Зерттеу процесін модельдеу және оны алгоритмдеу. Компьютерлік модельдеу алгоритмдері

Мамандарды дайындаудың кезек күттірмейтін міндеттерінің бірі – зерттелетін объектілердің модельдерін құруға ғана емес, олардың динамикасын және машинаны басқару мүмкіндігін талдауға мүмкіндік беретін жүйелілік талаптарын ескере отырып, математикалық модельдеу теориясы мен әдістерін меңгеру. модельмен тәжірибе жасау, сонымен қатар белгілі бір дәрежеде жасалған модельдердің зерттелетін жүйелерге сәйкестігін, қолдану мүмкіндіктерінің шегі туралы бағалау және жүйелерді модельдеуді дұрыс ұйымдастыру. заманауи құралдаркомпьютерлік технология.

Қажет болса, машина үлгісі «созуға» немесе «сығуға» мүмкіндік береді. шынайы уақыт, өйткені машиналық модельдеу нақты уақыттан ерекшеленетін жүйелік уақыт ұғымымен байланысты.

Жүйені компьютерлік имитациялаудың мәні компьютерде модельді эксперимент жүргізу болып табылады бағдарламалық пакетжүйе элементтерінің оның жұмыс істеу процесінде, яғни олардың бір-бірімен және сыртқы ортамен өзара әрекеттесуіндегі әрекетін формалды және (немесе) алгоритмдік сипаттау . Машиналық модельдеу жүйенің жұмыс істеу сапасын бағалау критерийін нақты тұжырымдау қиын және оның мақсатын толығымен ресімдеу мүмкін болмаған жағдайларда сәтті қолданылады, өйткені ол компьютердің бағдарламалық және аппараттық мүмкіндіктерін біріктіруге мүмкіндік береді. адамның бейресми категорияларда ойлау қабілеті.

Модельге пайдаланушы талаптары.Жүйенің жұмыс істеу процесінің моделіне қойылатын негізгі талаптарды тұжырымдаймыз .

1. Модельдің толықтығы пайдаланушыға алу мүмкіндігін беруі керек қажетті жиынтыққажетті дәлдік пен сенімділікпен жүйе сипаттамаларын бағалау.

2. Модельдің икемділігі жүйенің құрылымын, алгоритмдерін және параметрлерін өзгерту кезінде әртүрлі жағдайларды жаңғыртуға мүмкіндік беруі керек.

3. Үлкен жүйенің моделін әзірлеу және енгізу ұзақтығы қолда бар ресурстардың шектеулерін ескере отырып, мүмкіндігінше қысқа болуы керек.

4. Үлгінің құрылымы блокты болуы керек, яғни бүкіл үлгіні қайта өңдемей-ақ кейбір бөлшектерді ауыстыру, қосу және алып тастау мүмкіндігін қамтамасыз ету керек.

5. Ақпараттық қолдаумүмкіндік беруі керек тиімді жұмысбелгілі бір кластағы жүйелердің деректер қоры бар модельдер.

6. Бағдарламалық қамтамасыз ету және техникалық құралдармодельді машинаның тиімді (жылдамдығы мен жады бойынша) іске асыруын және пайдаланушымен ыңғайлы байланысты қамтамасыз етуі керек.

7. Жүйе моделімен мақсатты (жоспарлы) компьютерлік эксперименттер шектеулі есептеу ресурстары болған жағдайда аналитикалық-имитациялық тәсілді пайдалана отырып жүзеге асырылуы тиіс.

Жүйелерді компьютерлік модельдеу келесі жағдайларда қолданылуы мүмкін: а) модельдеу объектісінің және қоршаған ортаның құрылымындағы, алгоритмдеріндегі және параметрлеріндегі өзгерістерге сипаттаманың сезімталдығын анықтау мақсатында жүйені жобаламас бұрын зерттеу; б) талдау және синтез жүйесін жобалау кезеңінде әртүрлі опцияларқабылданған шектеулер бойынша жүйенің тиімділігін бағалаудың берілген критерийін қанағаттандыратын жүйе және бәсекелес нұсқалар арасынан таңдау; в) жүйені жобалау және енгізу аяқталғаннан кейін, яғни оны пайдалану кезінде нақты жүйені толық ауқымды сынақтардың (пайдаланудың) нәтижелерін толықтыратын ақпаратты алу және жүйенің эволюциясының (дамуының) болжамдарын алу. уақытында жүйе.

Жүйені модельдеу кезеңдері. Жүйені модельдеудің негізгі кезеңдерін қарастырыңыз , мыналарды қамтиды: құрылыс концептуалды модельжүйелер және оны формализациялау; жүйе моделін алгоритмдеу және оны машиналық енгізу; жүйені модельдеу нәтижелерін алу және интерпретациялау.

Жүйені модельдеудің аталған кезеңдері мен олардың құрамдас бөліктері (ішкі сатылары) арасындағы байланыс күріште көрсетілген желілік диаграмма түрінде ұсынылуы мүмкін. бір.

Күріш. 1. Жүйені модельдеу кезеңдерінің өзара байланысы

Мұнда қосалқы қадамдар берілген:

1.1- жүйені машиналық модельдеу есебін қою; 1.2 - жүйені модельдеу мәселесін талдау; 1.3-модельдеу объектісі туралы бастапқы ақпаратқа қойылатын талаптарды анықтау және оны жинауды ұйымдастыру; 1.4 - гипотезаларды алға қою және болжамдарды қабылдау; 1.5 - модельдің параметрлері мен айнымалыларын анықтау; 1.6 - үлгінің негізгі мазмұнын белгілеу; 1.7 - жүйенің тиімділігін бағалау критерийлерін негіздеу; 1.8 - жуықтау процедураларын анықтау; 1.9 - жүйенің концептуалды моделін сипаттау; 1.10 - концептуалды модельді валидациялау; 1.11 - бірінші кезеңге техникалық құжаттаманы дайындау; 2.1 - құрылыс логикалық диаграммамодельдер; 2.2 - математикалық қатынасты алу; 2.3 - жүйе моделінің сенімділігін тексеру; 2.4 – таңдау құралдармодельдеу үшін; 2.5 - бағдарламалау жұмыстарын орындау жоспарын құру; 2.6 - бағдарлама схемасын нақтылау және құру; 2.7 - бағдарлама схемасын тексеру және валидациялау; 2.8 - модельді бағдарламалау; 2.9 - бағдарламаның сенімділігін тексеру; 2.10 - екінші кезеңге техникалық құжаттаманы дайындау; 3.1 - жүйе үлгісімен машина тәжірибесін жоспарлау; 3.2 - қойылатын талаптарды анықтау есептеуіш құралдар; 3.3 - жұмыс есептерін жүргізу; 3.4 - жүйені модельдеу нәтижелерін талдау; 3.5 - модельдеу нәтижелерін көрсету; 3.6 - модельдеу нәтижелерін интерпретациялау; 3.7 - модельдеу нәтижелерін қорытындылау және ұсыныстар беру; 3.8 - үшінші кезеңге техникалық құжаттаманы құрастыру.

Концептуалды модельді құру және оны ресімдеу кезеңінде модельденетін объектіні зерттеу оның қызмет ету процесінің негізгі құрамдас бөліктерін бөліп көрсету тұрғысынан жүзеге асырылады, қажетті жуықтаулар анықталады және жүйелердің жалпылама схемасы анықталады. моделі алынады. , ол модельді тізбектей алгоритмдеу және бағдарламалау арқылы модельдеудің екінші кезеңінде машиналық модельге айналады. Жүйені модельдеудің соңғы үшінші кезеңі алынған жоспарға сәйкес таңдалған бағдарламалық және техникалық құралдарды пайдалана отырып, компьютерде жұмыс есептерін жүргізуге, сыртқы ортаның әсерін ескере отырып, жүйені модельдеу нәтижелерін алуға және интерпретациялауға дейін қысқарады. .

Модель дегеніміз - нақты объектінің, процестің немесе құбылыстың оның маңызды қасиеттерін көрсететін, қандай да бір жолмен жаңғыртылатын бейнесі (көшірмесі).

Модельдеу – нақты дүниенің объектілерін, процестерін немесе құбылыстарын зерттеу және зерттеу үшін модельдерді құру.

Модельдердің келесі классификациясы мүмкін.

ойдан шығарылған(психикалық) модельдер – адамның миында қалыптасатын объектінің психикалық бейнелері.

Ақпараттықмодельдер әртүрлі сипаттағы жүйелерде ақпараттың пайда болу, беру және пайдалану процестерін көрсетеді.

Ақпараттық модельдер объектілерді ауызша сипаттамалар, мәтіндер, суреттер, кестелер, диаграммалар, сызбалар, формулалар және т.б. түрінде көрсетеді. Оларды сипаттау тілінде көрсетуге болады ( иконикалық модельдер) немесе көрсету тілі ( визуалды модельдер).

Көрнекі (бейнелердің көмегімен өрнектелген) модельдерге кескіндеме, фильмдер, фотосуреттер, сызбалар, графика мысалдары жатады. Белгі үлгілерін табиғи тіл құралдарының көмегімен жасауға болады (олар деп аталады ауызша) немесе ресми тілді қолдану. Сөздік үлгілерге әдеби шығармалар, жолда жүру ережелері мысал бола алады.

Ресми тілдерді пайдалана отырып, ақпараттық модельдерді құру процесі деп аталады формализация. Белгілік ақпараттық модельдердің ең маңызды кластары математикалық және компьютерлік модельдер болып табылады.

Математикалықмодель – бейнелеу тәсілі ақпараттық модельматематикалық формулалар мен терминдерді қолдану.

Компьютермодель – компьютерлік бағдарламалық құрал арқылы жасалған нақты объектінің бейнесі.

Арасында әртүрлі түрлеріақпараттық модельдер арасында байланыс бар. Нақты объектіні зерттеген кезде алдымен вербальды модель әдетте табиғи тілде құрастырылады, содан кейін ол формальданады (формальды тілдерді қолдану арқылы өрнектеледі), содан кейін модельдеуді компьютердің көмегімен жалғастыруға болады - жасалған компьютерлік модельобъект.

Ақпараттық модельдеудегі негізгі ұғымдар болып субъект (объект), байланыс (тәуелділік), атрибут табылады.

Мәніішінде бар қандай да бір объект болып табылады пәндік аймақ. Бұл нысанның әртүрлі даналары болуы керек.

Байланысекі немесе одан да көп нысандар арасындағы байланысты білдіреді. Қосылатын объектілердің санына қарай қосылым екілік (екі объект), үштік (үш) және т.б.

Атрибутнысанның қасиеті немесе сипаттамасы болып табылады.

Осылайша, нысанды басқа нысандармен байланысы бар атрибуттардың реттелген жиыны ретінде қарастыруға болады.

Бар әртүрлі түрлерібайланыстар:

«1:1» - «бірден-бірге», «1:N» - «бірден көпке», «M:N» - «көптен көпке».

Ақпараттық модельдердің негізгі түрлеріне кестелік (реляциялық), иерархиялық (ағаштық) және желілік (графикалық) модельдер жатады.

кестелержолдар мен бағандар түріндегі ақпаратты ұсыну формасы болып табылады. «объект – объект» (бірнеше объектіні сипаттайтын бір атрибут таңдалады), «объект – атрибут» (бір жиынтық объектілерінің бірнеше атрибуттары таңдалады), «объект – атрибут – объект» (біріктірілген кесте түрі) пішінді кестелерді құруға болады. ).

Иерархиялық құрылымАқпараттық модель – модель элементтері деңгейлер бойынша таратылатын және бағыну қатынастарымен байланыстырылатын деректерді ұйымдастыру тәсілі. Бұл құрылымды ағаш тәрізді деп те атайды, өйткені ол графикалық кескіндегі ағашқа ұқсайды. Бола тұра тамырағаштың объектінің негізгі немесе жалпы элементіне сәйкес шыңы деп аталады, жапырақтарыбалалары жоқ шыңдар. Ақпараттық модельдің ағаш тәрізді құрылымының классикалық мысалы – генеалогиялық ағаш.

Графиктүйіндердің (төбелердің) және олардың арасындағы байланыстарды білдіретін оларды (жиектерін) қосатын сызықтардың жиынтығы болып табылады. Төбелер әртүрлі графикалық элементтермен ұсынылуы мүмкін: нүктелер, төртбұрыштар, шеңберлер және т.б. Желілік модельде элементтер бірбағытты және екібағытты сілтемелерге кіре алады.

желілік модельдеркөптеген мәселелерді шешуге негіз болып табылады ақпараттық модельдеу, себебі олар объектілер арасындағы байланыстарды көрнекі түрде көрсетуге мүмкіндік береді.

Алынған материалмен не істейміз:

Егер бұл материал сізге пайдалы болып шықса, оны әлеуметтік желілердегі парақшаңызға сақтауға болады:

Осы бөлімдегі барлық тақырыптар:

Информатика
Орта кәсіптік білім беруге арналған ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ 030912 – «Құқық және ұйым» мамандығы

Пәннің көлемі және оқу жұмысының түрлері
Көру академиялық жұмыс(оқу бағдарламасына сәйкес) Сағат саны (күндізгі оқу нысаны) 1 курс 2 курс Жалпы еңбек сыйымдылығы

Күндізгі бөлім студенттеріне арналған
No Пәннің тармақтары (тақырыптары) Оқу сабақтарының түрлері бойынша кредиттік бірліктер мен сағаттардың саны (оқу жоспарына сәйкес) GZ (L) PZ

Объектісі, пәні, мақсаты, міндеттері, өзектілігі, құрылымы академиялық пәнжәне есеп беру. Негізгі нормативтік құқықтық актілер, жетекші құжаттар және оқу-әдістемелік әдебиеттер. Негізгі

Ұғымы, мақсаты және негізгі функциялары операциялық жүйе. Файл құрылымы туралы түсінік. Көмекші бағдарламалар(коммуналдық қызметтер). Мәтінді өңдеу жүйелері. Енгізу, өңдеу және пішімдеу

Бағдарламалық қамтамасыз ету
Жүйелер компьютерлік графика. Компьютерлік графиканың түрлері: растрлық және Векторлық графика. Вектор мен арасындағы байланыс растрлық графика. RGB түс үлгісі. CMYK түс үлгісі. м түрлендіру

Ақпараттық қауіпсіздік негіздері
Ақпараттық қауіпсіздік, ақпаратқа рұқсатсыз қол жеткізуден қорғау. туралы түсінік ақпараттық қауіпсіздік. қорғау әдістері компьютерлік вирустар. Интернеттегі ақпаратты қорғау.

Аудиториялық сабақтардың тақырыптық жоспары
No Оқу пәнінің тақырыптары (тақырыптары), сабақтар тақырыптары және тәрбие мәселелері Сағат саны 1 к.

Жалпы ережелер
Информатикадан практикалық сабақтар – топтық сабақтарда және өздік жұмыс барысында алған білімдерін қолдану қабілетін дамытуға ықпал ететін, теория мен практиканың байланысын қамтамасыз ететін сабақ түрі.

Елді мекендер үшін
Сабаққа дайындалу кезінде сабаққа қажетті әдебиеттерді көрсету керек, сонымен қатар студенттер оқуға міндетті есептеу әдістерін (алгоритмдерін) көрсету қажет. Бұл сабақ қажет

Технология бойынша практикалық сабақтардың ерекшеліктері
Сабаққа дайындалу барысында мұғалім оқушыларға осы тақырып бойынша топтық сабақтардың материалдарын қайталау, сонымен қатар нұсқауларұстау үшін

Информатиканың теориялық негіздері
Информатиканың іргелі ұғымы – «ақпарат» термині латынның Informatio – нақтылау, көрсету, хабардар ету сөзінен шыққан. Қазіргі уақытта ғылым ортақ қасиеттер мен заңдылықтарды табуға тырысуда

Қазіргі ақпараттық технологиялар
Заманауи ақпараттық технологияларды меңгерудегі студенттің барлық іс-әрекеті меңгеруге жатады бағдарламалық құралдартақырыптық жоспармен қарастырылған және төмендегідей. Алдын ала

Компьютерлік желілер және телекоммуникациялар
Интернет (Интернет) – алмасуды қамтамасыз ететін жаһандық телематикалық (ақпараттық және компьютерлік телекоммуникациялар) желі («интернет», метажелі, «Әлемдік ақпараттық магистраль»).

Бағдарламалық қамтамасыз ету
Құқық және әлеуметтік қамсыздандыруды ұйымдастыру саласындағы кең ауқымды мамандардың тиімді кәсіби қызметі арнайы бағдарламалық қамтамасыз етуді қолданбай мүмкін емес. Ішінде үстінде

Ақпараттық қауіпсіздік негіздері
Маңызды деректерді жоғалтудың көптеген жолдары бар. Бұл өшіруі мүмкін бағдарламалық ақаулар бағдарламалық қамтамасыз ету, жасауға қабілетті аппараттық ақаулар қатты дискжұмыс істемейтін

Нормативтік құқықтық актілер
1. федералды заң 2006 жылғы 27 шілдедегі № 149-ФЗ «Ақпарат туралы, ақпараттық технологиясыжәне ақпаратты қорғау» // орыс газеті. - 2006. - 29 шілде. 2. 9 ақпандағы Федералдық заң

Қосымша
2. Афонин П.Н. Құқықтық және экономикалық деректер қорын жобалауға кіріспе: Прок. жәрдемақы / П.Н.Афонин, В.А.Фетисов.- Санкт-Петербург: Рос. баспасы. Кеден Акад. Бобков атындағы, 2001. 3. Богатов Д.В. os

Модельдеудің екінші кезеңі – модельді алгоритмдеу және оны машиналық іске асыру кезеңі. Бұл кезең – машиналық модель түріндегі идеялар мен математикалық схемаларды жүзеге асыруға бағытталған кезең. Мжүйелердің жұмыс істеу процесі С.

Жүйенің жұмыс істеу процесі Ск-өлшемді кеңістікте оның күйлерінің дәйекті өзгеруі ретінде қарастыруға болады. Зерттелетін жүйенің қызмет ету процесін модельдеу міндеті Сфункциялардың құрылысы болып табылады z,оның негізінде жүйенің жұмыс істеу процесінің қызықты сипаттамаларын есептеуге болады. Бұл функцияларды байланыстыратын қатынастарды қажет етеді zайнымалылармен, параметрлермен және уақытпен, сондай-ақ уақыт сәтіндегі бастапқы шарттармен t=t 0 .

Жүйе күйлерінің екі түрі бар:

• 1) белгілі бір уақытта ғана жүйенің жұмыс істеу процесіне тән ерекше;
• 2) сингулярлы емес, онда процесс қалған уақыт. Бұл жағдайда мемлекеттік қызмет атқарады z мен (t)күрт өзгеруі мүмкін, ал ерекшелердің арасында - тегіс.

Модельдеу алгоритмдерін «арнайы күйлер принципі» бойынша құруға болады. Күйдің секіру (эстафета) өзгеруін белгілеңіз zҚалай z,және «арнайы мемлекеттер принципі» сияқты принципі z.

« Принцип z"бірқатар жүйелерге модельдеу алгоритмдерін жүзеге асыру үшін компьютерлік уақыттың құнын айтарлықтай төмендетуге мүмкіндік береді. математикалық модельдеу моделі статистикалық

Жүйелер мен компьютерлік бағдарламалардың жұмыс істеу процестерінің модельдерінің логикалық құрылымын көрсетудің ыңғайлы түрі диаграмма болып табылады. Модельдеудің әртүрлі кезеңдерінде модельдеу алгоритмдері мен бағдарламаларының келесі схемалары құрастырылады:

Модельдеу алгоритмінің жалпылама (үлкейтілген) схемасыжинақтар жалпы тәртіпжүйені нақтылау бөлшектерінсіз модельдеу кезіндегі әрекеттер.

Модельдеу алгоритмінің егжей-тегжейлі схемасыжалпылама схемада жоқ нақтылауларды қамтиды.

Модельдеу алгоритмінің логикалық диаграммасыжүйенің жұмыс істеу процесі моделінің таза логикалық құрылымын білдіреді С.

Бағдарлама схемасыретін көрсетеді бағдарламалық қамтамасыз етуді енгізуарнайы бағдарламалық жасақтаманы қолдану арқылы модельдеу алгоритмі. Бағдарлама схемасы - бұл модельдеу алгоритмінің логикалық схемасын бағдарлама жасаушының нақты алгоритмдік тілге негізделген интерпретациясы.

Модельді алгоритмдеу және оны машиналық жүзеге асыру кезеңдері:

• 1. Модельдің логикалық сұлбасын құру.
• 2. Математикалық қатынасты алу.
• 3. Жүйе моделінің валидациясы.
• 4. Модельдеуге арналған құралдарды таңдау.
• 5. Бағдарламалау жұмысын орындау жоспарын құру.
• 6. Бағдарлама схемасының спецификациясы және құрылысы.
• 7. Бағдарлама схемасын тексеру және валидациялау.
• 8. Модельді программалауды жүргізу.
• 9. Бағдарламаның сенімділігін тексеру.
• 10. Екінші кезеңге техникалық құжаттаманы дайындау.

жүйенің жұмыс істеу процестерін формализациялау және алгоритмдеу.

Жүйелік модельдерді әзірлеу және машиналық енгізу әдістемесі. Жүйелердің концептуалды модельдерін құру және оларды формализациялау. Жүйелік модельдерді алгоритмдеу және олардың машиналық орындалуы. Жүйені модельдеу нәтижелерін алу және интерпретациялау.

Жүйелік модельдерді әзірлеу және машиналық енгізу әдістемесі.

Компьютерлік технологияны (компьютер, AVM, GVK) пайдалана отырып модельдеу объектімен толық масштабты эксперименттерде қиын болатын кезде нақты объектте жоғары немесе төмен жылдамдықта болатын құбылыстардың механизмін зерттеуге мүмкіндік береді.

орын алған өзгерістерді қадағалау (немесе мүмкін емес).

қысқа уақыт ішінде немесе сенімді нәтижелерді алу ұзақ экспериментті қажет етеді.

Жүйені компьютерлік модельдеудің мәні жүйе элементтерінің әрекетін формальды және (немесе) алгоритмдік түрде сипаттайтын белгілі бір бағдарламалық пакет болып табылатын моделі бар компьютерде эксперимент жүргізу болып табылады. Соның қызмет ету процесінде, яғни олардың бір-бірімен және сыртқы ортамен әрекеттесуінде Е.

Модельге пайдаланушы талаптары. Модельге қойылатын негізгі талаптарды тұжырымдаймыз М С.

1. Модельдің толықтығы пайдаланушыға мүмкіндік беруі керек

өнімділікті бағалаудың қажетті жиынтығын алу

қажетті дәлдік пен сенімділікке ие жүйелер.

2. Модельдің икемділігі қайта шығаруға мүмкіндік беруі керек

құрылымын, алгоритмдерін өзгерту кезіндегі әртүрлі жағдайлар

және жүйе параметрлері.

3. Үлкен жүйе моделін әзірлеу және енгізу ұзақтығы

шектеулерді ескере отырып, мүмкіндігінше аз болуы керек

қолда бар ресурстар бойынша.

4. Модельдің құрылымы блокты болуы керек, яғни рұқсат ету

кейбір бөліктерді ауыстыру, қосу және жою мүмкіндігі

бүкіл үлгіні өзгертпей.

5. Ақпараттық қолдау мүмкіндік беруі керек

белгілі бір жүйелердің деректер базасымен модельдің тиімді жұмыс істеуі

6. Бағдарламалық қамтамасыз ету және аппараттық қамтамасыз ету тиімді (жылдамдық пен жады бойынша) машинаны іске асыруды қамтамасыз етуі керек

модельдер және пайдаланушымен ыңғайлы байланыс.

7. Мақсатты

(жоспарлы) жүйе моделімен машина тәжірибелері

шектеулі есептеу ресурстары болған кезде аналитикалық және имитациялық тәсіл.

Жүйені машиналық модельдеуде

Соның қызмет ету процесінің ерекшеліктері анықталады

моделіне негізделген М,бар бастапқы негізінде салынған

модельдеу объектісі туралы ақпарат. Жаңа ақпаратты алған кезде

нысан туралы, оның моделі қарастырылады және нақтыланады

жаңа ақпаратпен.

Жүйелерді компьютерлік модельдеуді қолдануға болады

келесі жағдайларда: а) жүйені зерттеу Смодельдеу объектісінің және сыртқы ортаның құрылымындағы, алгоритмдеріндегі және параметрлеріндегі өзгерістерге сипаттаманың сезімталдығын анықтау мақсатында жобаланғанға дейін; б) жүйені жобалау сатысында Сжүйенің әртүрлі нұсқаларын талдау және синтездеу және бәсекелестердің арасынан қабылданған шектеулер бойынша жүйенің тиімділігін бағалаудың берілген критерийін қанағаттандыратын осындай нұсқаны таңдау үшін; в) жүйені жобалау және енгізу аяқталғаннан кейін, яғни оны пайдалану кезінде нақты жүйені толық ауқымды сынақтардың (пайдаланудың) нәтижелерін толықтыратын ақпаратты алу және жүйенің эволюциясының (дамуының) болжамдарын алу. уақытында жүйе.

Жүйені модельдеу кезеңдері:

жүйенің концептуалды моделін құру және оны формализациялау;

жүйе моделін алгоритмдеу және оны машиналық енгізу;

жүйені модельдеу нәтижелерін алу және интерпретациялау.

Мұнда қосалқы қадамдар берілген:

1.1-жүйені машиналық модельдеу мәселесін баяндау (құрылатын жүйенің мақсаттары, міндеттері, а) мәселенің бар екендігін және машиналық модельдеу қажеттілігін тану;

б) қолда бар ресурстарды ескере отырып, мәселені шешу әдістерін таңдау; в) тапсырманың көлемін және оны қосалқы тапсырмаларға бөлу мүмкіндігін анықтау.);

1.2 - жүйені модельдеу мәселесін талдау (бағалау критерийлерін таңдау, эндогендік және экзогендік айнымалыларды таңдау, әдістерді таңдау, 2-ші және 3-ші кезеңдердің алдын ала талдауларын жүзеге асыру);

1.3-модельдеу объектісі туралы бастапқы ақпаратқа қойылатын талаптарды анықтау

және оны жинауды ұйымдастыру (жүргізеді: а) жүйе туралы қажетті ақпаратты таңдау Сжәне қоршаған орта E;б) априорлық мәліметтерді дайындау; в) қолда бар эксперименттік мәліметтерді талдау; г) жүйе туралы ақпаратты алдын ала өңдеу әдістері мен құралдарын таңдау);

1.4 - гипотезаларды ұсыну және болжамдар жасау (жүйенің жұмыс істеуі туралы, зерттелетін процестер туралы);

1.5 - модельдің параметрлері мен айнымалыларын анықтау (кіріс айнымалылар, шығыс айнымалылар, үлгі параметрлері және т.б.);

1.6 - модельдің негізгі мазмұнын орнату (құрылымы, оның әрекетінің алгоритмдері);

1.7 - жүйенің тиімділігін бағалау критерийлерін негіздеу;

1.8 - жуықтау процедураларын анықтау;

1.9 - жүйенің концептуалды моделін сипаттау (а) концептуалды модельді абстрактілі терминдер мен ұғымдармен сипаттайды; б) үлгінің сипаттамасы типтік математикалық схемалар арқылы беріледі; в) гипотезалар мен болжамдар түпкілікті қабылданады; г) құрылыста нақты процестерді жуықтау процедурасын таңдау

1.10 - концептуалды модельді валидациялау;

1.11 - бірінші кезеңге техникалық құжаттаманы дайындау (а) жүйені модельдеу мәселесін егжей-тегжейлі баяндау S;б) жүйені модельдеу мәселесін талдау; в) жүйенің тиімділігін бағалау критерийлері; г) жүйе моделінің параметрлері мен айнымалылары; д) модельді құруда қабылданған гипотезалар мен болжамдар; е) модельді абстрактілі терминдер мен ұғымдармен сипаттау; ж) жүйе имитациясының күтілетін нәтижелерін сипаттау С.);

2.1 - модельдің логикалық диаграммасын құру (жүйелік диаграмманы құру, мысалы, барлық функционалды блоктармен блоктық принцип бойынша);

2.2 - математикалық қатынастарды алу (жүйені сипаттайтын барлық функцияларды орнату);

2.3 - жүйе моделінің сенімділігін тексеру; (тексерілді: а) мүмкіншілік

Мәселені шешу; б) ойдың логикалық тұрғыдан бейнеленуінің дәлдігі

схема; в) модельдің логикалық схемасының толықтығы; г) дұрыстығы

қолданылатын математикалық қатынастар)

2.4 - модельдеу құралдарын таңдау (модельдеу процесі үшін компьютерді, компьютерді немесе компьютерді олардың қолжетімді болуын және тез нәтиже беретінін ескере отырып, түпкілікті таңдау);

2.5 - бағдарламалау жұмысын орындау жоспарын құру (міндеттер мен оларды орындау мерзімдерін анықтау, сонымен қатар а) модель үшін бағдарламалау тілін (жүйесін) таңдауды ескеру; б) модельдеуге қажетті компьютер түрі мен құрылғылардың көрсеткіші; в) қажетті операциялық және шамамен көлемінің бағасы сыртқы жады; г) модельдеуге арналған компьютерлік уақыттың шамамен алынған шығындары; е) компьютерде бағдарламаны бағдарламалауға және жөндеуге жұмсалған есептік уақыт.);

2.6 - бағдарлама схемасын спецификациялау және құру (логикалық блок-схеманы құру),

2.7 - бағдарлама сұлбасын тексеру және валидациялау (Verification of program - бағдарламаның әрекетінің бағдарламаға арналған спецификацияға сәйкестігін дәлелдеу);

2.8 - модельді бағдарламалау;

2.9 - бағдарламаның сенімділігін тексеру (орындау қажет: а) бағдарламаны бастапқы схемаға кері аудару; б) әртүрлі тест есептерін шешу кезінде бағдарламаның жеке бөліктерін тексеру; в) бағдарламаның барлық бөліктерін біріктіру және жүйе нұсқасын модельдеудің бақылау мысалы бойынша тұтастай тексеру С) ;

2.10 - екінші кезеңге техникалық құжаттаманы дайындау (а) модельдің логикалық сызбасын және оның сипаттамасын; б) бағдарламаның сәйкес схемасы және қабылданған белгілеулер; в) бағдарламаның толық мәтіні; г) түсініктемелері бар кіріс және шығыс мәндер тізімі; д) программамен жұмыс істеу нұсқаулары; д) қажетті компьютерлік ресурстарды көрсете отырып, модельдеуге арналған компьютерлік уақыт құнын бағалау);

3.1 - жүйелік модельмен компьютерлік экспериментті жоспарлау (бастапқы параметрлермен және барлық шарттармен тәжірибе жоспары құрастырылады, модельдеу уақыты анықталады);

3.2 - есептеу құралдарына қойылатын талаптарды анықтау (қандай компьютерлер қажет және олар қанша уақыт жұмыс істейді);

3.3 - жұмыс есептеулерін жүргізу (әдетте мыналарды қамтиды: а) компьютерге енгізу үшін бастапқы деректер жиынын дайындау; б) енгізу үшін дайындалған бастапқы деректерді тексеру; в) компьютерде есептеулер жүргізу; г) шығыс деректерін алу, яғни модельдеу нәтижелері.);

3.4 - жүйені модельдеу нәтижелерін талдау (жүйенің шығыс деректерін талдау және оларды одан әрі өңдеу);

3.5 - модельдеу нәтижелерін көрсету (график, кесте, диаграмма түріндегі әртүрлі көрнекі бейнелер);

3.6 - модельдеу нәтижелерін интерпретациялау (модельмен компьютерлік эксперимент нәтижесінде алынған ақпараттан нақты жүйеге көшу);

3.7 - модельдеу нәтижелерін қорытындылау және ұсыныстар беру (негізгі нәтижелер анықталады, алға қойылған гипотезалар тексеріледі);

3.8 - үшінші кезеңге техникалық құжаттаманы жасау (а) машина тәжірибесін жүргізу жоспары; б) модельдеуге арналған бастапқы деректер жиыны; в) жүйені модельдеу нәтижелері; г) модельдеу нәтижелерін талдау және бағалау; д) алынған модельдеу нәтижелері бойынша қорытындылар; машина үлгісін одан әрі жетілдіру жолдарын және оны қолданудың ықтимал салаларын көрсету).

Осылайша, жүйені модельдеу процесі Сүш кезеңге топтастырылған аталған кіші кезеңдерді жүзеге асыруға дейін қысқартылады.

Тұжырымдама моделін құру кезеңінде Mxжәне оны формализациялау, модельденетін объектіні зерттеу оның қызмет ету процесінің негізгі компоненттерін бөліп көрсету тұрғысынан жүргізіледі, қажетті жуықтаулар анықталады және жүйелік модельдің жалпылама схемасы алынады S,ол машина үлгісіне айналады мммодельді тізбектей алгоритмдеу және бағдарламалау арқылы модельдеудің екінші кезеңінде.

Жүйені модельдеудің соңғы үшінші кезеңі алынған жоспарға сәйкес таңдалған бағдарламалық және техникалық құралдарды пайдалана отырып, компьютерде жұмыс есептерін жүргізуге, сыртқы әсерді ескере отырып S жүйесін модельдеу нәтижелерін алуға және интерпретациялауға дейін қысқарады. қоршаған орта Е.

Жүйелердің концептуалды модельдерін құру және оларды формализациялау.

Машиналық модельдеудің бірінші кезеңінде – құрылыс концептуалды модель S жүйесінің Mx және оның формализациялары - тұжырымдалған моделі және оның формальды схемасы салынған, яғни негізгі бұл кезеңнің мақсаты – мағыналы сипаттаудан өту

оның математикалық моделіне, басқаша айтқанда формализация процесіне қарсы.

Блоктық принцип бойынша жұмыс істейтін жүйенің моделін құру ең ұтымды.

Бұл жағдайда мұндай модельдің блоктарының үш автономды тобын бөлуге болады. Бірінші топтың блоктары қоршаған орта әсерлерінің симуляторы болып табылады Е 5-жүйе бойынша; екінші топтың блоктары іс жүзінде зерттелетін жүйенің қызмет ету процесінің үлгісі болып табылады S;үшінші топтың блоктары – көмекші

және алғашқы екі топтың блоктарын машиналық орындауға, сондай-ақ модельдеу нәтижелерін бекітуге және өңдеуге қызмет етеді.

Концептуалды модель – жүйенің ішкі процестері көрсетіледі, еленбейтін процестер блоктық жүйеден жойылады (олар модельдің жұмысына әсер етпейді).

Сурет салу туралы көбірек. Бұл интерпретацияда жүйені сипаттаудан оның моделіне көшу сипаттаманың кейбір қосалқы элементтерін (элементтерін) қараудан алып тастауға дейін азаяды.

j_ 8,39 - 41,43 - 47). Қолдану арқылы зерттелетін процестердің жүруіне олар айтарлықтай әсер етпейді деп болжанады

модельдер. Элементтердің бөлігі (14,15, 28, 29, 42) пассивті сілтемелермен ауыстырылады сағ,жүйенің ішкі қасиеттерін көрсететін (3.2-сурет, б).Кейбір элементтер (1 - 4. 10. 11, 24Л 25) -кіріс факторларымен ауыстырылады Xжәне қоршаған орта әсерлері v - Біріктірілген алмастырулар да мүмкін: элементтер 9, 18, 19, 32, 33 А2 пассивті байланысымен және сыртқы ортаның әсерімен ауыстырылады Е.

Элементтер 22,23.36.37 жүйенің сыртқы ортаға әсерін көрсету у.

Процестердің математикалық модельдері. Сипаттамадан өткеннен кейін

симуляциялық жүйе Соның үлгісіне MVблокқа салынған

принципі бойынша құру қажет математикалық модельдерпроцестер,

әртүрлі блоктарда орын алады. Математикалық модель

қатынастар жиынтығы (мысалы, теңдеулер,

сипаттамаларын анықтайтын логикалық шарттар, операторлар).

жүйенің жұмыс процесі Сбайланысты

жүйе құрылымы, мінез-құлық алгоритмдері, жүйе параметрлері,

қоршаған орта әсерлері E,бастапқы шарттар мен уақыт.

Жүйелік модельдерді алгоритмдеу және олардың машиналық орындалуы.

Модельдеудің екінші кезеңінде – модельді алгоритмдеу кезеңі

және оның машиналық жүзеге асуы – қалыптасқан математикалық модель

бірінші кезеңде белгілі бір станокта бейнеленген

үлгі. Жүйені практикалық енгізу.

Модельдеу алгоритмдерін құру.

Жүйенің жұмыс істеу процесі Скүйлерінің дәйекті өзгеруі ретінде қарастыруға болады z=z(z1(t), z2(t),..., zk(t)) k-өлшемді кеңістікте. Зерттелетін жүйенің қызмет ету процесін модельдеу міндеті екені анық Сфункциялардың құрылысы болып табылады z,оның негізінде есептеуге болады

жүйенің жұмыс істеу процесінің ерекшеліктері.

Ол үшін функцияларды байланыстыратын қатынастар z (күйлер)айнымалылармен, параметрлермен және уақытпен, сондай-ақ бастапқы шарттармен.

Модельдеу алгоритмдерін құрудың қарастырылған принципі деп аталады принципі At.Бұл жүйенің жұмыс істеу процесінің кезекті күйлерін анықтауға мүмкіндік беретін ең әмбебап принцип. Сбелгіленген уақыт аралықтарында

Сағат.Бірақ машиналық уақыт шығындары тұрғысынан кейде ол үнемсіз болып шығады.

Кейбір жүйелердің жұмыс істеу процестерін қарастырған кезде, олардың күйлердің екі түрімен сипатталатынын көруге болады:

1) арнайы, тек жүйенің жұмыс істеу процесіне тән

уақыттың кейбір мезеттерінде (кірістің келу сәттері

немесе бақылау әрекеттері, қоршаған ортаны бұзу және т.б.);

2) сингулярлы емес, онда процесс қалған уақыт.

Арнайы күйлер сонымен қатар zi(t) күй функциялары мен уақыт мезеттері күрт өзгеретін, ал ерекше күйлер арасында zi(t) координаталар өзгерісі бірқалыпты және үздіксіз жүреді немесе мүлде болмайтын жағдаймен сипатталады. Сонымен

жүйені модельдеу кезінде келесі жол Стек оның ерекше күйлерінің артында осы күйлер орын алатын уақыт сәтінде функцияларды құруға қажетті ақпаратты алуға болады. z(t).Жүйелердің сипатталған түрі үшін құрастыруға болатыны анық модельдеу алгоритмдеріарнайы мемлекеттер принципіне сәйкес. Күйдің секіру (эстафета) өзгеруін белгілеңіз zҚалай bz,және «арнайы мемлекеттер принципі» - сияқты bz принципі.

Мысалы, кезек жүйесі үшін (Q-схемалар)Арнайы күйлер ретінде Р құрылғысында қызмет көрсетуге сұраныстарды қабылдау сәтіндегі және арналар бойынша қызмет көрсету сұраныстарын аяқтау сәтіндегі күйлерді таңдауға болады. Кімге,жүйенің күйі болғанда,

ондағы қосымшалар саны бойынша бағаланады, күрт өзгереді.

Жүйелер мен компьютерлік бағдарламалардың жұмыс істеу процестерінің модельдерінің логикалық құрылымын көрсетудің ыңғайлы түрі диаграмма болып табылады. Модельдеудің әртүрлі кезеңдерінде модельдеу алгоритмдерінің жалпыланған және егжей-тегжейлі логикалық схемалары, сонымен қатар программалық схемалар құрастырылады.

Модельдеу алгоритмінің жалпылама (үлкейтілген) схемасыешбір нақтылау мәліметтерінсіз жүйені модельдеудің жалпы тәртібін көрсетеді. Жалпыланған схема модельдеудің келесі қадамында не істеу керектігін көрсетеді, мысалы, кездейсоқ сандар генераторына жүгіну.

Модельдеу алгоритмінің егжей-тегжейлі схемасыжалпылама схемада жоқ нақтылауларды қамтиды. Егжей-тегжейлі диаграмма жүйені модельдеудің келесі қадамында не істеу керектігін ғана емес, сонымен қатар оны қалай жасау керектігін де көрсетеді.

Модельдеу алгоритмінің логикалық диаграммасыжүйенің жұмыс істеуінің процесс моделінің логикалық құрылымын білдіреді С.Логикалық схема модельдеу мәселесін шешумен байланысты логикалық операциялардың уақыт бойынша реттелген тізбегін көрсетеді.

Бағдарлама схемасынақты бағдарламалық қамтамасыз етуді пайдалана отырып, модельдеу алгоритмін бағдарламалық қамтамасыз етуді жүзеге асыру тәртібін көрсетеді. Бағдарлама схемасы - бұл модельдеу алгоритмінің логикалық схемасын бағдарлама жасаушының нақты алгоритмдік тілге негізделген интерпретациясы.

Жүйені модельдеу нәтижелерін алу және интерпретациялау.

Модельдеудің үшінші кезеңінде – модельдеу нәтижелерін алу және интерпретациялау кезеңінде – құрастырылған және жөндеуден өткен бағдарлама бойынша жұмыс есептеулерін жүргізу үшін компьютер қолданылады.

Бұл есептеулердің нәтижелері имитацияланған жүйенің жұмыс істеу процесінің сипаттамалары туралы қорытындыларды талдауға және тұжырымдауға мүмкіндік береді. С.

Машиналық эксперимент барысында зерттелетін модельдің әрекеті зерттеледі Мжүйенің жұмыс процесі Сберілген уақыт интервалында.

Көбінесе қарапайым бағалау критерийлері пайдаланылады, мысалы, белгілі бір уақыт нүктесінде жүйенің белгілі бір күйінің ықтималдығы. t*, аралықта жүйеде ақаулар мен ақаулардың болмауы және т.б. Модельдеу нәтижелерін интерпретациялау кезінде есептеуді қажет ететін әртүрлі статистикалық сипаттамалар есептеледі.