptualus modelis pateikiamas esybės ir santykių diagramos forma, kuri bus pateikta žemiau. Norėdami suprasti, kaip veikia modelis, turite sukurti jo diagramą. Šiame etape vyksta perėjimas nuo žodinio modeliavimo objekto aprašymo prie jo matematinio modelio. Vienas iš pagrindinių tikslų – supaprastinti sistemos aprašymą, atskirti pačią sistemą S nuo išorinės aplinkos E o pagrindinio modelio turinio parinkimas atmetant viską, kas yra antraeilė iškelto modeliavimo tikslo požiūriu.

Sukurkime formalią tam tikros skaičiavimo sistemos diagramą (R-schemą):

1 pav. (R schema)

S-1 - tinklo mašina

S-2 - tinklo mašina

S-3 - tinklo mašina

O - eilė

E - elektroninis kompiuteris (kompiuteris)

Prieš įeinant į kompiuterį, pirminiai duomenys turi būti sudėti į eilę (duomenų struktūra su „pirmas į, pirmas išeina“ prieigos prie elementų disciplina). Ir tik tada duomenys iš eilės pateks į kompiuterį.

Duomenys kompiuteriui ruošiami valdymo ir apibrėžimo kortelių paketo pavidalu, kuris yra sudarytas pagal pavyzdinę schemą, sudarytą iš standartinių simbolių. Sukurta GPSS programa, dirbanti interpretacijos režimu, generuoja ir perduoda operacijas iš bloko į bloką. Kiekvienas operacijos perėjimas priskiriamas tam tikram sistemos laiko momentui.

1.1 Apibrėžimasmodelio parametrai ir kintamieji

Sudėtingiausio vystymosi analizė technines sistemas leidžia daryti išvadą, kad vis daugiau gilus įsiskverbimas Kompiuteriai į savo struktūrą. Kompiuteriai tampa neatsiejama, o dažnai ir pagrindine tokių sistemų dalimi. Visų pirma, tai taikoma sudėtingoms radijo elektroninėms sistemoms. Tarp jų yra įvairių automatinės sistemos, įskaitant automatines perjungimo sistemas (elektronines telefono stotis), radijo ryšio sistemas, radijo telemetrijos sistemas, radarus ir radijo navigacijos sistemas, įvairios sistemos valdymas.

Kuriant tokias sistemas, daugiausia naudojami organizacijos principai ir struktūros kompiuteriai ir kompiuterines sistemas (CS). Būdingas bruožas yra kelių procesorių buvimas kartu Skirtingi keliaiį specializuotą orlaivį. Kartu pereinama nuo „kietos“ techninių sistemų funkcionavimo logikos prie universalios „programinės“ logikos. Dėl šios priežasties specializuota sistema ir taikomoji programinė įranga kartu su technine įranga atlieka vis svarbesnį vaidmenį tokiose sistemose.

Norėdami atlikti eksperimentą, jums reikia tik vieno Asmeninis kompiuteris be išoriniai įrenginiai. Eksperimento vykdymo laiką riboja tik prieigos prie asmeninio kompiuterio laikas.

Deterministinis modelis – analitinis modelio, operacijos ir kt. vaizdavimas, kuriame tam tikram visuma įvesties vertes į išvestį sistema, galima gauti vieną rezultatą. Norint sukurti deterministinį tam tikros skaičiavimo sistemos modelį, būtina stochastinius srautus pakeisti jų matematiniais lūkesčiais:

Intervalas tarp vartotojų atvykimo yra 10 minučių

Pasiruošimo darbui laikas 1 vartotojui 16 min

Pasiruošimo darbui laikas 2-am vartotojui 17 min

Pasiruošimo darbui laikas 3 vartotojui 18 min

Laikas atlikti užduotį kompiuteriu 0,8 min

Tikimybė, kad kiekvienas vartotojas atvyks, yra 0,33

1.2 Modelio laiko vieneto apibrėžimas

Modelio laikas yra laikas, kurį galite pasirinkti savo nuožiūra, atsižvelgiant į problemos sąlygas.

Pradinėje užduotyje modelio laiko vienetas (emd) turi būti laikomas minimaliu realaus laiko intervalu. Minimalus realaus laiko intervalas (emd), per kurį sistema nekeičia pradinės būsenos. Esant dabartinei problemai modelio laikas yra 0,1 min.

1.3 Sistemos funkcionavimo dėsnio nustatymas

Šios kompiuterinės sistemos veikimas gali būti pavaizduotas laiko diagramų pavidalu.

2 pav. (modelio laiko Emd priklausomybė nuo gaunamos informacijos iš tinklo įrenginio C-1)

3 pav. (modelio laiko Emd priklausomybė nuo gaunamos informacijos iš tinklo įrenginio S-2)

4 pav. (modelio laiko Emd priklausomybė nuo gaunamos informacijos iš tinklo mašinos S-3)

5 pav (laiko priklausomybė nuo to, kaip duomenys patenka į kompiuterį)

2. Pratimas

Problemos būklė parodyta paveikslėlyje:

6 pav. (užduoties sąlyga)

2.1 Skaičiavimo reikalavimų nustatymas

Norėdami išspręsti pradinę problemą, jums reikės vieno kompiuterio, kuriame įdiegta GPSS programa. Laiką, praleistą sprendžiant problemą, riboja prieigos prie kompiuterio laikas.

2.2 Modeliavimo programinės įrangos pasirinkimas

Programai rašyti pasirinkau aplinką GPSS. Šioje aplinkoje naudojama kalba vadinama GPSS. GPSS (bendrosios paskirties

Modeliavimo sistema) yra kalba, naudojama abstrakčioms sistemoms ir eilių sistemoms (QS) modeliuoti, taip pat erdviniam objektų judėjimui. GPSS kalbos objektai yra susieti su QS – sistema, kuri apdoroja gaunamas užklausas. QS reikalavimus aptarnauja techninės priežiūros įrenginiai. Šie anksčiau paminėti objektai vadinami sandoriais. Norint išspręsti bet kokią problemą, galima sukurti ir ištrinti operacijas. Bet kuriame modelyje yra tam tikrų blokų, kurių kiekvienas yra atsakingas už savo funkciją. Funkcija nurodo operacijoms, kur perkelti ar perkelti, kad būtų gautas galutinis rezultatas. Duomenys kompiuteriui ruošiami valdymo ir apibrėžimo kortelių paketo pavidalu, kuris yra sudarytas pagal pavyzdinę schemą, sudarytą iš standartinių simbolių. Sukurta GPSS programa, dirbanti interpretacijos režimu, generuoja ir perduoda operacijas iš bloko į bloką. Kiekvienas operacijos perėjimas priskiriamas tam tikram sistemos laiko momentui.

2.3 Funkcinė kalbos struktūraGPSS

I) Lygis nustatomas pagal pagrindinių funkcinių objektų, tokių kaip:

Prietaisai

Loginis jungiklis

Eilė

Sandoriai;

II) Lygis – modelio blokinė schema, sudaryta iš standartinių blokų, tarp kurių juda operacijos.

1) Sandoriai yra abstraktūs judantys elementai, kurie yra įvairių realaus pasaulio objektų (pranešimų, transporto priemonių, žmonės, detalės ir kt.) Sandoriai juda modeliu, juos galima sukurti ir sunaikinti.

Judant tarp modelio blokų pagal modeliavimo logiką, operacijos sukelia (ir patiria) įvairius veiksmus:

Kai kuriuose modelio taškuose gali būti vėlavimų (susiję su aptarnavimu, laukimu eilėje),

Keičiant judėjimo maršrutus ir kryptis,

Sandorių kopijos kūrimas.

2) Įrenginiai modeliuoja objektus, kuriuose gali vykti operacijų apdorojimas, o tai užima daug laiko. Įrenginiai yra QS kanalų analogai (kiekvienas įrenginys į Šis momentas laikas, galbūt, užtruks tik vieną operaciją). GPSS turi galimybę patikrinti įrenginio būseną.

3) Atmintis - skirta modeliuoti objektus su talpa. Analogija su kelių kanalų QS – atmintis gali aptarnauti kelias operacijas vienu metu. Tokiu atveju operacija užima tam tikrą atminties dalį.

4) Loginiai jungikliai – įjungia arba išjungia reikšmę, leidžia keisti operacijų kelius modelyje.

5) Eilė. Judėjimo metu tam tikruose modelio taškuose operacijos gali būti atidėtos. Jei reikia rinkti informaciją apie operacijų eilės ilgį ir operacijos delsos laiką, naudokite atitinkamus statistinius objektus.

6) Lentelės. Lentelės apdorojamos statistinė informacija, sukurkite bet kurio kintamojo skirstinių histogramą.

2.4 Programakodas

10 generuoja 100 500

40 leidimas ustr1

50 pervedimas, evm

100 generuoja 200 500

130 leidimas ustr2

140 pervedimas, evm

200 generuoja 300 500

230 leidimas ustr3

300 evm konfiskuoti ustr4

320 leidimas ustr4

Lentelėje Nr. 1 pateikiami pagrindiniai blokai, kurių prireikė rašant programą:

Lentelė Nr.1

Programos tekstas

Efektyvus modeliavimo modeliavimas neįmanomas be kompiuterio. Sąvokos „kompiuterinis modeliavimas“ ir „modeliavimas“ tapo beveik sinonimais.

Kompiuterių panaudojimas matematiniame modeliavime atveria galimybę išspręsti visą klasę uždavinių, o ne tik imitaciniam modeliavimui. Kitiems modeliavimo tipams kompiuteris taip pat labai praverčia. Pavyzdžiui, atlikti vieną iš pagrindinių tyrimo etapų – matematinių modelių konstravimą remiantis eksperimentiniais duomenimis – šiuo metu tiesiog neįsivaizduojama be kompiuterio naudojimo. Pastaraisiais metais, plėtojant grafinę sąsają ir grafinius paketus, kompiuterinis, struktūrinis ir funkcinis modeliavimas buvo plačiai plėtojamas. Pradėta naudoti kompiuterį net konceptualiame modeliavime, kur jis naudojamas, pavyzdžiui, kuriant dirbtinio intelekto sistemas.

Taigi „kompiuterinio modeliavimo“ sąvoka yra daug platesnė nei tradicinė „kompiuterinio modeliavimo“ sąvoka. Šiuo metu kompiuterio modelis paprastai suprantamas kaip:

· objekto ar kokios nors objektų sistemos (ar procesų) aprašymas naudojant tarpusavyje sujungtas kompiuterines lenteles, struktūrines schemas, diagramas, grafikus, brėžinius, animacijos fragmentus ir kt., atvaizduojant objekto elementų struktūrą ir ryšius. Šio tipo kompiuterių modeliai vadinami struktūriniais-funkciniais;

· atskira programa, programų rinkinys, programinis paketas, leidžiantis, naudojant skaičiavimų seką ir grafinį jų rezultatų atvaizdavimą, atkurti (imituoti) objekto, objektų sistemos funkcionavimo procesus, veikiamus poveikiui. įvairių, įskaitant atsitiktinius, veiksnius. Tokie modeliai vadinami modeliavimo modeliais.

„Algoritminio modelio“ sąvoka yra glaudžiai susijusi su „kompiuterinio modelio“ sąvoka. Algoritminis modelis – tai matematinio modelio atvaizdavimas naudojant algoritmų aprašymo priemones (algoritmines kalbas, struktūrines schemas ir kt.). Algoritminis modelis – tai visų pirma veiksmų sekos aprašymas ir modelio įgyvendinimo skaičiavimo tvarka, taip pat atskirų skaičiavimo etapų ryšys. Algoritminis modelis yra sudarytas remiantis matematiniu ir, kaip taisyklė, modeliavimo modeliu. Algoritminiame modelyje, priešingai nei įprastame matematiniame, atsižvelgiama į kompiuterio veikimo ypatumus ir atskirų matematinių operatorių bei funkcijų įdiegimo kompiuteryje būdus. Išvertus arba sukompiliavus algoritminį modelį į kompiuterio mašinų kalbą, gaunamas kompiuterinis modelis.

Kompiuterinis modeliavimas – sudėtingos sistemos analizės ar sintezės problemos sprendimo metodas, pagrįstas jos kompiuterinio modelio panaudojimu, t.y. paleisti modeliavimo programą, skirtą vykdyti įvairiomis sistemos parametrų, poveikių ir pradinių sąlygų reikšmėmis bei naudoti ją kiekybiniams ir kokybiniams rezultatams gauti. Iš analizės rezultatų gautos kokybinės išvados leidžia atrasti anksčiau nežinomas sudėtingos sistemos savybes: jos struktūrą, vystymosi dinamiką, stabilumą, vientisumą ir kt. Kiekybinės išvados dažniausiai yra kokios nors ateities prognozės ar paaiškinimo pobūdis. sistemos charakterizuojančių kintamųjų praeities verčių.

Kompiuterinio modeliavimo tipas yra skaičiavimo eksperimentas. Jis pagrįstas modeliavimo modelio ir kompiuterio naudojimu ir leidžia atlikti tyrimus panašiai kaip viso masto modeliavimas.

Kompiuterinio modeliavimo objektu gali būti bet koks realus objektas ar procesas, pavyzdžiui, statinis arba dinaminis pjovimo procesas. Kompiuterinis sudėtingos sistemos modelis leidžia parodyti visus pagrindinius veiksnius ir ryšius, apibūdinančius realias situacijas, kriterijus ir apribojimus. Kiekybinė ir kokybinė matematinio modeliavimo kompiuteryje nauda yra tokia:

1. Visiškai arba iš dalies pašalinamas ilgo ir daug darbo reikalaujančio laboratorinio modelio ar pusiau pramoninio įrenginio gamybos etapo poreikis ir atitinkamai modelių ir instaliacijų gamybai reikalingų komponentų, medžiagų ir konstrukcinių elementų sąnaudos, taip pat sistemos tikrinimo matavimo prietaisams ir įrangai .

2. Žymiai sumažina sistemos charakterizavimo ir testavimo laiką.

3. Atsiranda galimybė sukurti sistemas, kuriose yra žinomų charakteristikų elementų, tačiau jų nėra realybėje; imituoti sistemos efektus ar veikimo būdus, kurių atkūrimas viso masto bandymų metu yra sudėtingas, reikalauja sudėtingos papildomos įrangos, yra pavojingas instaliacijai ar eksperimentuotojui, o kartais visiškai neįmanomas; gauti papildomas objekto charakteristikas, kurias sunku arba neįmanoma gauti naudojant matavimo priemones (parametrinio jautrumo, dažnio charakteristikas ir kt.).