Введение

Моделирование (в широком смысле) — это основной метод исследования во всех областях знаний. Методы моделирования используются для оценок характеристик сложных систем и принятия научно обоснованных решений в разных сферах человеческой деятельности. Существующую или проектируемую систему можно исследовать с помощью математических моделей с целью оценки эффективности и оптимизации процесса ее функционирования.

С развитием вычислительной техники, программных средств и технологий широкое применение получили имитационные методы моделирования систем.

Суть имитационного моделирования заключается в имитации процесса функционирования системы во времени, с соблюдением таких же соотношений длительности операций, как в системе оригинале. При этом имитируются элементарные явления, составляющие процесс, сохраняется их логическая структура, последовательность протекания во времени. В результате применения имитационного моделирования получают оценки выходных характеристик системы, которые необходимы при решении задач анализа, управления и проектирования систем.

В основе имитационного моделирования лежит разработка и выполнение на компьютере программы, отражающей структуру и функционирование (поведение) моделируемого объекта или процесса во времени. Программа представляет имитационную модель этого объекта (системы, процесса), выполнение программы можно считать имитацией поведения исходной системы во времени. Имитационная модель — это упрощенное подобие реальной системы, либо существующей, либо той, которую предполагается создать в будущем.

Одно из наиболее важных решений, которые приходится принимать разработчику имитационной модели, касается выбора про1раммиого обеспечения. Если программное обеспечение недостаточно гибко или с ним сложно работать, то имитационное моделирование может дать неправильные результаты или оказаться вообще невыполнимым. Компьютерная программа имитации может быть разработана с помощью различных инструментальных средств. К ним относятся как

универсальные языки программирования (С#, C++, Java, ...), так и специализированные инструментальные среды имитационного моделирования (GPSS, Arena, Any Logic, ExtendSim, ...).

Использование специализированных сред имитационного моделирования в сравнении с применением универсальных языков программирования дает несколько преимуществ.

• 1. Среды имитационного моделирования автоматически предоставляют большинство функциональных возможностей, требующихся для создания имитационной модели, что позволяет существенно сократить время, необходимое для программирования, и общую стоимость проекта.
• 2. Имитационные модели, которые созданы с помощью специализированных средств моделирования, как правило, проще модифицировать и использовать.
• 3. Среды имитационного моделирования обеспечивают более совершенные механизмы обнаружения ошибок, поскольку они выполняют автоматический поиск ошибок многих типов. И так как модель не требует большого числа структурных компонентов, уменьшаются шансы совершить какую-либо ошибку.

В данном учебном пособии рассмотрены вопросы разработки и исследования имитационных моделей систем в специализированной визуальной среде моделирования ExtendSim.

В результате изучения материалов учебного пособия и выполнения практических заданий, приведенных в конце каждого раздела, студенты должны:

знать

• • основные объекты и инструментарий среды ExtendSim, используемые для разработки и исследования имитационных моделей систем;
• • последовательность разработки модели системы в среде ExtendSim;

уметь

• • разрабатывать имитационную модель системы в среде ExtendSim;
• • статистически обрабатывать результаты моделирования в среде ExtendSim;
• • проводить анализ чувствительности модели в среде ExtendSim;

б

• оценивать эффективность исследуемой системы на основе анализа результатов се моделирования;

владеть

• технологией разработки и исследования имитационной модели системы средствами ExtendSim с использованием базового инструментария среды.