Имитационное моделирование




В рамках тестирования программного продукта и для определения уровня адекватности модели, необходимо оценить полученные при помощи нее данные. Таким образом, рассмотрим поведение модели при следующих входных параметрах:

- общее время эксперимента – 20 минут (1200 секунд);

-число каналов обслуживания – 10;

-максимальное число заявок – 30

- минимальное время обслуживания одной заявки – 4 минуты (240 секунд);

- балл для допуска к тесту на оценку отлично - 70;

- балл для допуска к тесту на оценку хорошо - 60;

- балл для допуска к тесту на оценку удовлетворительно - 50;

- вероятность прибытия новой заявки – 5%.

Для этого:

1) Запустим программный продукт, для этого введем в консоли команду, как показано на рисунке 2.3.1.

 

Рисунок 2.3.1. –Команда для запуска программы

2) В появившемся окне, выберем клавишу «Начальные данные»(рисунок 2.3.2).

Рисунок 2.3.2 – Выбор клавиши «начальные данные»

3) В появившемся окне – необходимо заполнить все ячейки соответствующими значениями. Стоит отметить специфику заполнения поля «Вероятность добавления заявки». Его стоит заполнять следуя формуле – , где -желаемая величина вероятности, а P – значение, которое необходимо вписать в ячейку. Правильно заполнение полей для текущего эксперимента представлено на рисунке 2.3.3.

Рисунок 2.3.3. – Заполнение первоначальных данных

После чего необходимо нажать на клавишу применить и закрыть модальное окно программы.

4) После заполнения и применения начальных значений, необходимо выбрать клавишу Старт (рисунок 2.3.4.), после чего запустится процесс моделирования, о чем засвидетельствует заполнение всех полей главного окна значениями.

Рисунок 2.3.4. – Старт моделирования

5) В результате моделирования, все 30 заявок прошли через устройства обслуживания. Среднее время обслуживания при этом, составило 277 секунд.

6) На рисунке 2.3.5 – представлен график, построенный по результатам моделирования с заданными параметрами.

Рисунок 2.3.4. – графический вывод результатов моделирования

Как видно из графика – все заявки были обслужены, что в свою очередь означает правильность выбора начальных условий для проведения тестирования.

 

Рассмотрим также поведение модели, при проведении эксперимента со следующими входными параметрами:

- общее время эксперимента – 10 минут (600 секунд);

-число каналов обслуживания –5;

-максимальное число заявок – 30

- минимальное время обслуживания одной заявки –5минут (300 секунд);

- балл для допуска к тесту на оценку отлично - 60;

- балл для допуска к тесту на оценку хорошо - 50;

- балл для допуска к тесту на оценку удовлетворительно - 40;

- вероятность прибытия новой заявки – 5%.

Как и следовало ожидать, в процессе моделирования в системе возникала большая очередь заявок, в связи с малым количеством устройств обслуживания и достаточно высоким значением минимального времени обслуживания. На рисунке 2.3.5 видно, что ближе к концу моделирования в очереди находилось 14 заявок.

Рисунок 2.3.5. – Очередь заявок

В этом случае график принимает вид, представленный на рисунке 2.3.6.

Рисунок 2.3.6. – Графическое представление результатов моделирования

Также проведем эксперименты, где в качестве входных параметров установим часто используемые форматы проведения тестирования. К примеру, возьмем случай проведения тестирования группы численностью в 30 человек, на 10 компьютерах, в течение полутора часов. При этом в первом случае установим жесткое значение времени обслуживания одной заявки равное 30 минутам, в другом случае, позволим программному алгоритму задавать время на обслуживание каждой заявки.

Результаты первого эксперимента в графическом виде представлены на рисунке 2.3.7.

Рисунок 2.3.7. – Графическое представление результатов первого эксперимента

Из диаграммы видно, что при заданных условиях обслуживания происходит большое количество потерь, связанное с высокой занятостью устройств обслуживания. При этом среднее время обслуживания составило 1768, что обуславливается заявками, не допущенными до прохождения обслуживания.

Рассмотрим диаграмму, заданную теми же условиями, но с возможностью программного регулирования времени обслуживания. Диаграмма представлена на рисунке 2.3.8.

Рисунок 2.3.8. – Графическое представление результатов второго эксперимента

На второй диаграмме заметно снижение числа потерь (первый столбец) заявок. При этом среднее время обслуживания в этом эксперименте составило 1113 секунд на заявку. При этом на заявки с большим числом вопросов отдано больше времени, что позволяет более рационально использовать время отведённое для проведения тестирования, и более качественно оценивать знания обучающихся.

Исходя из полученных результатов, можно заключить, что представленная программная модель обладает достаточной достоверностью, и адекватностью и может быть использована для проведения имитационных экспериментов.

Результаты работы программной модели информационной системы образовательного процесса позволяют с использованием методов имитационного моделирования оценить правильность выбора тех или иных первоначальных данных для проведения тестирования среди студентов, что может помочь более рационально распределить временные затраты, в условиях ограниченных ресурсов.

 


 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе проделанной работы, была разработана программная имитационная модель образовательного процесса, позволяющая без высоких временных и денежных затрат произвести моделирование процесса прохождения студентами тестирования, в условиях ограниченных ресурсов, что позволяет заранее оценить возможности для качественного проведения мероприятия в тех или иных условиях. Так же, разработанное программное обеспечение, после некоторой модернизации, может использоваться в качестве автоматизированной системы проведения тестирования, с автоматическим распределением времени тестирования, и генерацией вариантов прохождения тестирования в зависимости от баллов обучающихся.


 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Боголюбов, А.Н. Основы математического моделирования:учеб. пособие/ А.Н.Боголюбов. - М.: МГУ, 2003.

2. Борщев, А. Как строить красивые и полезные модели сложных систем: материалы конф. «Имитационное Моделирование. Теория и Практика» ИММОД- 2013. – Казань: Изд-во «Фэн» АН РТ, 2013.

3. Влацкая, И.В. Моделирование систем массового обслуживания:методические указания к расчетно-графическим работам / И.В.Влацкая, О.А.Татжибаева. – Оренбург: Изд-во ОГУ, 2005.

4. Гнеденко, Б.Б. Введение в теорию массового обслуживания /Б.Б.Гнеденко, И.Н.Коваленко. – М., Наука, 1966.

5. Девятков, В.В. Методология и технология имитационных исследований сложных систем: современное состояние и перспективы развития: монография / В.В.Девятков. – М.: Вузовский учебник: ИНФРА–М, 2013.

6. Задорожный, В.Н. Имитационное моделирование: учеб. пособие/ В. Н. Задорожный. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 1999.

7. Замятина, О.М. Моделирование систем: учеб. пособие / О.М Замятина. – Томск: Изд-во ТПУ, 2009.

8. Замятина, Е.Б. Современные теории имитационного моделирования(Специальный курс для магистров второго курса). Пермь: ПГУ, 2007.

9. Ивченко, Г.И. Теория массового обслуживания / Г. И. Ивченко, В. А. Каштанов, И. Н. Коваленко. – М.: Высш. школа, 1982

10. Кобелев, Н.Б. Имитационное моделирование: учеб. пособие /Н.Б.Кобелев, В.В.Девятков, В.А.Половников. – М.: КУРС: ИНФРА-М, 2013.

11. Максимей, И. В. Имитационное моделирование сложных систем. В 3 частях. Часть 1. Математические основы / И.В. Максимей. - М.: БГУ, 2009. - 264 c.

12. Советов Б.Я. Моделирование систем./ Б.Я. Советов, С.А. Яковлев – М.: Высшая школа, 2005. – 343 с.

13. Павловский, Ю. Н. Имитационное моделирование / Ю.Н. Павловский, Н.В. Белотелов, Ю.И. Бродский. - М.: Академия, 2008. - 240 c.

14.Шеннон, Р. Имитационное моделирование систем - искусство и наука / Р. Шеннон. - М.: Мир, 1978. - 418 c.

15. Электронный ресурс PythonWorld // Самоучитель Python. – Режим доступа: https://pythonworld.ru/, свободный.

16. Электронный ресурс Научная библиотека // Sherman. – Режим доступа: https://sernam.ru/book_mm.php, свободный.

17. Электронный ресурс Имитационное моделирование как метод исследования систем // Ermak. – Режим доступа: https://ermak.cs.nstu.ru/, свободный

18. Электронный ресурс Имитационное моделирование сложных динамических систем // Exponenta. – Режим доступа: https://www.exponenta.ru/soft/others/mvs/ds_sim.asp, свободный

19 Электронный ресурс Документация SciPy: Pylab // Github – Режим доступа: https://scipy.github.io/, свободный.

20. Электронный ресурс Документация Python // Python – Режим доступа: https://docs.python.org, свободный.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-05-16 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: