5.2.2 Способы построения моделирующих алгоритмов

Моделирующий алгоритм Q-схемы должен адекватно отражать процесс функционирования системы и в то же время не создавать трудностей при машинной реализации модели. При этом моделирующий ал­горитм должен отвечать следующим основным требованиям:

об­ладать универсальностью относительно структуры, алгоритмов фу­нкционирования и параметров системы;

обеспечивать одновре­менную (в один и тот же момент системного времени) и независи­мую работу необходимого числа элементов системы;

укладывать­ся в приемлемые затраты ресурсов ЭВМ (машинного времени и па­мяти) для реализации машинного эксперимента;

обеспечивать возмож­ность построения блочной структуры алгоритма;

гарантировать выполнение рекуррентного правила — событие, происходящее в момент времени t_k, может моделироваться только после того, как промоделированы все события, произошедшие в момент времени t_k-1<t_k.

При этом необходимо учитывать, что появление очередной заявки в некоторый момент времени t_i может вызвать изменение состояния не более, чем в одном из элементов Q-схемы, а окончание обслуживания заявки в некотором канале может привести к последовательному изменению состояния нескольких элементов (Н и К), т. е. будет иметь место процесс распространения смены состояний в направ­лении, противоположном движению заявок в системе.

Известно, что существует два основных принципа построения моделирующих алгоритмов: принцип « » и принцип « ». При построении моделирующего алгоритма Q-схемы по принципу « », т. е. алгоритма с детерминированным шагом, необходимо определить минимальный

интервал времени между сосед­ними событиями (во входящих потоках и потоках обслуживаний) и принять шаг моделирования равным .

В моделирующих алгоритмах, построенных по принципу « », т. е. в алгоритмах со случайным шагом, элементы Q-схемы про­сматриваются при моделирова­нии только в моменты особых состояний (в моменты появления заявок из источников или изменения состо­яний каналов).

При этом длительность шага зависит как от особенностей самой системы, так и от входных воздействий. Моделирующие алгоритмы со случайным шагом реализуют синхронным и асинхронным способами. При синхрон­ном способе один из элементов Q-схемы (И, Н или К) выбирается в качестве ведущего и по нему «синхронизируется» весь процесс моделирования. При асинхронном способе построения моделиру­ющего алгоритма ведущий (синхронизирующий) элемент не исполь­зуется, а очередному шагу моделирования (просмотру элементов Q-схемы) может соответствовать любое особое состояние всего множества элементов схемы. При этом просмотр элементов Q-схемы организован так, что при каждом особом состоянии либо циклически просматриваются все элементы, либо спорадически — только те, которые могут в этом случае изменить свое состояние (просмотр элементов с прогнозированием) [2]. Классификация возможных способов построения моделирую­щих алгоритмов Q-схем приведена на рис. 5.10.

Рассмот­рим особенности построения и реализацию перечис­ленных разновидностей моделирующих алгоритмов при моделировании конкретного варианта системы.