- •Воронежский государственный технический университет
- •Утверждено Редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия
- •Введение
- •2. Классификация видов моделирования систем
- •3. Основные математические методы моделирования информационных процессов и систем
- •3.1. Виды математических моделей
- •3.2. Структурные математические модели
- •3.3. Функциональные математические модели
- •3.3.1. Непрерывно-детерминированные модели
- •3.3.2. Непрерывно-стохастические модели
- •3.3.2.1. Анализ работы разомкнутых смо
- •3.3.2.2. Замкнутые смо
- •3.4. Моделирование дискретных систем
- •3.4.1. Конечные автоматы
- •3.4.2. Дискретно-детерминированные модели
- •3.4.3. Вероятностные автоматы
- •3.5. Сетевые модели. Сети Петри (n-схемы)
- •4. Имитационное моделирование информационных процессов
- •4.1. Организация статистического моделирования
- •4.2Моделирование случайной величины с заданным законом распределения
- •4.3 Моделирование равномерно распределенных на отрезке [a,b] случайных чисел
- •4.4. Моделирование показательно распределенных св
- •4.5. Моделирование нормально распределенных случайных чисел
- •4.6. Проверка качества случайных чисел по критерию
- •4.7. Точность статистических оценок
- •4.8. Аппроксимация результатов моделирования
- •5. Формализация и алгоритмизация процессов функционирования систем
- •5.1. Методика разработки и машинной реализации моделей систем
- •5.2. Построение концептуальных моделей систем и их формализация
- •5.3. Алгоритмизация моделей систем и их машинная реализация
- •6. Планирование имитационных моделй с экспериментами
- •6.1. Полный факторный эксперимент
- •6.2. Дробные реплики
- •6.3. Общая схема планирования эксперимента
- •6.3.1. "Крутое восхождение"
- •6.3.2. Этапы планирования эксперимента
- •6.4. Стратегическое планирование
- •6.5. Тактическое планирование
- •7. Оценка точности и достоверности результатов моделирования
- •7.1. Общие положения
- •7.2. Регрессионный анализ
- •7.3. Корреляционный анализ
- •7.4. Экспертные оценки
- •8. Инструментальные средства моделирования систем
- •8.1. Архитектура языков имитационного моделирования
- •8.2. Задание времени в машинной модели
- •8.3. Сравнительный анализ языков моделирования
- •8.4. Примеры прикладных пакетов моделирования и языков моделирования
- •9. Правила построения моделирующих алгоритмов и способы реализации моделей
- •10. Сетевые модели вычислительных систем
- •10.1. Определение: Сеть Петри
- •Объекты, образующие сеть Петри
- •2Расширенная входная Расширенная выходная
- •10.2. Маркировка сети Петри.
- •10.3. Пространство состояний сети Петри
- •10.4. Моделирование параллельных процессов.
- •10.5. Моделирование процессора с конвейерной обработкой
- •10.6. Кратные функциональные блоки компьютера
- •10.7. Сети Петри и программирование
- •10.8. Взаимно исключающие параллельные процессы
- •10.9. Анализ сетей Петри
- •10.10. Дерево достижимости сети Петри
- •В позицию может входить и выходить только одна дуга
- •11. Система имитационного моделирования gpss/pc
- •11.1. Назначение и основные возможности системы
- •11. 2. Состав системы моделирования gpss/pc
- •11.3. Структура операторов языка gpss/pc
- •11.4. Команды среды gpss/pc
- •11.5. Основные операторы языка gpss/pc
- •11.5.1. Начало gpss-модели
- •11.5.2. Комментарии в gpss/pc
- •11.5.3. Имитация потоков событий. Транзакты
- •11.5.4. Имитация типовых узлов смо
- •11.6. Информация о ходе моделирования
- •11.6.1. Окно данных
- •11.6.2. Окно блоков
- •11.6.3. Окно устройств
- •11.6.4. Окно многоканальных устройств
- •11.7. Информация о результатах моделирования
- •11.7.1. Файл результатов моделирования
- •11.7.2. Содержание результатов моделирования
- •11.9. Управление движением транзактов
- •11.10. Дополнительные средства сбора информации о модели
- •11.11. Стандартные числовые атрибуты
- •11.12. Выбор направления движения транзактов с использованием сча
- •11.13. Датчики случайных чисел в gpss/pc
- •11.14. Функции в gpss/pc
- •11.14.1. Дискретные функции
- •11.14.2. Непрерывные функции
- •11.15. Переменные в gpss/pc
- •11.16. Организация циклов
- •11.17. Логические переключатели
- •11.18. Управление движением транзактов в зависимости от состояния элементов модели
- •11.19. Моделирование согласованных процессов на gpss-pc
- •11.19.1. Создание ансамблей транзактов
- •11.19.2. Накопление нескольких транзактов для последующей обработки
- •11.19.3. Объединение нескольких транзактов в один
- •11.19.4. Синхронизация движения транзактов в модели
- •11.20. Время пребывания транзакта в модели
- •11.21. Сбор данных о распределении значений характеристик модели. Таблицы
- •11.22. Изменение имени файла результатов моделирования
- •11.23. Приведение модели к исходному состоянию
- •11.24. Многократное выполнение моделирования
- •11.25. Моделирование нескольких вариантов системы в одной gpss-модели
- •11.26. Время моделирования
- •3 94026 Воронеж, Московский просп., 14
11.26. Время моделирования
С любой GPSS-моделью связаны два СЧА, содержащие информацию о времени моделирования: C1 (относительное время) и AC1 (абсолютное время). Эти СЧА являются системными, т.е. они связаны не с каким-либо элементом модели (транзактом, устройством и т.д.), а с моделью в целом. Абсолютное время - это время с момента выполнения последнего оператора CLEAR, а если такой оператор не использовался - то с момента начала моделирования. Относительное время - это время с момента выполнения последнего оператора RESET; если он не использовался, то относительное время представляет собой время с момента выполнения последнего оператора CLEAR, а если и он не использовался - то с момента начала моделирования. Если ни оператор RESET, ни оператор CLEAR не использовались, то значения абсолютного и относительного времени (т.е. СЧА АС1 и С1) совпадают.
Величины АС1 и С1 могут иногда применяться для определения длительности событий в процессе моделирования.
Заключение.
В учебном пособии рассмотрены основные положения теории моделирования систем, а также система имитационного моделирования GPSS/PS. Основное внимание уделено методам и алгоритмам системного и имитационного моделирования, методам формирования математических моделей процессов функционирования систем, и их использование для задач анализа, прогнозирования и принятия решений, теории систем массового обслуживания, сетевым моделям, вопросам статистической обработки ретроспективной информации и результатам имитационного моделирования.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение |
3 |
||||
1. |
Основные понятия теории моделирования систем |
5 |
|||
2 |
Классификация видов моделирования систем |
9 |
|||
3. |
Основные математические методы моделирования информационных процессов и систем |
12 |
|||
|
3.1 |
Виды математических моделей |
12 |
||
|
3.2 |
Структурные математические модели |
13 |
||
|
3.3. |
Функциональные математические модели |
13 |
||
|
3.4. |
Моделирование дискретных систем |
32 |
||
|
3.5 |
Сетевые модели. Сети Петри (N-схемы) |
39 |
||
4. |
Имитационное моделирование информационных процессов |
43 |
|||
|
4.1 |
Организация статистического моделирования |
47 |
||
|
4.2 |
Моделирование случайной величины с заданным законом распределения |
51 |
||
|
4.3 |
Моделирование равномерно распределенных на отрезке [a,b] случайных чисел |
51 |
||
|
4.4. |
Моделирование показательно распределенных СВ |
53 |
||
|
4.5 |
Моделирование нормально распределенных случайных чисел |
54 |
||
|
4.6 |
Проверка качества случайных чисел |
55 |
||
|
4.7 |
Точность статистических оценок |
56 |
||
|
4.8 |
Аппроксимация результатов моделирования |
58 |
||
5. |
Формализация и алгоритмизация процессов функционирования систем |
61 |
|||
|
5.1. |
Методика разработки и машинной реализации моделей систем |
62 |
||
|
5.2. |
Построение концептуальных моделей систем и их формализация |
64 |
||
|
5.3. |
Алгоритмизация моделей систем и их машинная реализация |
68 |
||
6. |
Планирование имитационных моделй с экспериментами |
72 |
|||
|
6.1. |
Полный факторный эксперимент |
74 |
||
|
6.2 |
Дробные реплики |
79 |
||
|
6.3 |
Общая схема планирования эксперимента |
87 |
||
|
6.4 |
Стратегическое планирование |
89 |
||
|
6.5. |
Тактическое планирование |
90 |
||
7. |
Оценка точности и достоверности результатов моделирования |
93 |
|||
|
7.1. |
Общие положения |
93 |
||
|
7.2. |
Регрессионный анализ |
94 |
||
|
7.3. |
Корреляционный анализ |
98 |
||
|
7.4. |
Экспертные оценки |
99 |
||
8 |
Инструментальные средства моделирования систем |
101 |
|||
|
8.1. |
Архитектура языков имитационного моделирования |
103 |
||
|
8.2. |
Задание времени в машинной модели |
104 |
||
|
8.3 |
Сравнительный анализ языков моделирования |
107 |
||
|
8.4. |
Примеры прикладных пакетов моделирования и языков моделирования |
110 |
||
9. |
Правила построения моделирующих алгоритмов и способы реализации моделей |
115 |
|||
10. |
Сетевые модели вычислительных систем |
118 |
|||
|
10.1. |
Определение: Сеть Петри |
120 |
||
|
10.2. |
Маркировка сети Петри |
122 |
||
|
10.3. |
Пространство состояний сети Петри |
124 |
||
|
10.4. |
Моделирование параллельных процессов
|
127 |
||
|
10.5. |
Моделирование процессора с конвейерной обработкой |
131 |
||
|
10.6. |
Кратные функциональные блоки компьютера |
133 |
||
|
10.7. |
Сети Петри и программирование |
135 |
||
|
10.8. |
Взаимно исключающие параллельные процессы |
138 |
||
|
10.9. |
Анализ сетей Петри |
141 |
||
|
10.10. |
Дерево достижимости сети Петри |
144 |
||
|
10.11. |
Е – сеть |
149 |
||
11. |
Система имитационного моделирования GPSS/PC |
158 |
|||
|
11.1 |
Назначение и основные возможности системы |
158 |
||
|
11. 2. |
Состав системы моделирования GPSS/PC |
160 |
||
|
11.3. |
Структура операторов языка GPSS/PC |
161 |
||
|
11.4. |
Команды среды GPSS/PC |
162 |
||
|
11.5 |
Основные операторы языка GPSS/PC |
165 |
||
|
11.6 |
Информация о ходе моделирования |
170 |
||
|
11.7 |
Информация о результатах моделирования |
173 |
||
|
11.8 |
Параметры и приоритет транзактов |
175 |
||
|
11.9 |
Управление движением транзактов |
178 |
||
|
11.10 |
Дополнительные средства сбора информации о модели |
180 |
||
|
11.11 |
Стандартные числовые атрибуты |
180 |
||
|
11.12 |
Выбор направления движения транзактов с использованием СЧА |
185 |
||
|
11.13 |
Датчики случайных чисел в GPSS/PC |
188 |
||
|
11.14 |
Функции в GPSS/PC |
189 |
||
|
11.15 |
Переменные в GPSS/PC |
196 |
||
|
11.16 |
Организация циклов |
200 |
||
|
11.17 |
Логические переключатели |
201 |
||
|
11.18 |
Управление движением транзактов в зависимости от состояния элементов модели |
201 |
||
|
11.19 |
Моделирование согласованных процессов на GPSS-PC |
203 |
||
|
11.20 |
Время пребывания транзакта в модели |
208 |
||
|
11.21 |
Сбор данных о распределении значений характеристик модели. Таблицы |
211 |
||
|
11.22 |
Изменение имени файла результатов моделирования |
215 |
||
|
11.23 |
Приведение модели к исходному состоянию |
216 |
||
|
11.24 |
Многократное выполнение моделирования |
217 |
||
|
11.25 |
Моделирование нескольких вариантов системы в одной GPSS-модели |
219 |
||
|
11.26 |
Время моделирования |
223 |
||
Заключение |
|
||||
Библиографический список |
225 |
Учебное издание
Федорков Евгений Дмитриевич
Бобров Александр Иванович
МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ
В авторской редакции
Компьютерный набор А.И. Бобров
Подписано к изданию ____________
Уч.-изд. л. 12,2.
«ГОУВПО» Воронежский государственный технический
университет, 2008