Масштабы времени

Масштабы времени

РОЛЬ ВРЕМЕНИ В ИМИТАЦИОННЫХ МОДЕЛЯХ

Тактическое планирование машинных экспериментов

Тактическое планирование МЭ с моделью системы связано с вопросами выделения машинных ресурсов и определением конкретных способов проведения испытаний по намеченному стратегическому плану.

Тактическое планирование МЭ связано с решением следующих проблем: 1) определения начальных условий и их влияния на достижение установившегося результата; 2) обеспечения точности и достоверности результатов моделирования; 3) уменьшения дисперсии оценок характеристик системы; 4) выбор правил автоматической остановки МЭ.

Первая проблема возникает в связи с эпизодическим характером работы модели. Поэтому при очередном прогоне модели системы требуется определенное время для достижения условий равновесия, которые соответствуют условиям функционирования реальной системы. Для уменьшения времени переходного процесса при проведении МЭ с моделью либо исключается информация о модели, полученная в начальной части периода моделирования, либо начальные условия выбираются так, чтобы сократит время достижения установившегося режима.

План лекции

2. Способы управления модельным временем

Имитационный эксперимент представляет собой наблюдение за поведением системы в течение некоторого промежутка времени. Однако, далеко не во всех испытаниях фактор
времени играет ведущую роль, а в некоторых и вообще может не рассматриваться.
Например, при вычислении площади круга полученный результат
не зависит от того, сколь долго мы будем «бомбить» квадрат случайным и точками и исключать не принадлежащие кругу точки. Но значительно больше таких за-
дач, в которых оценка эффективности моделируемой системы напрямую связана с
временными характеристиками ее функционирования. К ним относятся, например,-
напримернннннндддд задачи по оценке производительности, некоторые задачи по оценке на-
дежности, качества распределения ресурсов, а также все задачи, связанные с иссле-
дованием эффективности процессов обслуживания. Характерной особенностью
большинства практических задач является то, что скорость протекания рассматри-
ваемых в них процессов значительно ниже скорости реализации модельного экспе-
римента. Например, если моделируется работа авторемонтной мастерской в тече-
ние недели, вряд ли кому-то придет в голову воспроизводить этот процесс в модели
в таком же масштабе времени.

С другой стороны, даже те имитационные эксперименты, в которых временные
параметры работы системы не учитываются, требуют для своей реализации опре-
деленных затрат времени работы компьютера.

В связи с этим при разработке практически любой имитационной модели и пла-
нировании проведения модельных экспериментов необходимо соотносить между
собой три представления времени:

- реальное время, в котором происходит функционирование имитируемой
системы;

- модельное (или, как его еще называют, системное} время, в масштабе которо-
го организуется работа модели;

-машинное время, отражающее затраты времени ЭВМ на проведение ими-
тации.

С помощью механизма модельного времени решаются следующие задачи.

1) отображается переход моделируемой системы из одного состояния в другое;

2) производится синхронизация работы компонент модели;

3) изменяется масштаб времени «жизни» (функционирования) исследуемой
системы;

4) производится управление ходом модельного эксперимента.

5) моделируется квазипараллельная реализация событий в модели;

Приставка «квази» в данном случае отражает последовательный характер об-
работки событий (процессов) в ИМ, которые в реальной системе возникают (про-
текают) одновременно.

Необходимость решения последней задачи связана с тем, что в распоряжении
исследователя находится, как правило, однопроцессорная вычислительная систе-
ма, а модель может содержать значительно большее число одновременно работаю-
щих подсистем, Поэтому действительно параллельная (одновременная) реализа-
ция всех компонент модели невозможна. Даже если используется так называемая распределенная модель, реализуемая на нескольких узлах вычислительной сети,
совсем необязательно число узлов будет совпадать с числом одновременно рабо-
тающих компонент модели. Немного забегая вперед, следует отметить, что реали-
зация квазипараллельной работы компонент модели является достаточно сложной
технической задачей.