Имитационное моделирование информационно-вычислительных систем: разработка модели и организация эксперимента

Стр.2

Стр.4

Стр.5

Стр.6

УДК 519.876.5(075)+004.94(075) ББК В18я7+З973.1я7 С375 Рецензенты: канд. техн. наук, доц. Л. С. З е л е н к о; д-р техн. наук, проф. С. В. С м и р н о в С375 Имитационное моделирование информационно-вычислительных систем: разработка модели и организация эксперимента: учебное пособие / Е.В. Симонова; Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Самарский университет. – Самара: Издательство Самарского университета, 2023. – 1 CD-ROM (2,96 Мб). – Загл. с титул. экрана. – Текст: электронный. Симонова, Елена Витальевна ISBN 978-5-7883-1952-0 Учебное пособие позволяет в интерактивном режиме с единых методологических позиций рассмотреть различные этапы разработки компьютерной имитационной модели информационно-вычислительной системы, включая построение концептуальной модели исследуемой системы и ее формализацию, алгоритмизацию и компьютерную реализацию, анализ модели, планирование и проведение компьютерных экспериментов, получение и интерпретацию результатов моделирования. Содержит иллюстрации всех этапов процесса разработки и реализации модели, а также проведения компьютерных экспериментов с моделью, что имеет большое учебно-методическое значение и необходимо при самостоятельной работе студентов во время выполнения ими лабораторных работ, а также содержит варианты заданий для выполнения лабораторных работ. Предназначено для обучающихся по направлению подготовки 09.03.01 Информатика и вычислительная техника, выполняющих лабораторные работы по курсу «Моделирование информационновычислительных систем». Подготовлено на кафедре информационных систем и технологий. Минимальные системные требования: РC, процессор Pentium, 160 МГц; Microsoft Windows XP; мышь; дисковод DVD-ROM; Adobe Acrobat Reader. © Самарский университет, 2023 Перейти к оглавлению 2

Стр.2

ОГЛАВЛЕНИЕ Введение ......................................................................................... ...7 1. Моделирование как основной метод исследования сложных систем ............................................................................. 8 1.1. Основные определения ......................................................... 8 1.2. Классификация моделей по степени абстрагирования модели от оригинала .................................................................... 9 1.3. Формальная модель объекта исследования (реальной системы) ...................................................................................... 13 1.4.. Понятие состояния системы .............................................. 14 1.5. Структура имитационной модели ...................................... 16 1.6. Области применения имитационных моделей .................. 17 1.7. Основные этапы моделирования систем ........................... 20 2. Постановка задачи исследования информационновычислительной системы .......................................................... 24 2.1. Объект исследования .......................................................... 24 2.2. Описание задачи исследования .......................................... 25 2.3. Формализованная постановка задачи исследования ........ 27 2.4. Анализ возможных методов решения................................ 28 2.4.1. Аналитический метод ................................................... 28 2.4.2. Метод имитационного моделирования ...................... 29 3. Разработка имитационной модели информационновычислительной системы .......................................................... 30 3.1. Разработка структурно-функциональной модели ............ 31 3.2. Разработка концептуальной модели .................................. 31 Перейти к оглавлению 4

Стр.4

3.2.1. Таблица функционального соответствия элементов модели и элементов реальной системы ................................ 33 3.2.2. Алгоритмы моделирования случайных величин ....... 34 3.3. Выбор программных средств моделирования .................. 36 3.4. Разработка алгоритма моделирования и программы имитационной модели ................................................................ 38 3.4.1. Описание элементов модели ....................................... 38 3.4.2. Алгоритм моделирования ............................................ 40 3.4.3. Описание программной реализации имитационной модели ...................................................................................... 40 3.4.4. Программа имитационной модели .............................. 41 3.5. Организация единичного эксперимента с имитационной моделью ....................................................................................... 42 3.5.1. Анализ результатов моделирования ........................... 42 3.5.2. Оценка точности результатов моделирования ........... 44 4. Планирование экспериментов в системе GPSS World ..... 46 4.1. Организация факторного эксперимента с моделью ......... 46 4.2. Однофакторный эксперимент............................................. 48 4.3. Проведение дисперсионного анализа в системе GPSS World ............................................................................................ 52 4.3.1. Дисперсионный анализ в планировании эксперимента ........................................................................... 52 4.3.2. Последовательность проведения дисперсионного анализа для однофакторного эксперимента ......................... 54 4.3.3. Библиотечная процедура ANOVA .............................. 57 4.4. Проведение двухфакторного эксперимента ...................... 58 4.4.1. План двухфакторного эксперимента .......................... 59 Перейти к оглавлению 5

Стр.5

4.4.2. Последовательность проведения дисперсионного анализа для двухфакторного эксперимента ......................... 65 4.5. Поиск наилучших решений. Оптимизирующий эксперимент ................................................................................ 69 4.5.1. Организация оптимизирующего эксперимента ......... 70 4.6. Выводы и рекомендации по использованию модели ....... 75 Заключение ..................................................................................... 76 Список литературы ..................................................................... 77 Приложение А. Лабораторная работа. Моделирование информационно-вычислительных систем в среде GPSS World ......................................................................... 79 А.1. Цель лабораторной работы ................................................ 79 А.2. Последовательность выполнения лабораторной работы .......................................................................................... 80 А.3. Содержание отчета по лабораторной работе ................... 80 А.4. Варианты индивидуальных заданий ................................. 81 А.5. Контрольные вопросы ...................................................... 104 Приложение Б. Операторы описания блоков GPSS World ... 106 Приложение В. Операторы описания данных и контроля управления GPSS World ............................................................... 109 Приложение Г . Сообщения GPSS World об ошибках .............. 110 Перейти к оглавлению 6

Стр.6