12.2. Роль языков имитационного моделирования в решении задач компьютерного моделирования

Как известно, язык программирования – это формализованный язык, предназначенный для описания алгоритма решения задачи на компьютере. По синтаксису образования конструкций языки программирования можно условно разделить на классы:

• машинные языки – языки программирования, воспринимаемые аппаратной частью компьютера (машинные коды);

• машинно-ориентированные языки – языки программирования, которые отражают структуру конкретного типа компьютера (ассемблеры);

• универсальные алгоритмические языки – не зависящие от архитектуры компьютера языки программирования, ориентированные на отражение структуры алгоритма (С, С++, Java, Delphi и др.);

• процедурно-ориентированные языки – языки программирования, обеспечивающие возможность описания программы как совокупности процедур (подпрограмм);

• проблемно-ориентированные языки – языки программирования, предназначенные для решения задач определенного класса (LISP, RPG, SIMULA, Prolog и др.).

Универсальные алгоритмические языки обеспечивают возможность реализации на вычислительных средствах самых разнообразных моделей исследуемых явлений и систем, однако, недостатком их использования в решении задач компьютерного моделирования является относительная сложность реализации и большее время, затрачиваемое на разработку и исследование компьютерных моделей именно по причине их универсальности. Существуют специальные языки имитационного моделирования, которые облегчают процесс создания программной модели по сравнению с использованием универсальных языков программирования. Примерами языков имитационного моделирования могут служить такие языки, как SIMULA, GPSS, SIMDIS, SLAM. Языки имитационного моделирования являются подмножеством класса проблемно-ориентированных языков. Существуют также системы имитационного моделирования, которые ориентируются на узкий класс изучаемых систем и позволяют строить модели без программирования.

Преимущества использования языков имитационного моделирования:

• снижают трудоемкость написания программ;

• обеспечивают более строгое следование выбранной концепции;

• помогают четко классифицировать элементы системы;

• обеспечивают гибкость, необходимую для изменения программы;

• обеспечивают возможность различать элементы одного класса по их характеристикам и свойствам;

• описывают связи между элементами и внешней по отношению к ним средой;

• позволяют корректировать число элементов модели в соответствии с изменением внутренних условий системы.

Языки имитационного моделирования обладают специфическими свойствами, отличающими их от универсальных алгоритмических языков. Среди этих свойств:

1. Способность генерировать случайные числа.

2. Возможность генерировать случайные переменные.

3. Возможность «продвигать» время либо на одну единицу, либо до следующего события.

4. Способность накапливать выходные данные.

5. Способность проводить статистический анализ накапливаемых данных.

6. Способность распределять выходные данные по заранее заданным форматам.

7. Возможность выявлять и регистрировать логические несоответствия и другие ситуации, связанные с ошибками.