К60 Объектно-ориентированное моделирование в среде Rand Model Designer 7 : учебно-практическое пособие / Ю. Б. Колесов, Ю. Б. Сениченков. <...> На простых, хорошо известных инженерам со студенческой скамьи примерах авторы постарались показать, как создаются современные компьютерные модели и проводится вычислительный эксперимент. <...> Учебное издание Колесов Юрий Борисович, Сениченков Юрий Борисович ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В СРЕДЕ RAND MODEL DESIGNER 7 Учебно-практическое пособие Оригинал-макет подготовлен компанией ООО «Оригинал-макет» www.o-maket.ru; тел. <...> Одним их первых языков моделирования был язык GPSS [13], предназначенный для моделирования систем массового обслуживания. <...> В 1967 году появился язык моделирования Simula-67 [14], в котором впервые явно использовались все знаковые для ООМ слова — «класс», «экземпляр», «наследование», «полиморфизм». <...> В те годы основное внимание уделялось однокомпонентным изолированным математическим моделям, записанным в форме больших систем уравнений, каждая из которых являлась уникальной. <...> Пакет MATLAB был ориентирован не только на создание традиционных математических моделей, но и имел специальную подсистему для компонентного моделирования. <...> Реальное проникновение ООМ в практику моделирования произошло только в конце 90-х годов прошлого века, и связано это с появлением «универсального языка моделирования» UML [1] и языка моделирования «физических систем» Modelica [2] вместе с поддерживающими их инструментами моделирования. <...> Язык UML предназначен для разработки спецификаций сложных программно-аппаратных систем на ранних стадиях разработки. <...> Язык UML легко расширяется для моделирования непрерывно-дискретных (гибридных) систем. <...> Язык Modelica решил проблему автоматизации компонентного моделирования при использовании компонентов с ненаправленными связями. <...> Использование компонентов с ненаправленными связями сразу же расширило область применения компонентного моделирования. <...> Теперь язык Modelica <...>
Объектно-ориентированное_моделирование_в_среде_Rand_Model_Designer_7._Учебно-практическое_пособие.pdf
УДК 681.3.06(075.8)
ББК 32.693.26я73
К60
Электронные версии книг
на сайте www.prospekt.org
Авторы:
Колесов Ю. Б. — доктор технических наук, начальник отдела ЗАО «МВ Софт» (Москва);
Сениченков Ю. Б. — доктор технических наук, профессор Санкт-Петербургского политехнического
университета Петра Великого (Санкт-Петербург).
К60
Объектно-ориентированное моделирование в среде Rand Model Designer 7 :
учебно-практическое пособие / Ю. Б. Колесов, Ю. Б. Сениченков. — Москва :
Проспект, 2016. — 256 с.
ISBN 978-5-392-22360-2
Предлагаемая вашему вниманию книга — практическое руководство по компьютерному
моделированию сложных динамических многокомпонентных событийно-управляемых
систем. Основное внимание уделено технологии объектно-ориентированного моделирования,
позволяющей читателю проектировать и исследовать модели природных и технических
объектов и систем различного типа и сложности, в соответствии со «стандартом de facto»,
каким стал сегодня язык Unifi ed Modeling Language (UML). На простых, хорошо известных
инженерам со студенческой скамьи примерах авторы постарались показать, как создаются
современные компьютерные модели и проводится вычислительный эксперимент.
В этой книге теории моделирования уделяется ровно столько внимания, сколько нужно
практикам для понимания и внутреннего «примирения» с современной объектно-ориентированной
технологией создания и подготовки модели к проведению научных экспериментов
или использованию ее на производстве. В то же время в книге на примерах иллюстрируются
все практически значимые научные подходы к моделированию, воплощенные в различных
средах визуального моделирования.
Несомненным достоинством книги является выбор отечественной среды визуального
моделирования Rand Model Designer 7 (www.mvstudium.com) для иллюстрации возможностей
современного компьютерного моделирования.
Изображение на обложке 3DProfi /Shutterstock.com.
Учебное издание
Колесов Юрий Борисович,
Сениченков Юрий Борисович
ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
В СРЕДЕ RAND MODEL DESIGNER 7
Учебно-практическое пособие
Печать цифровая. Печ. л. 16,0. Тираж 1000 (1-й завод 100) экз. Заказ №.
ООО «Проспект»
Оригинал-макет подготовлен компанией ООО «Оригинал-макет»
www.o-maket.ru; тел.: (495) 726-18-84
Санитарно-эпидемиологическое заключение
№ 77.99.60.953.Д.004173.04.09 от 17.04.2009 г.
Подписано в печать 29.04.2016. Формат 60×90 1
/16
111020, г. Москва, ул. Боровая, д. 7, стр. 4.
ISBN 978-5-392-22360-2
© Колесов Ю. Б., Сениченков Ю. Б., 2016
© ООО «Проспект», 2016
УДК 681.3.06(075.8)
ББК 32.693.26я73
Стр.2
ОГлАВление
Введение .............................................................. 3
Глава 1. Основные понятия .............................................. 8
Компьютерная модель ............................................... 8
Динамические системы ............................................. 11
Объектно-ориентированное моделирование на примере ................ 16
Активный динамический объект ..................................... 26
Атрибуты .......................................................... 28
Методы ........................................................... 29
Поведение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Наследование активных динамических классов ........................ 33
Пакеты ........................................................... 34
Технология разработки модели в RMD ................................ 36
Глава 2. непрерывные модели ........................................... 42
Различные формы описания поведения ............................... 44
Представление динамической системы в виде дифференциальных
уравнений ..................................................... 50
Вычислительный эксперимент в среде RMD ........................... 53
Наследование ...................................................... 56
О дополнительных возможностях описания динамических систем
с непрерывным временем ....................................... 68
Процедуры и функции .............................................. 69
Заключительный пример ............................................ 71
Проблема численного дифференцирования и высокого индекса ......... 78
Глава 3. Гибридные модели ............................................. 88
Создание гибридной модели ......................................... 88
Превращение непрерывной модели в гибридную ....................... 92
Несколько примеров гибридных моделей ............................. 96
Состояния и переходы ............................................. 100
Действия ......................................................... 105
Внутренние переходы .............................................. 106
Гибридное время .................................................. 109
Дискретные переменные ........................................... 112
Сигналы ......................................................... 114
Широковещательные сигналы ...................................... 122
Деятельность в состоянии .......................................... 124
Композиция деятельностей ......................................... 128
Ортогональная деятельность ........................................ 131
«Скрытые» гибридные модели. Условные уравнения .................. 135
Особые виды поведения гибридных моделей ......................... 138
Стр.254
Оглавление
• 255
Глава 4. Компонентные модели с направленными связями ................... 143
Глава 5. Компонентные модели с ненаправленными связями ................. 188
Проблема высокого индекса в многокомпонентных моделях ........... 214
Глава 6. Компонентные модели с переменной структурой ................... 219
Динамические объекты и связи ..................................... 220
Модель электрической цепи переменного состава ..................... 221
Модель системы массового обслуживания ............................ 224
Глава 7. Вычислительный эксперимент .................................. 230
Реализация простого сценария ...................................... 231
Реализация сложного сценария ..................................... 232
Получение параметрической зависимости ............................ 234
Оптимизация ..................................................... 237
Анализ глобальной чувствительности ................................ 239
Стохастические вычислительные эксперименты ...................... 241
Расчет вариантов .................................................. 247
литература .......................................................... 252
Стр.255