Учебное пособие Красноярск
Download 2.5 Mb. Pdf ko'rish
|
2017-uch-posob-elberg-cigankov
|
Глава 1 ных, интегральных и разностных уравнений, либо в виде уравнений «вход – выход» (в общем случае матричных уравнений) в простран- стве состояний, благодаря которому они нашли широкое применение в инженерной практике. Описание динамических систем и элементов в пространстве состояний позволяет легко перейти к уравнениям для моделирования на ЭВМ, а также провести моделирование систем авто- матического управления в виде структурных схем с помощью аппарата передаточных функций и динамических звеньев. Для моделирования динамических систем используются так называемые среды схемотех- нического моделирования: VISSIM, SIMULINK+MATLAB, PowerSim, Multisim, LabView, Easy5, MvStudium и др. [2]. Дискретно-событийное моделирование обязано своим рождени- ем Дж. Гордону, который в начале 1960-х спроектировал и реализовал на IBM систему дискретно-событийного программирования GPSS (Global Purpose Simulation System). Основной объект в этой системе – пассив- ный транзакт (заявка на обслуживание), который может определен- ным образом представлять собой работников, клиентов, покупателей, детали, сырье, документы, сигналы и т. п. «Перемещаясь» по модели, транзакты становятся в очереди к одноканальным и многоканальным устройствам, захватывают и освобождают эти устройства, расщепля- ются, уничтожаются и т. д. Таким образом, дискретно-событийную мо- дель можно рассматривать как глобальную схему обслуживания заявок. Аналитические результаты для большого количества частных случаев таких моделей рассматриваются в теории массового обслуживания. Дискретно-событийное моделирование зародилось примерно тогда же, когда появилась системная динамика. В 1961 году инженер компании IBM Джеффри Гордон представил программу GPSS, кото- рая считается первой реализацией метода моделирования на основе дискретных событий. В наши дни существует множество различных программных инструментов для дискретно-событийного моделиро- вания, в том числе и современная версия GPSS [6]. Дискретно-событийное моделирование предполагает пред- ставление моделируемой системы в виде процесса, т. е. последова- тельности операций, выполняемых с агентами. Модель задается графически в виде диаграммы процесса, бло- ки которой представляют собой отдельные операции. Как правило, 41 Методологические основы имитационного моделирования диаграмма процесса начинается с блока «источник», генерирующего агентов. Этот блок передает агентов в последующие блоки диаграм- мы, задающие операции моделируемого процесса. Завершается диа- грамма процесса обычно блоком, уничтожающим этих агентов. Под агентами, называющимися в GPSS транзакциями, а в некото- рых других моделирующих программах – заявками, могут пониматься клиенты, пациенты, телефонные звонки, документы, компоненты изде- лий или сами изделия, поддоны, автомобили, проекты, идеи и т. д. Под ресурсами могут пониматься персонал, врачи, рабочие, оборудование и транспорт. Типовыми операциями дискретно-событийной модели явля- ются задержка (моделирующая выполнение определенной опера- ции, например обработку звонка или детали), обслуживание агента ресурсом, ветвление процесса и т. д. Поскольку агенты конкурируют за обладание ресурсами, необходимыми для выполнения операций, то это может приводить к задержкам, и практически во всех дискрет- но-событийных моделях присутствуют очереди. Как времена прибытия агентов, так и времена их обслужива- ния обычно являются случайными величинами, и их значения гене- рируются функциями распределения вероятностей. Поэтому и сами дискретно-событийные модели являются стохастическими, и для получения репрезентативного результата модель должна прорабо- тать определенное время, или же нужно выполнить определенное количество прогонов модели. Типовыми результатами дискретно-событийной модели явля- ются [6]: • занятость ресурсов; • время, проведенное агентом в системе или определенной ее части; • длины очередей; • время ожидания; • пропускная способность и узкие места системы. Этот подход используется для описания функционирования си- стемы (процесса) из одного состояния в другое дискретным образом в виде события. Подход к построению имитационных моделей, пред- лагающий аппроксимировать реальные процессы такими событиями, |
