Технологии структурного моделирования

Структурное моделирование динамики поведения сложных систем сводится к следующим основным действиям:

 

1. Моделирование моментов времени поступления в систему внешних запросов (заявок) в соответствии со статистическими законами их появления. (Чаще всего это экспоненциальный закон).

 

2. Моделирование действий, вызванных событиями и заявками. К ним относятся:

- Занятие и освобождение отдельных устройств, или блоков, системы.

- Проверка выполнения условий, необходимых для инициации очередных активностей.

- Сама инициация активности; и так далее.

 

3. Моделирование длительностей активностей устройств, или блоков, в зависимости от принципа их работы.

Длительность активности может быть случайной или детерминированной величиной.

 

4. Регистрация, накопление и обработка статистических сведений о работе системы.

К этим сведениям могут относиться:

- средняя длина очередей;

- среднее время обслуживания заявки;

- среднее время занятости системы;

- среднее количество заявок, обслуживаемых за единицу времени; и так далее.

 

5. Отслеживание моментов времени, в которые нужно инициировать работу очередных устройств.

Это делается либо на основе фиксированного шага, либо на основе переменного шага. В современных системах в основном используется метод переменного шага.

Метод переменного шага реализуется с помощью списка будущих событий (СБС). В этот список в процессе моделирования упорядоченно, в порядке возрастания времени появления, записывается каждое событие, которое должно произойти в системе, и будущий момент времени, когда оно произойдет. Эти моменты определяются либо путем моделирования будущих внешних запросов по известному закону распределения, либо путем определения длительности выполнения активности. В обоих случаях эти моменты заранее известны.

Далее текущее событие, обрабатываемое в программе, считывается из вершины СБС. Это событие инициирует какие-либо активности. Для этих активностей вычисляются моменты их завершения, которые заносятся в СБС в порядке возрастания времени их появления. Затем считывается следующее событие из СБС, инициируется следующая группа активностей, вычисляются моменты их завершения и так далее.

В моменты считывания событий из СБС происходит изменение показаний счетчика модельного времени, который всегда показывает время наступления последнего обрабатываемого события.

 

Типовая структура программы структурного моделирования

Эта структура (см. рисунок) функционирует следующим образом:

- Инициирующей секцией описывается структура моделирования системы, устанавливается время начала и конца моделирования, производится запуск.

- Управляющая секция устанавливает, какое событие происходит первым, и передает управление в соответствующую моделирующую секцию.

- В моделирующих секциях моделируются события, активности, транзакты, процессы, агрегаты – то есть моделируются все изменения, происходящие в системе. Для каждого события, или для каждой активности, или для каждого устройства отводится своя моделирующая секция. По существу, моделирование производится методом интерпретации. При поступлении каждого транзакта или события в моделирующую секцию срвзу определяется момент времени, когда событие появится на выходе. Момент появления – это момент будущего события. Он заносится в список будущих событий. Таким образом, по мере прохождения событий через устройства моделируемой системы всё время формируетс список будущих событий. Каждое очередное событие, которое должно призойти в ближайший момент времени, считывается из вершины списка будущих србытий. Моделирование заканчивается, когда список будущих событий окажется пустым.