3. Основные понятия моделирования систем

В настоящее время в моделировании и синтезе больших систем сложилось два подхода:

1. системный подход;

2. классический подход.

Системный подход предполагает последовательный переход от общего к частному, когда в основе рассмотрения лежит ЦЕЛЬ, причем исследуемый объект выделяется из окружающей среды.

Структура системы – совокупности связей между элементами системы, отражающих их взаимодействие. Чаще всего структурные связи имеют топологический характер. Системный подход означает, что каждая система S является интегрированным целым даже тогда, когда она состоит из отдельных разобщенных подсистем.

Рис. 2. Процесс синтеза модели на основе классического (а) я системного (б) подходов.

Процесс синтеза моделей М на базе системного подхода состоит в следующем: на основе исходных данных Д, известных из анализа внешней среды (системы), технических ограничений, которые накладываются на систему сверху (верхний иерархический уровень), либо исходя из возможности ее реализаций, и на основе цели функционирования используются/формулируются исходные требования Т к модели системы S. На базе этих требований формируются ориентировочно некоторые подсистемы П, элементы Э и осуществляется наиболее сложный этап синтеза – выбор В составляющих системы, используя специальный критерий выбора КВ.

Индуктивный (классический) подход рассматривает систему через переход от частного к общему и синтезирует/конструирует слияния ее компонент, разрабатываемых отдельно.

Реальный объект, подлежащий моделированию, разбивается на отдель­ные подсистемы, т. е. выбираются исходные данные Д для моделирования и ставятся цели Ц, отображающие отдельные сто­роны процесса моделирования. По отдельной совокупности исход­ных данных Д ставится цель моделирования отдельной стороны функционирования системы, на базе этой цели формируется некото­рая компонента К будущей модели. Совокупность компонент объ­единяется в модель М.

Таким образом, разработка модели М на базе классического подхода означает суммирование отдельных компонент в единую модель, причем каждая из компонент решает свои собственные задачи и изолирована от других частей модели. Поэтому классический подход может быть использован для реализации сравнительно простых моделей, в которых возможно разделение и взаимно неза­висимое рассмотрение отдельных сторон функционирования реаль­ного объекта. Для модели сложного объекта такая разобщенность решаемых задач недопустима, так как приводит к значительным затратам ресурсов при реализации модели на базе конкретных программно-технических средств. Можно отметить две отличитель­ные стороны классического подхода: наблюдается движение от частного к общему, создаваемая модель (система) образуется путем суммирования отдельных ее компонент и не учитывается возник­новение нового системного эффекта.

Моделирование – это зачастую поиск обобщений. Существуют два вида обобщений:

1. дешевый;

2. ценный.

Легко обобщать путем разряжения, важно обобщить путем сгущения.

На базе системного подхода предполагаются две основные стадии проектирования:

1. Макропроектирование – на основе данных о внешней среде Е и о реальной системе S строится модель внешней среды, выявляются ресурсы и ограничения для построения моделей системы; выбираются модели системы и критерии, позволяющие оценить адекватность модели М реальной системы S.

2. Микропроектирование – более зависит от конкретного типа выбранной модели. В случае имитационного моделирования необходимо обеспечить создание информационного, математического, технического и программного обеспечения. На этой стадии можно установить основные характеристики созданной модели, оценить время работы с ней и затраты ресурсов.