2.2. Обобщенные алгоритмы имитационного моделирования

Для проведения имитационного моделирования используются два алгоритма, называемые обобщенными алгоритмами имитационного моделирования: моделирование по принципу ”z” и моделирование по принципу ”t”(см 1.3.5).

Алгоритм моделирования по принципу “z” состоит в следующем:

1) определяется событие с минимальным временем - наиболее раннее событие;

2) модельному времени присваивается значение времени наступления наиболее раннего события;

3) определяется тип события;

4) в зависимости от типа события предпринимаются действия (загрузка устройств и продвижение заявок) и вычисляются моменты наступления будущих событий; эти действия-реакция модели на события;

5) перечисленные действия повторяются до истечения времени моделирования T_m.

В процессе моделирования производятся измерения и статистическая обработка значений выходных характеристик. Обобщенная схема алгоритма моделирования по принципу особых состояний приведена на рис.2.2.

Вначале производится инициализация моделируемой программы – подготавливаются массивы, вводятся и размещаются в оперативной памяти входные данные, настраивается ДСЧ, затем генерируются первые заявки по каждому потоку - определяются моменты их поступления.

Далее в цикле определяется момент наступления более раннего события и до этого момента смещается модельное время и т.д. Такой цикл повторяется до конца моделирования, после чего завершается обработка статистики и выводятся результаты.

В системе - оригинале может одновременно протекать несколько процессов обслуживания. При моделировании на однопроцессорной ВС эта ситуация разрешается путем псевдопараллельной имитации нескольких процессов, т.е. последовательно в установленном порядке реализуются реакции на все одновременно возникшие ситуации без продвижения модельного времени.

Рис. 2.2.

При моделировании по принципу “t”, как и в предыдущем случае, вначале инициализируется программа, в частности, вводятся значения t_i(t₀), i=1,2...m, устанавливается модельное время t=t₀=0.

Основная операция моделирования выполняется в цикле. Функционирование системы определяется по последней смене состояний Z_i(t). Для этого дается приращение t модельного времени и по вектору текущих состояний определяются новые состояния Z_i(t+t), которые становятся текущими. Для определения новых состояний используются необходимые математические формулы. Такой цикл продолжается, пока текущее модельное время меньше заданного времени T_m. Блок схема алгоритма моделирования приведена на рис. 2.3.

Рис. 2.3.

По ходу имитации измеряются, фиксируются и обрабатываются требуемые выходные характеристики. При t>=T_m завершается обработка измерений и выводятся результаты моделирования.

При моделировании стохастической системы вместо новых состояний вычисляются распределения вероятностей для возможных состояний, которые определяются по результатам случайных испытаний. В результате проведения имитационного моделирования получается одна из возможных реализаций случайного многомерного процесса в заданном интервале времени (t₀,Tк_m).

Моделирующий алгоритм по принципу “t” охватывает более широкий круг систем. Однако, при его реализации возникают проблемы с определением приращения модельного времени t.

Для моделирования ВС на системном уровне в основном применяется принцип особых состояний.