Организация машинного моделирования систем

Удобной формой представления логической структуры моделей процессов функционирования систем и машинных программ является схема. На различных этапах моделирования составляются обобщенные и детальные логические схемы моделирующих алгоритмов, а также схемы программ.

Логическая схема моделирующего алгоритма представляет собой логическую структуру модели процесса функционирования системы. Она указывает упорядоченную во времени последовательность логических операций, связанных с решением задачи моделирования.

Схема программы отображает порядок программной реализации моделирующего алгоритма с использованием конкретного математического обеспечения. Схема программы представляет собой интерпретацию логической схемы моделирующего алгоритма разработчиком программы на базе конкретного алгоритмического языка.

Обобщенная схема моделирующего алгоритма задает общий порядок действий при моделировании системы без каких-либо уточняющих деталей. Она показывает, что необходимо выполнить на очередном шаге моделирования, например, обратиться к датчику случайных чисел.

Детальная схема моделирующего алгоритма содержит уточнения, отсутствующие в обобщенной схеме. Она показывает не только, что необходимо выполнить на очередном шаге моделирования, но и как это выполнить.

Построение логической схемы модели. Рекомендуется строить модель по блочному принципу, т.е. в виде некоторой совокупности стандартных блоков. Построение модели системы из таких блоков обеспечивает необходимую гибкость в процессе ее эксплуатации, особенно на стадии машинной отладки. При построении блочной модели проводится разбиение процесса функционирования системы на отдельные достаточно автономные подпроцессы. Таким образом, модель функционально подразделяется на подмодели, каждая из которых в свою очередь может быть разбита на еще более мелкие элементы. Блоки такой модели бывают двух типов: основные и вспомогательные. Каждый основной блок соответствует некоторому реальному подпроцессу, имеющему место в моделируемой системе S, а вспомогательные блоки представляют собой лишь составную часть машинной модели, они не отражают функции моделируемой системы и необходимы лишь для машинной реализации, фиксации и обработки результатов моделирования.

Наличие логической схемы модели позволяет построить схему программы, которая должна отражать разбиение модели на блоки, подблоки; особенности программирования модели; проведение необходимых изменений; возможности тестирования программы; форму представления входных и выходных данных.

При достаточно подробной схеме программы, которая отражает все операции логической схемы модели, можно приступать к программированию модели.

Проверку достоверности программы на этапе машинной реализации модели необходимо проводить обратным переводом программы в исходную схему; проверкой отдельных частей программы при решении различных тестовых задач; объединением всех частей программы и проверкой ее в целом на контрольном примере моделирования варианта системы S.

Здесь же необходимо проверить оценки затрат машинного времени на моделирование. Полезно также получить достаточно простую аналитическую аппроксимацию зависимости затрат машинного времени от количества реализаций, что позволит правильно сформулировать требования к точности и достоверности результатов моделирования.

Получение и интерпретация результатов моделирования

На третьем этапе моделирования − этапе получения и интерпретации результатов моделирования − ПК используется для проведения рабочих расчетов по составленной и отлаженной программе. Результаты этих расчетов позволяют проанализировать и сформулировать выводы о характеристиках процесса функционирования моделируемой системы S.