ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
этапе проектирования, когда реальная система отсутствует). Эффективность теоретических исследований с практической
точки зрения в полной мере проявляется лишь тогда, когда их результаты с требуемой степенью точности и достоверности
могут быть представлены в виде триады «модель–алгоритм–программа ЭВМ», пригодной для получения соответствующих
характеристик процесса функционирования исследуемых систем.
Вычислительный эксперимент с имитационной моделью сложной системы требует также серьезной подготовки. Во
многих случаях для решения задач имитационного моделирования создается информационная система, состав которой обра-
зует следующие виды обеспечения.
Математическое и алгоритмическое обеспечение
, в основном это
математические соотношения, описывающие поведе-
ние реального объекта, алгоритмы, обеспечивающие подготовку и работу с моделью, а также лингвистическое обеспечение,
т.е. совокупность используемых языков программирования.
Программное обеспечение
, состоящее из системного или общего и прикладного программного обеспечения. Последнее
включает в себя программы планирования и проведения эксперимента, обработки и интерпретации результатов и др.
Информационное обеспечение
, т.е. файлы с данными об исследуемой системе, базы данных, формы документов и т.п.
Техническое
(
аппаратное
)
обеспечение
, т.е. средства вычислительной, коммуникационной и организационной техники,
ввода, вывода и обмена информацией между участниками эксперимента.
Организационное
,
правовое
и
методическое обеспечения
, включающие инструктивные и нормативные материалы по
организации, проведению и обработке результатов вычислительного эксперимента при использовании конкретной информа-
ционной системы.
Немаловажное значение для успешного функционирования информационной системы имеет человеческий компонент,
т.е. разработчики модели, программисты, пользователи и т.д.
Информационная система позволяет заменить эксперимент с реальным процессом функционирования сложного объек-
та экспериментом с математической моделью.
Основными достоинствами исследований сложных систем методом имитационного моделирования являются следую-
щие факторы: 1) вычислительный эксперимент дает возможность исследовать процесс функционирования системы в любых
условиях, в том числе ситуациях, недопустимых для нормальной работы системы, например предаварийных и аварийных; 2)
применение ЭВМ существенно сокращает продолжительность испытаний по сравнению с натурным экспериментом; имита-
ционная модель позволяет без больших затрат изменять структуру и параметры моделируемой системы, что важно при оп-
ределении оптимального варианта системы на этапе проектирования.
Эффективность имитационного моделирования оценивается рядом показателей, к которым относятся точностные ха-
рактеристики, затраты на разработку модели и информационной системы, время проведения эксперимента и требуемые ма-
шинные ресурсы. Для повышения эффективности организации и проведения вычислительных экспериментов применяются
современные информационные технологии (например, CASE-технологии), языки программирования (C+, Delphi), пакеты
прикладных программ (Matlab, Femlab, Cadfem), математический аппарат планирования эксперимента и др.
CASE-технология в широком смысле представляет собой совокупность методологий анализа, автоматического проек-
тирования, разработки и сопровождения программного обеспечения сложных систем [4]. Аббревиатура CASE используется
для двух направлений проектирования систем. Первое – Computer Aided System Engineering
–
направлено на решение задач
концептуального проектирования сложных слабоструктурированных систем. CASE-технологии этого направления называют
системами CASE для концептуального проектирования.
Второе направление – Computer Aided Software Engineering
решает
задачи автоматизированного проектирования программного обеспечения. Эти CASE-системы называют инструментальными
средами разработки программного обеспечения
(
инструментальными CASE-систе-мами
).
Среди систем CASE первого направления выделяют системы функционального и информационного (поведенческого)
проектирования. Наиболее распространенной методикой
функционального проектирования
сложных систем является мето-
дика SADT (Structured Analysis and Design Technique). Эта методика стала основой стандарта IDEF0
(Integrated Definition 0)
.
Программные средства информационного проектирования
реализуют методики инфологического проектирования баз дан-
ных. Широкое распространение получила методика создания информационных моделей IDEF1X. Применение инструмен-
тальных CASE-систем позволяет сократить затраты на разработку программного обеспечения за счет уменьшения числа
итераций и числа ошибок, а также улучшить качество программного обеспечения вследствие лучшего взаимопонимания
разработчика и заказчика. При этом облегчается сопровождение готового программного продукта.
CASE-средства представляют собой программные продукты, используемые как для автоматизированной разработки
определенных видов моделей, например, функциональных, информационных, так и для автоматизированного создания про-
граммного обеспечения информационных и других систем. В последнем случае CASE-средства поддерживают все этапы
проектирования прикладного программного обеспечения и баз данных от формулировки требований до генерации кода, тес-
тирования документирования и сопровождения в процессе эксплуатации.
С позиции решения задач моделирования CASE-технологии широко применяются для моделирования систем большин-
ства предметных областей. Исключительно большое значение CASE-технологии имеют для разработки моделей деятельно-
сти предприятий, в частности функциональных и информационных, которые необходимы для решения задач системного
анализа, проектирования, реинжиниринга и др.
При решении многих задач анализа и синтеза ХТС могут использоваться различные программные средства, предназна-
ченные для математических вычислений в технических приложениях – Matlab, Matcad, Excel, Maple и др. Система MATLAB
(MATrix LABoratory – матричная лаборатория, фирма MathWorks, Inc) создана «как язык программирования высокого уров-
ня для технических вычислений» [5]. Система имеет открытую архитектуру, современные версии поставляются вместе с па-
кетом расширения Simulink. Наиболее полно функциональные возможности системы проявляются в рамках комплекса
«MATLAB + Simulink + пакеты расширения». Число пакетов расширения насчитывает несколько десятков.
В системе реализован принцип визуально-ориентированного программирования; уравнения состояний, описывающие
динамические системы, формируются автоматически; имеются виртуальные средства регистрации и визуализации результа-
тов моделирования. Функции системы MATLAB позволяют в интерактивном режиме выполнять сложные математические
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- …
- следующая ›
- последняя »
