 |
Понятие о модельном времени
|
|
|
|
Моделирование многих сложных систем сводится к моделированию последовательности функциональных действий 
, где 
– объект системы, а 
– номер функционального действия.
В результате выполнения ФД происходит событие 
. -тый объект называют также компонентой событий 
. Любое ФД выполняется на временном интервале 
.
При построении имитационной модели (ИМ) реальное ФД аппроксимируется упрощенными моделями ФД – ФД(
)
<<There might be a pic>>
Данный рисунок имеет условный характер, поскольку невозможно измерить по какой-то оси выполнение функциональных действий. Здесь показано, что компонента системы последовательно выполняет действия 
, в результате чего в системе происходят события 
.
С появлением каждого нового , происходят изменения и увеличение его временной координаты 
соответственно на величину 
.
Появление событий в показано пунктирной линией. Появление событий в ИМ реализуется ступенчатой линией. 
. Это означает, что в модели выполняется 
при неизменном , затем изменение величины на 
, инициируя появление события 
и т.д. В некоторых случаях реализуют обратный порядок. Сначала изменение , затем выполнение 
. В имитационном моделировании каждое в общем случае описывают алгоритмом 
.
Пару 
называют 
активностью модели и обозначают 
.
Сложность моделирования систем заключается в том, что в системе присутствует несколько компонентов, способных выполнять ФД параллельно и независимо друг от друга. Отдельные возможности по повышению адекватности моделирования создает реализация многопоточных программных моделей. В других случаях необходимо реализовывать имитацию параллелизма.
Для имитации параллельных событий реальных систем в модель вводят глобальную переменную 
, которую называют модельным или системным временем. С ее помощью организуется синхронизация всех событий в модели и выполнение алгоритмов 
. При реализации модели оперируют тремя представлениями времени:
|
|
|
– системное / модельное время
– реальное время
– машинное время имитации, отражающее временные затраты ЭВМ на организацию имитации.
Корректировка временных координат нескольких компонент информационной модели осуществляется с помощью модельного времени следующим образом:
Если значение при выполнении алгоритмов несколько совпадают, т.е. в реальной системе происходят одновременно несколько событий , то совпадающие по времени алгоритмы обслуживаются последовательно. В процессе их выполнения модельное время не меняется. После их выполнения корректируются временные координаты: 
. Значение временной координаты 
запоминается и используется в дальнейшем для определения момента новой активизации компоненты . После корректировок всех для одновременно выполнявшихся событий, изменяется .
Два способа изменения :
- с помощью фиксированных интервалов
- с помощью переменных интервалов
При имитации первым способом (методом фиксированного шага), модельное время 
меняется каждый раз на величину шага 
. Тогда в моменты времени 
и т.д. в модели происходят соответствующие события 
, означающие переход на обслуживание программного моделирования тех событий , которые попадают внутрь очередного интервала . Так, события 
происходят одновременно в момент времени 
, тогда как в действительности они происходят на интервале от 
до 
. Это означает, что управляющая программа последовательно запускает алгоритмы 
. 
и 
происходят одновременно, но системой моделируются последовательно 
. Т.О. точность моделирования при таком подходе определяется шагом измерения времени .
|
|
|
При имитации с помощью переменных интервалов модельное время 
меняется в моменты 
, которые соответствуют моментам появления события в реальной системе. Обработку одновременных реальных событий система моделирования выполняет также последовательно при неизменном модельном времени.
Независимо от способа изменения , механизм регламентации изменения модельного времени, обычно, предусматривает выполнение следующих действий:
1. Выбор событий в модели, которую необходимо обслужить при одном и том же времени ;
2. Обслуживание событий (инициализация активности), которые имеют одинаковое время инициализации;
3. Определение очередного значения модельного времени по окончанию обслуживания всех одновременных событий;
4. Корректировка временной координаты модели ;
5. Проверка условия окончания моделирования по времени завершения имитации, либо по выполнению других событий в системе.
Использование фиксированного шага является более экономичным, поскольку при использовании переменных интервалов увеличиваются затраты времени .
Предпочтение способу фиксированного шага отдается в том случае:
Во-первых, когда события распределены равномерно на всем интервале моделирования и можно подобрать интервал изменения временной координаты , обеспечивающий минимальную погрешность имитации.
Во-вторых, когда событий очень много и они появляются группами.
На практике большее распространение получил способ использования переменных интервалов, поскольку позволяет строить более точные модели.
|
|
|
