57. Модельное, реальное и время моделирования.

Имитационное моделирование, как правило, проводится с использованием средств вычислительной техники в соответствии с программой, реализующей последовательность возникающих в системе основных событий, т.е. соответствующий процесс функционирования системы. При этом несколько часов, суток, лет работы реальной системы моделируется за несколько секунд, минут, часов работы компьютера.

При имитационном моделировании различают три вида времени.

1. Время реальной системы — это время, в котором "живет", функционирует моделируемая система.

2. Модельное время — это "искусственное" время, в котором "живет" модель или другими словами это время, которое является имитацией, прообразом (моделью) времени реальной системы.

3. Реальное время — это время, в котором живет исследователь, компьютер или другими словами это время необходимое для моделирования (затратное время).

Для нас наибольший интерес представляет модельное время. Для того, чтобы вести отсчет модельного времени и обеспечить правильную хронологическую последовательность наступления основных событий в имитационной модели используется так называемый таймер модельного времени, которая представляет собой переменную для хранения (фиксации) текущего значения модельного времени.

58. Порядок функционирования имитационной модели

Поведение каждого элемента характеризуется последовате­льностью отрабатываемых им функций - функциональных действий ФДij. Фун­кциональное действие характеризуется алгоритмом АЛij и временем его выпо­лнения _ij, образующими активность, а также набором событий Сij, к которым приводит его выполнение. (См. рисунок)

Условно процесс функционирования i-го компонента можно представить в виде гра­фика на рисунке, где по оси X откладываются значения модельного времени t_M, а по оси Y выполняемые действия. При переносе в имитационную модель реаль­ные функциональные действия ФДij с некоторой погрешностью заменяются мо­дельными ФД^*ij, а сам процесс моделирования компонента включает следую­щие многократно повторяющиеся такты: 1) для текущего модельного времени tM=tj имитируется функциональное действие ФД^*ij; 2) модельное время увели­чивается на значение ij 3) прогнозируются события Cij

При этом полагается, что алгоритм ФД^*ij имитируется мгновенно (при неизменном модельном времени), а реальное время tc(ij), потраченное на его моделирование, формирует трудоемкость модели tc. Модельное же время про­двигается принудительно и служит для синхронизации всех событий, происхо­дящих в объекте. Кроме времен t_M и tс есть еще и реальное время t_R жизни компонентов, объекта. Соотношение tc/t_R характеризует ускорение моделиро­вания, его временную эффективность, а соотношение t_M/t_R определяет масш­таб модельного времени.

59. Способы продвижения модельного времени

В имитационных моделях применяют два основных способа скачкообраз­ного продвижения дискретного модельного времени: -1) способ приращений, ко­гда время перемещается с постоянным шагом t ; 2) событийный способ, когда время перемещается с переменным шагом от момента наступле­ния текущего события к моменту наступления ближайшего последующего со­бытия.

В способе приращений возможны пустые шаги, когда на отрезках длительности t и в соответствующих тактах отсутствуют события.

Кроме того, здесь события обрабатываются не тогда, когда происходят, что может приводить к ошибкам моделирования. Заниженный шаг приводит к рос­ту пустых тактов, завышенный - к искажению реальной картины развития про­цессов в объекте. Реализация метода относительно проста. В событийный спо­собе пустых тактов нет, модули обработки событий активизируются только то­гда, когда они реально происходят.

Обобщённые алго­ритмы моделирования стационарных объектов представлены на рисунке. Здесь блоки 1-3 слу­жат для подготовки мо­дели к моделированию, в том числе для ввода исходных данных, гене­рации и инициализации модели. Блоки 4,6,7 (рис.34) и блоки 4,5,7,8 (рис.35) отрабатывают очередной такт (итера­цию) имитационного моделирования