Основные этапы моделирования больших систем
Построение концептуальной (описательной) модели некоторой системы и её формализация
Алгоритмизация модели и её программная реализация
3. Получение и интерпретация результатов моделирования
На первом этапе формулируется модель и строится её формальная схема. Основное назначение данного этапа – переход от содержательного описания объекта к его математической модели. Это наиболее ответственный и наименее формализованный этап. Исходный материал данного этапа – содержательное описание объекта.
1. Проведение границ между системой и внешней средой.
2. Исследование моделируемого объекта с точки зрения выделения основных составляющих процесса функционирования системы (по отношению к целям моделирования)
3. Переход от содержательного описания системы к формализованному описанию свойств процесса функционирования системы, т.е. к концептуальной модели. Переход от содержательного описания системы к её модели в данной ситуации сводится к исключению некоторых второстепенных элементов описания. Предполагается, что они не оказывают существенного влияния на ход процессов, исследуемых в системе с помощью модели.
4. Основные элементы модели группируются в блоки. Блоки I-ой группы представляют собой имитатор воздействия внешней среды. Блоки II-ой групп являются собственно моделью функционирования. Блоки III-ей группы носят вспомогательный характер для реализации I-ой и II-ой групп и для фиксации результатов моделирования.
|
|
|
5. Процесс функционирования системы разбивается на подпроцессы так, чтобы построение отдельных моделей подпроцессов было элементарным и не вызывало трудностей.
На втором этапе моделирования – этапе алгоритмизации модели и её машинной реализации, сформированная на первом этапе математическая модель реализуется в виде программы. Исходный материал – блочная логическая схема.
1. Разработка схемы моделирующего алгоритма.
2. Разработка схемы программы.
3. Выбор технического средства для реализации компьютерной модели.
4. Этап программирования модели (программирование и отладка).
5. Проверка достоверности модели на различных работающих тестовых примерах.
6. Составление технической документации (логические схемы, схемы программ, спецификации)
На третьем этапе (получение и интерпретация результатов) компьютер используется для проведения рабочих расчетов по готовой программе модели. Результат этих расчетов позволяет проанализировать и сделать выводы о характеристиках процесса функционирования моделируемой системы.
1. Планирование машинного эксперимента с моделью системы (активный и пассивный эксперименты). Необходимо составление плана проведения эксперимента с указанием комбинации переменных и параметров, для которых должен проводится эксперимент. Главная задача – дать максимальный объем информации об объекте моделирования при минимальных затратах машинного времени.
|
|
|
2. Проведение рабочих расчетов (контрольная калибровка модели)
3. Статистическая обработка результатов расчетов.
4. Интерпретация результатов моделирования, подведение итогов
5. Составление технической документации.
Различие стратегического и тактического планирования машинных экспериментов заключается в том, что в первом случае ставится задача построения оптимального плана эксперимента для достижения цели, поставленной перед моделированием (оптимизация структуры алгоритмов и параметров системы). Во втором случае, преследуются частные цели оптимальной реализации каждого конкретного эксперимента из множества необходимых экспериментов, заданных при стратегическом планировании.
Три основных класса ошибок:
1. Ошибка формализации – недостаточно подробное описание модели
2. Ошибка решения – некорректный или слишком упрощенный метод построения модели
|
|
|
3. Ошибка задания параметров.
Проверка адекватности модели.
Проверка адекватности модели заключается в анализе её соразмерности, а также равнозначности системы. Адекватность нарушается из-за идеализации внешних условий и пренебрежения некоторыми случайными факторами.
Считается, что модель адекватна с системой, если вероятность того, что отклонение параметров Dy не превышает некоторой предельной величины d больше допустимой вероятности.
На практике использование данного критерия невозможно, т.к.:
1. Для проектирования или моделирования системы отсутствует информация о выходной характеристики y.
2. Как правило, система оценивается не по одной, а по множеству характеристик
3. Характеристики могут быть случайными величинами или функциями.
На практике оценка адекватности обычно проводится путем экспертного анализа разумности результатов моделирования.
Выдвигаются следующие виды проверки:
1. Проверка моделируемых элементов
2. Проверка внешних воздействий
3. Проверка концептуальной модели
4. Проверка формализованной математической модели
5. Проверка программной модели
6. Проверка способов измерения и вычисления выходных характеристик
|
|
|
Если модель неадекватна объекту, то выдвигаются следующие типы изменения:
· Глобальные – возникают в случае обнаружения методических ошибок концептуальной или математической модели
· Локальные – связаны с уточнением некоторых параметров и алгоритмов. Выполняются путем замены внешних воздействий на эквивалентные, но более точные.
· Параметрические изменения некоторых специальных параметров, называемые калибровочными.
Завершается данный этап определением и фиксацией области пригодности модели - множество условия, при соблюдении которых точность результатов моделирования находится в допустимых пределах.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 270; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!