ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ

В наше время, когда почти забыты некогда широко применяемые для моделирования различных систем аналоговые ЭВМ, а исследователи стремятся по возможности избежать натурного моделирования, под моделированием некоторой системы S обычно понимается проведение эксперимента с моделью этой системы с помощью цифровой ЭВМ. При этом модель представляет собой программный комплекс, описывающий поведение элементов системы S в процессе ее функционирования во внешней среде Е.

При компьютерном моделировании системы S характеристики процесса функционирования задаются машинной моделью М_м, построенной на основе имеющейся исходной инфор­мации об объекте моделирования. При получении новой инфор­мации об объекте (в том числе и непосредствен­но в ходе моделирования) его модель М_м пересматри­вается и уточняется с учетом новой информации, т. е. процесс моделирования в целом, включая разработку и компьютерную реа­лизацию, является итерационным. Итерационный про­цесс продолжается до тех пор, пока не будет получена такая компьютер­ная модель М_м, которую можно считать адекватной конкретной системе S.

В основу методики компьютерного моделирования положены об­щие принципы, которые могут быть сформулированы даже в том случае, когда конкретные способы моделирования отличаются друг от друга и имеются различные модификации моделей, на­пример, в области выбора математических схем и языков моде­лирования. Эту методику удобно представить в виде трёх основных этапов моделирования, каждый из которых разбит в свою очередь на ряд подэтапов [3]:

Этап 1. — построение концептуальной модели М_к системы S и ее формализация (подэтапы 1.1 —1.11);

Этап 2. — алгоритмизация модели системы S и ее машинная реа­лизация М_м (подэтапы 2.1—2.10);

Этап 3. — получение и интерпретация результатов моделирования системы S (подэтапы 3.1—3.8).

Взаи­мосвязь подэтапов между собой показана на рис. 1. Из него видно, что процесс моделирования заданной системы сводится к выполнению ряда подэтапов, сгруппированных в виде трех этапов. На первом этапе построе­ния концептуальной модели М_к и ее формализации проводится исследование моделируемого объекта с целью выделения основ­ных составляющих процесса его функционирования, определя­ются необходимые приближения и строится обобщенная схема модели. На втором этапе моделирования она преоб­разуется в машинную модель М_м путем последовательной алго­ритмизации и программирования модели. Последний, третий, этап моделирования заключается в проведении рабочих расчетов с выбранным математическим обеспе­чением, получении и интерпретации результатов моделирова­ния системы.

Рис. 1. Взаимосвязь подэтапов при моделировании систем

Рассмотрим более подробно особенности выполнения каждого из промежуточных подэтапов моделирования.