Инструментально-технологические возможности систем моделирования

Принято выделять три класса моделируемых объектов: дискретные, непрерывные, дискретно-непрерывные (комбинированные). Соответственно различают три класса языков моделирования. Области применения языков непрерывного и дискретного моделирования практически не пересекаются. Языки комбинированного моделирования используются при работе с моделями объектов и непрерывного, и дискретного класса. Примерами классических языков и систем непрерывного типа являются: DYNAMO, Vensim и др., поддерживающие методы системной динамики. Широко известные в свое время языки непрерывно-дискретного моделирования: GASP, SLAM, языки дискретного моделирования: SMPL, SIMULA, GPSS, АИС (агрегативная имитационная система) и др.

Средства описания моделируемых систем включают базовую для языка моделирования схему алгоритмизации; альтернативные схемы алгоритмизации; синтаксическую основу языка моделирования; средства проблемной ориентации в языке моделирования

Под базовой схемой алгоритмизации подразумевается совокупность понятий, которые используются для алгоритмизации (формализации) моделируемой системы и непосредственно представлены в языке моделирования. В настоящее время используется большое число различных способов алгоритмизации. В языках непрерывного моделирования широко применяются системы дифференциальных и интегро-дифференциальных уравнений, структурные схемы, графы связей. Среди дискретного моделирования различают: языки событий, языки работ, языки процессов, языки транзактов, языки, основанные на автоматных и сетевых представлениях, и др. Языки комбинированного моделирования могут основываться на агрегатах, КОМБИ-сетях, использовать комбинированные схемы алгоритмизации языков непрерывного и дискретного моделирования. Базовая схема алгоритмизации предполагает определенную организацию работы управляющей системы моделирования.

В качестве доминирующих базовых концепций формализации и структуризации в современных системах моделирования используются: для дискретного моделирования -системы, основанные на описании процессов (process description) или на сетевых концептах (network paradigms), -(Extend, Arena, ProModel, Witness, Taylor, Gpss/H-Proof, ARISидр.);

для систем, ориентированных на непрерывное моделирование — модели и методы системной динамики, -(Powersim, Vensim, Dynamo, Stella, Шипки др.).

Кроме базовой схемы алгоритмизации при построении имитационной модели могут быть применены альтернативные схемы, близкие к базовой, либо приводимые к ней. Например, язык структурных схем можно использовать для моделирования систем дифференциальных уравнений, дискретные сети можно моделировать на языке транзактов или процессов. Как правило, в современных системах, с целью расширения их функциональности присутствуют альтернативные концепции формализации. Так, например, в системах Powersim, Ithink встроен аппарат дискретного моделирования, и, наоборот, в системах Extend, ProcessModel реализована поддержка, правда, довольно слабая, непрерывного моделирования. Часто проще и целесообразнее разработать методику программирования для выбранной схемы алгоритмизации, чем найти язык, основанный на этой схеме. Таким образом, один и тот же язык моделирования можно применять для реализации различных способов алгоритмизации моделей.

Актуальной задачей сегодня является разработка систем моделирования, интегрирующих различные подходы в имитационном моделировании. Примером является система моделирования AnyLogic, совмещающая различные подходы в описании динамических процессов: транзактно-ориентированный способ описания дискретных систем, динамическое моделирование, диаграммы состояний универсального языка моделирования UML, агентный подход в моделировании.

По синтаксической основе различают языки моделирования: вложенные в базовый язык моделирования или расширяющие его, а также с собственным синтаксисом. Классическим языком с собственным синтаксисом является язык моделирования GPSS.

Наличие средств проблемной ориентации в языке моделирования позволяет разрабатывать языки конечных пользователей, вводить макропонятия для упрощения программирования. Средства проблемной ориентации могут быть реализованы различными способами. Весьма распространенный способ использование макросов. В универсальном языке моделирования SIMULA для проблемной ориентации языка служат классы. В процедурно-ориентированных языках могут использоваться подпрограммы или процедуры.

Далее рассмотрим 3 группу характеристик: инструментально-технологические возможности систем моделирования.