Вопрос 1.
Метод имитационного моделирования –это экспериментальный метод исследования реальной системы по ее имитационной модели; сочетает особенности экспериментального подхода и специфических условий использования вычислительной техники.
Имитационное моделирование (Шеннон)- процесс конструирования модели реальной системы и постановки экспериментов на этой модели с целью проанализировать функционирование (поведение) системы, либо оценить по критериям различные стратегии, обеспечивающие функционирование данной системы.
Моделирование основано на наличии сходных свойств у объектов. Полное сходство – изоморфизм, частичное – гомоморфизм. Наличие подобных свойств позволяет воспроизводить свойства одной системы посредством другой.
Модель – абстрактное описание системы в некоторой форме, отличной от формы их реального существования.
В процессе имитационного исследования, исследователь имеет дело с:
IV.анализ результатов I.создание
III.экспериментирование II.моделирующий алгоритм
Достоинства:
исп-ся, когда нет аналитических способов исследования модели или у них недостат.точность,
исп-ся при моделировании сложных систем,
довольно точное отображение реальной системы, т.к. отражают структуру системы и ее функционирование во времени.
универсальность им.моделей,
им. модель можно исп-ть для всестороннего анализа объекта,
удобно реализовывать на ЭВМ (ЯМ,СМ).
Недостатки:
сложность, трудоемкость построения программы на ЭВМ, сложность тестирования,
частный характер рез-тов, и в некоторой степени самой модели,
большие затраты машинного времени и ресурсов на проведение экспериментов,
сложность анализа результатов,
необходимость исследователю иметь навыки программиста, знания в обл. мат.статистики, теории планирования эксперимента.
Область применения: неограничена, основные:
исследование структуры
исследование принципов функционирования
анализ узких мест
система принятия решений
прогнозирование
проектирование
Вопрос 2.
Отличия сложных систем.
Наличие большого кол-ва взаимосвязанных элементов, взаимодействующих между собой.
Наличие управления.
Сложность функций, выполняемых системой.
Целенаправленность.
Возможность разбиения на подсистемы.
Взаимодействие с внешней средой.
Наличие случайных факторов.
Сложная система – совокупность взаимодействующих элементов, функционирующих во времени. Составной характер сложной системы предполагает существование следующей тройки: <A,S,T> как ее описания для построения модели системы, где А – множество элементов системы, в том числе внешняя среда; S – множество допустимых связей между элементами (т.е. структура модели); Т – множество рассматриваемых моментов времени.
Характерные особенности сложных систем как объектов моделирования.
Уникальность.
Слабая структурированность теоретических и фактических знаний о системе.
Сложность накопления и систематизации знаний.
Отсюда – необходимость использования комплекса моделей при анализе системы – многомодельность. Различные модели могут отражать как разные стороны функционирования системы, так и различные уровни детализации одной подсистемы.
Составной характер системы, в результате чего систему разбивают на подсистемы.
Разнородность подсистем и элементов – не только физическая, но и разнородность математических схем.
Случайность и неопределенность факторов, действующих в системе.
Многокритериальность при оценке процессов, протекающих в системе.
Наличие неформализуемых критериев.
Большая размерность системы.
Цели моделирования.
Цель влияет на тип модели, определяет содержание вычислительного эксперимента.
Типовые цели:
Оценка функционирования – определение, на сколько хорошо система предлагаемой структуры будет соответствовать конкретным критериям.
Составление прогноза – при некотором предполагаемом сочетании работ.
Сравнение альтернатив, стратегий поведения системы. Составление конкурирующих систем, рассчитанных на выполнение определенных функций; сопоставление принципов построения структур.
Анализ чувствительности – выявление из большого числа факторов тех, которые больше влияют на поведение системы.
Анализ чувствительности – определение природы зависимости между факторами (как в целом на выход системы влияют факторы).
Оптимизация – точное определение такого сочетания взаимодействующих факторов и их величин, при которых обеспечивается наилучший отклик системы.
Уровень детализации.
Декомпозиция системы – выделение существенных элементов с последующей их композицией в одну систему, надо пояснить принципы (функциональная схема поясняет принцип действия модели).
Критерии эффективности – точное отображение целей или задач системы и необходимых правил оценки их выполнения.