ОДп.02.
Информатика и ИКТ
Автомеханик
УРОК № 67
Группа: 2
Дата: 21.12.2021 г.
Преподаватель: Л.Н.Иванова
Тема урока: МЕТОДИКА ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ.
Цель: ознакомиться с методикой имитационного моделирования.
Имитационное моделирование — особая разновидность моделирования на компьютере.
Имитационное моделирование (симуляция) – это распространенная разновидность аналогового моделирования, реализуемого с помощью набора математических средств, специальных компьютерных программ симуляторов и особых IT, позволяющих создавать в памяти компьютера процессы аналоги, с помощью которых можно провести целенаправленное исследование структуры и функций реальной системы в режиме ее «имитации», осуществить оптимизацию некоторых ее параметров.
Имитационная модель воспроизводит поведение сложной системы, элементы которой могут вести себя случайным образом. Иначе говоря, поведение которых заранее предсказать нельзя.
Такое поведение в математике называется стохастическим. Из курса физики вам знакомо явление броуновского движения: хаотического перемещения легких частиц на поверхности жидкости из-за неравномерных ударов молекул с разных сторон. Нельзя точно рассчитать траекторию броуновской частицы, но движение частицы можно сымитировать на экране компьютера. Отсюда и происходит название — имитационная модель.
К имитационным моделям относятся модели систем массового обслуживания: например, системы торговли, автосервиса, скорой помощи, в которых появление заявок на обслуживание и длительность обслуживания одной заявки.
Задачи, решаемые с помощью имитационных моделей систем массового обслуживания, заключаются в поиске режимов работы служб сервиса (магазинов, автозаправок и пр.), уменьшающих время ожидания клиентов.
Еще одним популярным объектом для имитационного моделирования являются транспортные системы, сеть городских дорог, перекрестки, светофоры, автомобили. Модели имитируют движение транспортных потоков по городским улицам (рис. 1).
Рис.1. Окно программы, имитирующей движение городского транспорта
Эксперименты на такой модели позволяют найти режимы управления движением (работа светофоров), уменьшающие возможность возникновения пробок. Работа имитационной модели всегда визуализируется на экране компьютера.
ВИДЫПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
• Пакет программ Microsoft Office (особенно, Excel) часто используют для проведения расчетов имитационной модели;
• Система GPSS (General Purpose Simulation System) (1967 г) используется в основном для моделирования систем массового обслуживания;
• Специальные современные имитационные пакеты, реализующие разные подходы к моделированию и имеющие средства визуализации (например, Any Logic).
Основными методами имитационного моделирования являются:
1. аналитический метод,
2. метод статического моделирования;
3. комбинированный метод (аналитико-статистический) метод.
Аналитический метод применяется для имитации процессов в основном для малых и простых систем, где отсутствует фактор случайности. Например, когда процесс их функционирования описан дифференциальными уравнениями. Метод назван условно, так как он объединяет возможности имитации процесса, модель которого получена в виде аналитически замкнутого решения, или решения полученного методами вычислительной математики.
Метод статистического моделирования первоначально развивался как метод статистических испытаний (Монте-Карло). Это – численный метод, состоящий в получении оценок вероятностных характеристик, совпадающих с решением аналитических задач (например, с решением уравнений и вычислением определенного интеграла). В последствии этот метод стал применяться для имитации процессов, происходящих в системах, внутри которых есть источник случайности или которые подвержены случайным воздействиям. Он получил название метода статистического моделирования.
Комбинированный метод (аналитико-статистический) позволяет объединить достоинства аналитического и статистического методов моделирования. Он применяется в случае разработки модели, состоящей из различных модулей, представляющих набор как статистических так и аналитических моделей, которые взаимодействуют как единое целое. Причем в набор модулей могут входить не только модули соответствующие динамическим моделям, но и модули соответствующие статическим математическим моделям.
ЭТАПЫИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Этап 1 Математическая модель
Этап 2 Осуществление имитации
Этап 3 Анализ результатов
Домашнее задание. Дайте ответы на вопросы.
1. Что собой представляетимитационное моделирование?
2. Какие вам известны методы имитационного моделирования?
3. Каковы этапы имитационного моделирования?
Ответ на домашнее задание
присылайте на электронный адрес:
larisanikolaevna.epgl@yandex.ru