Управление модельным временем

Подавляющее большинство имитационных моделей создается для описания и исследования динамических систем, состояния и характеристики которых зависят от времени, а имитационный эксперимент представляет собой наблюдение за процессами, происходящими в системе, в течение некоторого промежутка времени. Конечно, можно привести примеры имитационных моделей, в которых фактор времени непосредственно не участвует (см. задачу о вычислении площади плоской фигуры или об игле Бюффона из параграфа 2.3). Но далее мы будем рассматривать задачи, в которых оценка эффективности моделируемой системы напрямую связана с временными характеристиками ее функционирования.

Что понимается иод термином «время» в имитационном моделировании? Различают три его разновидности: физическое (physical time), модельное (system time) и процессорное (wallclock time).

Физическое время — это реальное время, в котором происходит функционирование системы, подлежащей моделированию.

Модельное (системное) время — это представление физического времени в модели, т.е. время, в масштабе которого организуется работа модели. Модельное время, как правило, продвигается с гораздо большей скоростью, чем физическое.

Процессорное (машинное) время — время, отражающее затраты времени ЭВМ на проведение имитации, работу симулятора на компьютере. Иногда модельное время синхронизировано с процессорным (например, в моделях-тренажерах). Такое моделирование называют моделированием в реальном времени.

При разработке практически любой имитационной модели и планировании модельных экспериментов необходимо соотносить между собой указанные представления времени. Для управления временем в имитационных моделях используется специальная переменная — таймер модельного времени.

Обратите внимание!

Следует четко понимать, в чем отличие времени моделирования от модельного времени. Модельное время — это значение переменной «таймер модельного времени», которое является образом реального времени моделируемой системы. А время моделирования — это время, затраченное компьютером на выполнение прогонов модели (имитационного эксперимента). Время моделирования зависит не от того, на каком реальном промежутке времени имитируется поведение системы, а от того, сколько событий происходит в системе. [1] [2]

моделирования At. Моделирование с постоянным шагом используют в тех случаях, когда события в моделируемой системе появляются регулярно; когда число событий велико и моменты их появления достаточно близки; когда невозможно заранее определить моменты появления событий. Очевидно, что такой метод управления модельным временем удобен в том случае, когда условия появления событий всех типов в модели можно представить как функцию времени.

Алгоритм механизма At продвижения модельного времени

Рис. 2.24. Алгоритм механизма At продвижения модельного времени

При использовании механизма Ах таймер модельного времени продвигается ко времени возникновения следующего (нового) ближайшего события, в этот момент обновляется состояние системы и определяется время возникновения будущих событий (рис. 2.25).

Выбор метода реализации механизма модельного времени зависит от характера исследуемых процессов, назначения модели, ее сложности, требуемой точности результатов и т.д. Примеры имитационных моделей, в которых реализованы разные механизмы модельного времени, будут рассмотрены в следующих главах.

Алгоритм механизма Ал

Рис. 2.25. Алгоритм механизма Ал: продвижения модельного времени

  • [1] С помощью механизма продвижения модельного времени решаютсяследующие задачи: • отображается переход системы из одного состояния в другое; • синхронизируется работа компонентов модели; • изменяется масштаб времени функционирования исследуемойсистемы; • производится управление ходом имитационного эксперимента;
  • [2] осуществляется квазипараллельная реализация событий в имитационной модели (последовательная обработка событий, которые в реальнойсистеме происходят одновременно). Существуют два метода реализации механизма модельного временис постоянным шагом (механизм At) и по существенным моментам времени(по особым состояниям, механизм Дх). При использовании механизма Atизменение системного времени происходит через выбранный исследователем фиксированный промежуток, называемый шагом моделирования. События в имитационной модели, наступившие в промежуток времени ; t + At],считаются наступившими в момент t + At (рис. 2.24). Погрешность в измерении временных характеристик системы в этом случае зависит от шага
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >