|
ГЛАВА 4. Моделирование системОсновные понятия моделирования
Проблема моделирования состоит из трех задач:
Свойства любой модели таковы:
Жизненный цикл моделируемой системы: 1. Сбор информации об объекте, выдвижение гипотез, предмодельный анализ; 2. Проектирование структуры и состава моделей (подмоделей); 3. Построение спецификаций модели, разработка и отладка отдельных подмоделей, сборка модели в целом, идентификация (если это нужно) параметров моделей; 4. Исследование модели - выбор метода исследования и разработка алгоритма (программы) моделирования; 5. Исследование адекватности, устойчивости, чувствительности модели; 6. Оценка средств моделирования (затраченных ресурсов); 7. Интерпретация, анализ результатов моделирования и установление некоторых причинно - следственных связей в исследуемой системе; 8. Генерация отчетов и проектных (народно - хозяйственных) решений; 9. Уточнение, модификация модели, если это необходимо, и возврат к исследуемой системе с новыми знаниями, полученными с помощью моделирования. Основными операциями используемыми над моделями являются: 1. Линеаризация. Пусть М=М(X,Y,A), где X - множество входов, Y - выходов, А - состояний системы. Схематически можно это изобразить: X ® A ® Y
2. Идентификация. Пусть М=М(X,Y,A), A={ai }, ai=(ai1,ai2,...,aik) - вектор состояния объекта (системы). Если вектор ai зависит от некоторых неизвестных параметров, то задача идентификации (модели, параметров модели) состоит в определении по некоторым дополнительным условиям, например, экспериментальным данным, характеризующим состояние системы в некоторых случаях. Идентификация - решение задачи построения по результатам наблюдений математических моделей, описывающих адекватно поведение реальной системы. 3. Агрегирование. Операция состоит в преобразовании (сведении) модели к модели (моделям) меньшей размерности (X, Y, A). 4. Декомпозиция. Операция состоит в разделении системы (модели) на подсистемы (подмодели) с сохранением структур и принадлежности одних элементов и подсистем другим. 5. Сборка. Операция состоит в преобразовании системы, модели, реализующей поставленную цель из заданных или определяемых подмоделей (структурно связанных и устойчивых). 6. Макетирование. Эта операция состоит в апробации, исследовании структурной связности, сложности, устойчивости с помощью макетов или подмоделей упрощенного вида, у которых функциональная часть упрощена (хотя вход и выход подмоделей сохранены). 7. Экспертиза, экспертное оценивание. Операция или процедура использования опыта, знаний, интуиции, интеллекта экспертов для исследования или моделирования плохо структурируемых, плохо формализуемых подсистем исследуемой системы. 8. Вычислительный эксперимент. Это эксперимент, осуществляемый с помощью модели на ЭВМ с целью распределения, прогноза тех или иных состояний системы, реакции на те или иные входные сигналы. Прибором эксперимента здесь является компьютер (и модель!).
1. Обучение (как моделям, моделированию, так и самих моделей). 2. Познание и разработка теории исследуемых систем - с помощью каких - то моделей, моделирования, результатов моделирования. 3. Прогнозирование (выходных данных, ситуаций, состояний системы). 4. Управление (системой в целом, отдельными подсиситемами системы, выработка управленческих решений и стратегий). 5. Автоматизация (системы или отдельных подсистем системы).
Основные функции компьютера при моделировании систем: · выполнять роль вспомогательного средства для решения задач, решаемых обычными вычислительными средствами, алгоритмами, технологиями;
1. Постановка задачи. a. Формулировка задачи. b. Определение цели моделирования и их приоритетов. c. Сбор информации о системе, объекте моделирования. d. Описание данных (их структуры, диапазона, источника и т. д.). 2. Предмодельный анализ. a. Анализ существующих аналогов и подсистем. b. Анализ технических средств моделирования (ЭВМ, периферия). c. Анализ программного обеспечения(языки программирования, пакеты программ, инструментальные среды). d. Анализ математического обеспечения(модели, методы, алгоритмы). 3. Анализ задачи (модели). a. Разработка структур данных. b. Разработка входных и выходных спецификаций, форм представления данных. c. Проектирование структуры и состава модели (подмоделей). 4. Исследование модели. a. Выбор методов исследования подмоделей. b. Выбор, адаптация или разработка алгоритмов, их псевдокодов. c. Сборка модели в целом из подмоделей. d. Идентификация модели, если в этом есть необходимость. e. Формулировка используемых критериев адекватности, устойчивости и чувствительности модели. 5. Программирование (проектирование программы). a. Выбор метода тестирования и тестов (контрольных примеров). b. Кодирование на языке программирования(написание команд). c. Комментирование программы. 6. Тестирование и отладка. a. Синтаксическая отладка. b. Семантическая отладка (отладка логической структуры). c. Тестовые расчеты, анализ результатов тестирования. d. Оптимизация программы. 7. Оценка моделирования. a. Оценка средств моделирования. b. Оценка адекватности моделирования. c. Оценка чувствительности модели. d. Оценка устойчивости модели. 8. Документирование. a. Описание задачи, целей. b. Описание модели, метода, алгоритма. c. Описание среды реализации. d. Описание возможностей и ограничений. e. Описание входных и выходных форматов, спецификаций. f. Описание тестирования. g. Описание инструкций пользователю. 9. Сопровождение. a. Анализ использования, периодичности использования, количества пользователей, типа использования (диалог, автономно и др.), анализ отказов во время использования модели. b. Обслуживание модели, алгоритма, программы и их эксплуатация. c. Расширение возможностей: включение новых функций или изменение режимов моделирования, в том числе и под модифицированную среду. d. Нахождение, исправление скрытых ошибок в программе, если таковые найдутся. 10. Использование модели. Лабораторная работа №6
![]() ![]() ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры... ![]() Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем... ![]() ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования... ![]() Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|