§ 3.2Алгоритмізація моделі та її реалізація

На другому етапі моделювання формалізована модель системи, що була створена на першому етапі імітаційною моделлю системи Другий етап моделювання являє собою створення алгоритму імітації і реалізацію його на ЕОМ.

Зручною формою зображення алгоритму імітації є схема. На різноманітних етапах моделювання складаються узагальнені й детальні логічні схеми моделюючих алгоритмів Узагальнена схема алгоритму імітації задає загальний порядок дій без будь-яких уточнюючих деталей. Узагальнена схема показує, що необхідно виконати на черговому кроці, наприклад: "Генерувати випадкове число, що має такий-то закон розподілу".

Детальна схема моделі містить уточнення, відсутні в узагальненій схемі, і показує не тільки, що варто виконати на черговому кроці, але і як це виконати.

Розглянемо підстапи, виконувані при алгоритмізації і програмуванні моделі, звертаючи основну увагу на задачі кожного підетапу і методи їх розв'язання.

Побудова логічної схеми моделі. Рекомендується будувати модель за блоковим принципом, тобто у вигляді деякої обмеженої сукупності блоків. Побудова моделі системи з таких блоків забезпечує необхідну гнучкість моделі в процесі її експлуатації, а також дає ряд переваг на стадії її машинного налагодження. При побудові блокової моделі проводиться розбивка процесу функціонування системи на окремі підпроцеси. Таким чином, модель функціонально підрозділяється на підмоделі, кожна з яких може бути розбита на ще дрібніші елементи. Наприклад, модель, подана у вигляді мережі масового обслуговування, розбивається на системи масового обслуговування (підмоделі).

Одержання співвідношень моделі. Одночасно з виконанням підетапу побудови логічної схеми моделі необхідно, де це можливо, одержати математичні співвідношення увиглядіявних функцій Цей під етап відповідаєнеявному завданню можливих математичних співвідношень на етапі побудови концептуальної моделі При виконанні першого етапу ще може не бути інформації про конкретний вид таких математичних співвідношень, на другому етапі ці співвідношення необхідно одержати Схема імітаційної моделі повинна являти собою повний відбиток закладеної в модель концепції і мати опис усіх блоків моделі з їхніми найменуваннями; єдину систему позначень і нумерацію блоків, відбиток логіки моделі, завдання математичних співвідношень у явному вигляді

Перевірка достовірності моделі системи. Ця перевірка є першою з виконуваних на етапі реалізації моделі Оскільки модель являє собою наближений опис процесу функціонування реальної системи, то поки не доведена достовірність моделі, не можна стверджувати, що з її допомогою ми одержали результати, адекватні тим, що могли б бути отримані при проведенні натурального експерименту з реальною системою. Перевірка моделі па розглянутому підетапі має дати відповідь на питання, наскільки логічна схема моделі і використовувані співвідношення відтворюють її задум, сформований на першому етапі. При цьому перевіряються можливість розв'язання задачі, точність відтворення задуму в логічній схемі, повнота логічної схеми моделі, правильність використовуваних математичних співвідношень. Тільки після цього можна вважати, що є логічна схема моделі, яка придатна для подальшої реалізації моделі на ЕОМ.

Вибір обчислювальних засобів моделювання. На цьому підетапі необхідно остаточно вирішити питання про вибір ЕОМ для реалізації моделі на основі таких вимог: наявність необхідного математичного забезпечення; доступність обраної ЕОМ для розроблювана моделі; забезпечення всіх етапів реалізації моделі; можливість своєчасного одержання результатів моделювання.

Упорядкування технічної документації по другому етапі Для завершення етапу машинної реалізації моделі необхідно скласти технічну документацію, що містить логічну схему моделі та її опис, схему програми і прийняті позначення, повний текст програми, перелік вхідних і вихідних величин із поясненнями, оцінку затрат машинного часу на моделювання.

Пояснимо зміст другого етапу на прикладі побудови алгоритму імітації системи керування рухом на ділянці дороги, що ремонтується.

Виділимо події, які відбуваються в моделі:

прибула машина в і-му напрямку (і=1,2):

змінився колір світла в і-му напрямку (і=1,2).

Введемо змінні:

Т - час моделювання,

t - поточний час.

В кожний момент часу t: стан моделі S описується такими змінними:

–час прибуття наступної машини на і-му напрямку (і=1,2);

–кількість машин у черзі на і-му напрямку;

–вектор розмірності ni в якому міститься час прибуття у чергу і-го напрямку кожної машини;

–колір світла на і-му напрямку (0 - червоне, 1 - зелене);

–час наступної зміни кольору світла на і-му напрямку .

Кожній події відповідає певний алгоритм зміни стану моделі S зміни. Алгоритм імітації складається з поступового пересування поточного часу t від одної події до наступної та відповідної зміни стану моделі. Логічна схема алгоритму зображена на рисунку3.1

Детальна схема події "прибуття машини в і-му напрямку" подана на рисунку 3.2

Параллелограмм 36