Вопрос 21.

Назначение ЯМ.

Языки моделирования упрощают построение программ-имитаторов и проведение имитационных экспериментов за счет частичной или полной автоматизации переходов от одного уровня представление модели к другому.

Основным преимуществом языков и систем моделирования по сравнению с универсальными:

1. концептуальная выразительность, т.е. языки моделирования обеспечивают более строгое исследование выбранной концепции. Позволяют автоматизировать процесс выявление ошибок, упрощается программа,

2. автоматизация стандартных функций моделирования: реализация механизма задания моделирующего времени; датчики случайных чисел; сбор стандартной статистики; функции управления процессом моделирования (обработка диагностики, перезапуск программы, средства трассировки …).

Недостатки:я

1. как правило используются только стандартные формы выдачи документов

2. не является коммерческим продуктом

3. необходимость дополнительного изучения языка моделирования

4. технологические возможности низкие

5. отсутствие гибкости и широких возможностей, которые есть у универсальных языков

Множество языков моделирования (ЯМ) можно разделить на 2 большие группы:

1. Методоориентированные ЯМ,

2. Проблемоориентированные ЯМ

Система моделирования (СМ) – совокупность языковых и программных средств, которые включают:

• Язык моделирования,

• Язык управления системой моделирования – язык команд интерактивного взаимодействия пользователя с системой,

• Управляющая программа – является ядром СМ – это программное средство, которое обеспечивает трансляцию модели и другие стандартные функции системы,

• Средство разработки языков конечного пользователя – для класса проблемоориентированных СМ.

Перспективными являются СМ, реализуемые на основе универсальных алгоритмических языков и имеющие развитые средства проблемной ориентации (СИМУЛА).

Классификация ЯМ:

1. По классу моделируемых систем:

1. дискретные (наиболее представительный класс)

Примеры:

• языки событий: GASP, SIMSCRIPT

• языки, ориентированные на просмотр активности: SMPL

• языки работ: CSL

• языки процессов: SQL, SIMULA, СЛЭНГ

• языки транзактов: GPSS, GPSK

• язык агрегатов: АИС, СИМПЛ

2. непрерывные. Примеры: DYNAMO, НЕДИС

3. дискретно-непрерывные. Примеры: DISLIN, SLAM

Области применения дискретных и непрерывных ЯМ практически не пересекаются; языки комбинированного моделирования используются при работе объектов и непрерывного, и дискретного класса.

2. По средству описания моделируемых систем:

II.1 Базовой для ЯМ схема алгоритмизации:

Под базовой схемой алгоритмизации подразумевается совокупность понятий, которые используются для алгоритмизации (формализации) моделируемой системы и непосредственно представленных в ЯМ.

В языке непрерывного моделирования применяются системы дифференциальных и интегро-дифференциальных уравнений, структурные схемы, графы связей.

Среди языков дискретного моделирования – языки, ориентированные на просмотр активности, языки событий, работ, процессов, транзакций и т.д.

Языки комбинированного моделирования могут быть основаны на агрегатах, комбисетях, на использовании комбинированных схем дискретного и непрерывного моделирования.

II.2 Альтернативная схема алгоритмизации:

При построении имитационной модели могут быть применены и альтернативные схемы алгоритмизации, близкие к базовой или приводимые к ней.

Например, язык структурных схем может быть применен для моделирования систем дифференциальных уравнений (ДИНАМО); дискретные сети могут быть моделированы на языке событий, транзактов, процессов (SLAM).

II.3 Синтаксическая основа ЯМ(СМ):

1. ЯМ, вложенные в базовый язык:

Строятся на основе средств проблемной ориентации базового языка. В СИМУЛЕ посредством определения класса SIMULATION язык процессов стал вложен в базовый язык СИМУЛА. В GASP вложенный язык состоит из обращений к подпрограммам.

2. ЯМ, расширяющие базовый язык:

Реализуются на основе базовой системы программирования, дополнены препроцессором и библиотекой стандартных программ. Например, СЛЕНГ, СИМУЛА – на базе АЛГОЛ; ДИНАМО, SIMSCRIPT - на базе FORTRAN; CMPL, SMPL – на базе PL.

3. ЯМ с собственным синтаксисом:

Для реализации ЯМ с собственным синтаксисом можно использовать препроцессор в некоторой системе программирования, а также можно реализовать собственный компилятор. Например, АИС, GPSS.

II.4 По средствам проблемной ориентации:

Наличие в ЯМ средств проблемной ориентации позволяет разработать языки конечных пользователей, вводить макропонятия для упрощения программирования. Средства проблемной ориентации могут быть реализованы по-разному, например, использование макросов (СИМУЛА); использование диалоговых средств (GАSР).

3. По инструментально-технологической возможности системы моделирования:

1. использование средств трансляции, компиляции ,

2. разнообразие средств сбора, выдачи результатов,

3. средства управления имитационным прогоном (задание начальных условий, конечных условий, продолжительности прогона),

4. возможность доступа к модельным характеристикам,

5. имеются ли средства трассировки.

Технология машинного моделирования – это основа целенаправленной деятельности, смысл которой в обеспечении возможности эффективного выполнения на ЭВМ исследования функционирования сложной системы. Поэтому с ее помощью, действия исследователя организуются на всех этапах имитационного моделирования, начиная с изучения ПдО и выделения моделируемой проблемной ситуации и кончая построением и реализацией планов машинных экспериментов и обработкой результатов.

Технологический уровень моделирования определяется наличием развитых средств, поддерживающих реализацию следующих основных функций:

• подготовка, редактирования и модификация в ходе трассировки программы-имитатора и основных модельных характеристик,

• интерактивное взаимодействие системы с исследователем в процессе имитации,

• управление направленным вычислительным экспериментом на имитационной модели.