Лабораторная работа №1. Введение

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.................................................................................................... 5

Лабораторная работа №1

ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ

1.1. Цель работы........................................................................................... 7

1.2. Порядок выполнения работы.............................................................. 7

1.3. Модели системной динамики............................................................. 7

1.4. Методика исследования динамики функционирования производственной системы........................................................................................................ 10

1.5. Методика работы с программой...................................................... 20

1.6. Содержание отчета............................................................................ 22

Лабораторная работа №2

ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ

2.1. Цель работы........................................................................................ 23

2.2. Порядок выполнения работы........................................................... 23

2.3. Дискретно-событийное имитационное моделирование............. 23

2.4. Описание компьютерной системы имитационного моделирования Visual Modeling........................................................................................................ 27

2.5. Пример выполнения задания и оформления отчета.................. 33

Лабораторная работа №3

ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СЛОЖНЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ

3.1. Цель работы........................................................................................ 37

3.2. Порядок выполнения работы........................................................... 37

3.3. Объектно-ориентированное моделирование............................... 37

3.4. Общие сведения о пакете Model Vision Studium........................... 39

3.5. Гибридная карта поведения............................................................. 40

3.6. Структура модели и входной язык MVL......................................... 40

3.7. Пример выполнения задания и оформления отчета.................. 44

Лабораторная работа №4

ИЗУЧЕНИЕ ОБЩЕЦЕЛЕВОЙ СИСТЕМЫ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ GPSS

4.1. Цель работы........................................................................................ 47

4.2. Порядок выполнения работы........................................................... 47

4.3. Краткие сведения о системе GPSS................................................. 47

4.4. Операторы языка GPSS.................................................................... 50

4.5. Инструкция по работе с пакетом GPSS/PC................................... 55

4.6. Пример выполнения задания и оформления отчета.................. 58

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ И РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 62

ВВЕДЕНИЕ

Быстрое развитие и усложнение техники, увеличение масштабов и стоимостей проводимых мероприятий при создании новых систем, широкое внедрение автоматизации - все это привело к необходимости введения понятия сложной системы (СС).

Сложной системой называется множество взаимосвязанных и взаимодействующих между собой элементов и подсистем различной физической природы, составляющих неразделимое целое, обеспечивающих выполнение системой некоторой сложной функции и описываемых достаточно сложными математическими моделями.

При этом наиболее важными в создании СС являются начальные этапы и стадии проектирования, где формируется представление об исследуемой системе, формулируются основные требования к тактико-техническим характеристикам (ТТХ), создается обобщенная модель структуры системы и описываются законы ее функционирования. Ошибки, допущенные на системных этапах проектирования могут привести к неоправданным затратам интеллекта, времени и денежных средств, нерациональным решениям и, наконец, просто к нереализованным проектам.

Остановимся на анализе основных особенностей СС:

- многомерность, связанная с наличием большого числа элементов и связей между ними;

- иерархический многоуровневый характер представления самой системы и структуры управления;

- множество структурно-компоновочных решений;

- многоаспектность представления;

- распределенность в пространстве и времени;

- многоцелевой характер функционирования;

- вероятностный характер функционирования и поведения системы, связанный со сложным взаимодействием с изменяющейся внешней средой.

Одним из важнейших инструментов системного анализа, который позволяет получить описания иерархии связей, механизмов и структур сложных многокомпонентных систем, является моделирование.

Моделирование позволяет:

- визуализировать систему в ее текущем или желательном для исследователя состоянии;

- определить структуру или поведение системы;

- получить шаблон, позволяющий затем сконструировать систему;

- получить шаблон, который позволит в дальнейшем моделировать системы данного класса.

Модельный метод анализа применяется для формализованного описания СС, содержащего описания элементарных объектов системы, а также свойств и связей этих объектов. В настоящее время, наряду с широко используемыми традиционными методами аналитического моделирования, большая роль отводится методам имитационного моделирования, которые дают наиболее качественные результаты при анализе динамики поведения СС, позволяя наиболее гибко, полно и наглядно отражать процессы, протекающие в них.

К преимуществам имитационного моделирования можно отнести:

- динамический характер отображения системы;

- возможность учета случайных факторов и сложных зависимостей;

- сравнительную простоту введения модификаций в модель;

- возможность исследования системы на множестве модельных реализаций ее функционирования, т.е. проведения статистических экспериментов;

- практически неограниченные возможности детализации модели в зависимости от объема знаний исследователя.

В зависимости от характера моделируемых процессов имитационные модели (ИМ) подразделяются на три большие группы: ИМ непрерывных динамических систем; ИМ дискретных систем; комбинированные или универсальные ИМ.

Кроме того, возможна классификация по принципу динамической компоновки. Она основывается на том, что объект можно описать либо как совокупность действий, либо как последовательность событий, либо как множество процессов.

При этом наиболее очевидная формализация системного подхода к исследованию СС осуществляется на основе понятия “объект” как базового элемента системы. В связи с этим современные методы и информационные технологии моделирования строятся на базе объектно-ориентированного подхода.

В настоящее время, когда компьютерная промышленность, предлагает разнообразнейшие средства моделирования, любой квалифицированный инженер или менеджер должен уметь уже не просто моделировать СС, а моделировать их с помощью современных технологий, реализованных в форме графических интегрированных сред или пакетов визуального моделирования.