- •Вінницький фінансово-економічний університет
- •Імітаційне моделювання конспект лекцій
- •Тема 1 Вступ до курсу "Імітаційне моделювання"
- •1. Історія виникнення та розвиток імітаційного моделювання
- •2. Види моделювання та особливості їх використання
- •3. Основні напрями використання машинної імітації
- •4. Сфери застосування імітаційних моделей
- •5. Програмна реалізація імітаційних моделей
- •6. Приклад імітаційної моделі
- •III. Gpss — програма імітаційної моделі еом
- •Питання для самоконтролю
- •Тема 2 Сутність, розвиток і застосування імітаційного моделювання
- •1. Сутність та поняття імітаційного моделювання
- •2. Загальна схема і цілі імітаційного моделювання
- •3. Переваги і недоліки методу машинної імітації
- •4. Поняття імітаційного моделювання у вузькому та широкому сенсі
- •5. Імітація еволюційних процесів
- •Питання для самоконтролю
- •Тема 3 Основні етапи побудови імітаційних моделей
- •1. Види робіт при розробці імітаційної моделі.
- •2. Основні етапи побудови імітаційних моделей. Визначення задачі та її аналіз як етап побудови імітаційних моделей
- •3. Визначення вимог до інформації як етап побудови імітаційних моделей
- •4. Збирання інформації як етап побудови імітаційних моделей
- •5. Висунення гіпотез і прийняття припущень як етап побудови імітаційних моделей. Встановлення основного змісту моделі
- •6. Визначення параметрів, змінних і критеріїв ефективності як етап побудови імітаційних моделей. Описання концептуальної моделі і перевірка її вірогідності
- •7. Створення логічної структурної схеми як заключний етап побудови імітаційної моделі
- •Питання для самоконтролю
- •Тема 4 Імітаційна модель керування запасами
- •1. Поняття та сутність оптимального керування запасами
- •2. Основні параметри моделювання задачі керування запасами
- •3. Сутність та характеристика детермінованих моделей керування запасами
- •4. Керування багатопродуктовими запасами
- •5. Концептуальна імітаційна модель керування запасами
- •6. Блок-схема імітаційної моделі керування запасами
- •7. Аналіз результатів машинної реалізації імітаційної моделі
- •Питання для самоконтролю
- •Тема 5 Поняття про Метод Монте-Карло
- •1. Метод Монте-Карло в імітаційному моделюванні
- •2. Приклад застосування методу Монте-Карло
- •3. Точність оцінки ймовірності за допомогою відносної частоти.
- •4. Рівномірна випадкова послідовність чисел рвп [0,1]
- •5. Властивості рівномірної випадковості послідовності чисел
- •Питання для самоконтролю
- •Тема 6.Генерування рвп [0,1]
- •1. Поняття про генератори (датчики) випадкових чисел.
- •2. Табличний спосіб одержання рвп [0,1]
- •3. Фізичний спосіб одержання рвп [0,1]
- •4. Програмні способи одержання рвп [0,1]
- •5. Загально статистичні методи перевірки якості псевдовипадкових чисел
- •Питання для самоконтролю
- •Тема 7 Генерування випадкових подій і випадкових величин під час машинної імітації
- •1. Імітація випадкових подій
- •2. Стандартний метод імітації дискретно розподілених випадкових величин
- •3. Спеціальні методи імітації деяких дискретних розподілів
- •Питання для самоконтролю
- •Тема 8. Генерування неперервних випадкових величин
- •1. Суть проблеми імітації неперервних розподілів
- •2. Стандартний метод імітації неперервних випадкових величин
- •3. Метод добору (відбракування) неперервних випадкових величин
- •4. Наближене формування розподілів неперервних випадкових величин
- •5. Генерування нормально розподілених випадкових величин
- •Питання для самоконтролю
- •Тема 9 Планування імітаційних експериментів
- •1. Загальна характеристика планування імітаційних експериментів
- •2. Апроксимуючий поліном функції відгуку
- •3. Дворівнева система вимірювання факторів
- •4. Повні факторні плани та їхні властивості
- •5. Дробові факторні плани і умови доцільності їх застосування
- •6. Засоби планування експерименту системи statgraphics Планування експерименту (Experimental Design)
- •Питання для самоконтролю
- •Тема 10 Одержання апроксимуючих поліномів
- •2. Апроксимуючий поліном другого плану
- •1. Одержання коефіцієнтів лінійної регресії
- •2. Апроксимуючий поліном другого плану
- •3. Побудова композиційних планів
- •4. Ортогональний центральний композиційний експеримент
- •5. Рототабельний композиційний експеримент
- •Питання до самоконтролю:
- •Тема 11 Узагальнення та статистична перевірка результатів імітаційних експериментів
- •1. Перевірка результатів імітаційних експериментів за допомогою властивості однорідності дисперсій
- •2. Перевірка значущості коефіцієнтів регресії
- •3. Перевірка адекватності моделі
- •Питання для самоконтролю
- •Тема 12 Планування імітаційних експериментів у процесі дослідження та оптимізації систем
- •1. Планування імітаційних експериментів у процесі дослідження систем
- •2. Планування імітаційних експериментів у процесі оптимізації систем
- •Питання для самоконтролю
- •Список рекомендованої літератури
- •Навчальне видання:
III. Gpss — програма імітаційної моделі еом
Як приклад застосування мов імітаційного моделювання розглянемо програму описаної імітаційної моделі завантаження ЕОМ, створену засобами системи GPSS.
Терміни GPSS
Транзакт — динамічний об’єкт (заявка, деталь, клієнт тощо).
Установка — у кожний момент часу обслуговує лише один транзакт (ЕОМ, верстат, касир).
Черга — містить список транзактів, що затримуються, а також ураховує середнє число і середню тривалість затримок.
Таблиця — нагромаджує дані для побудови різноманітних частотних характеристик.
GPSS-програму імітаційної моделі завантаження ЕОМ ZAWEOM.GPS, створену засобами мови GPSS/PS, наведено в табл. 1.2.
Таблиця 1.2
GPSS/PC-програма імітаційної моделі завантаження ЕОМ
Подія |
Оператор |
Коментар |
Надходження заявки |
GENERANE 5,5 |
Генерування транзактів рівномірно 55 |
Очікування обслуговування |
QUEUE EOM |
Поставити заявку в чергу до установки ЕОМ, якщо установка ЕОМ зайнята |
Початок обслуговування |
SEIZE EOM |
Зайняти установку ЕОМ, якщо вона вільна, або зайняти, коли вона звільниться |
Залишення черги |
DEPART EOM |
Вилучити транзакт із черги ЕОМ |
Обслуговування заявки |
ADVANCE 3,3 |
Змінити системний час рівномірно на величину 33 |
Звільнення ЕОМ |
RELEASE EOM |
Звільнити установку ЕОМ |
Статистика |
TABULATE 1 |
Внести до табл. 1 повний час перебування транзакту в системі |
Заявка залишає ЕОМ |
TERMINATE 1 |
Знищити транзакт |
Щоб дістати результатні дані, слід зазначити ідентифікатори потрібних стандартних числових атрибутів: СT$EOM — середній час перебування заявки; FR$EOM — коефіцієнт використання ЕОМ.
Питання для самоконтролю
1. Що Ви розумієте під поняттям «імітаційне моделювання»?
2. Які Ви знаєте основні напрями використання імітаційного моделювання?
3. Що означає імітаційне моделювання у широкому розумінні?
4. Що означає імітаційне моделювання у вузькому розумінні?
5. З чого складається імітаційна система?
6. Коли відбулось становлення машинної імітації?
Тема 2 Сутність, розвиток і застосування імітаційного моделювання
План
1. Сутність та поняття імітаційного моделювання.
2. Загальна схема і цілі імітаційного моделювання
3. Переваги і недоліки методу машинної імітації
4. Поняття імітаційної моделі у вузькому та широкому сенсі.
5. Імітація еволюційних процесів
Література: [5, 6].
1. Сутність та поняття імітаційного моделювання
Імітаційне моделювання (машинна імітація) — особлива форма проведення експериментів на ЕОМ з математичними моделями, які з певним ступенем ймовірності описують закономірності функціонування реальних систем і об’єктів.
Імітаційне моделювання, як інструмент експериментального дослідження складних систем, охоплює методологію створення моделей систем, методи алгоритмізації та засоби програмних реалізацій імітаторів, планування, організацію і виконання на ЕОМ експериментів з імітаційними моделями, машинну обробку даних та аналіз результатів.
Імітаційне моделювання є одним з високоефективних методів системного аналізу. Проте це не єдиний науковий інструмент розв’язання складних задач. Слід підкреслити роль і значення інших видів моделювання, зокрема: фізичного моделювання; макетного моделювання; проведення досліджень за допомогою математичних моделей (аналітичне моделювання); аналогове моделювання, на основі якого було створено аналогові обчислювальні машини, налагоджено ситуаційне моделювання (ділові ігри), які в багатьох випадках включають як окремий елемент імітаційні моделі.
Машинна імітація являє собою цілий науковий напрям. Активне впровадження машинної імітації у сферу розв’язання різноманітних завдань організації і управління виробництвом, інтенсивна експлуатація імітаційних методів у всіх галузях інженерно-економічної діяльності, широке залучення ідей і методів машинного моделювання до підготовки наукових і виробничих кадрів — важливі народногосподарські завдання, успішне виконання яких багато в чому визначить ефективність суспільного виробництва в цілому.