Введение
Целью создания моделирующих систем являетсяисследование моделей реальных объектов и процессов. Специалист, использующийтакую систему, не ограничен ни временем эксперимента, ни проблемой расходаразличных ресурсов, требующихся для проведения реального эксперимента. Крометого, если в системе моделирования предусмотрена возможность добавления новыхобъектов или стадий в исследуемый процесс, то проведение экспериментапосредством моделирования выигрывает по сравнению с реальным экспериментомвдвойне.
Таким образом, системы моделированияпредоставляют исследователю большую свободу действий при отсутствии каких-либоматериальных затрат. Практика показывает, что использование моделирующих системпозволяет не только получить достаточно достоверные сведения о возможномповедении объектов моделирования в тех или иных ситуациях, но и к открытиюновых свойств этих объектов.
Но, несмотря на все преимущества моделирующихсистем, результаты моделирования не всегда в точности совпадают с результатамиреальных экспериментов. Вероятность соответствия полученного при моделированиирезультата действительности зависит от нескольких факторов:
· степенисоответствия представления об исследуемых объектах реальным объектам;
· уровнядетализации свойств объектов при составлении их моделей;
· уровняпонимания значимости тех или иных свойств объекта в конкретной системе;
· степенипонимания взаимосвязей исходных объектов в системе.
Таким образом, чем сложнее сами объекты и ихповедение в системе, тем больше их свойств требуется задать при составлениимодели и тем меньше уверенность в достоверности результатов. И наоборот – чемпроще реальные объекты и взаимосвязи между ними, тем проще их описать в системемоделирования и тем достовернее будут результаты, а, следовательно, тем болееобоснованно применение моделирующих систем.
Микрокомпьютерная система имитационногомоделирования МИКРОСИМ предназначена для моделирования систем обработки данных,а также исследования алгоритмов и систем параллельной и распределеннойобработки данных.
Система МИКРОСИМ может применяться дляимитационного моделирования с целью верификации и комплексной оценкиэффективности систем параллельной и распределенной обработки данных, включаямультипрограммные и мультипроцессорные системы, локальные вычислительные сети,коммуникационные протоколы и т.п. Наиболее полно возможности МИКРОСИМраскрываются при моделировании сложных алгоритмов и систем обработки данных сразвитым параллелизмом протекающих в них процессов.
В качестве формального средства для описанияисследуемых алгоритмов и систем в МИКРОСИМ применен аппарат модифицированныхЕ-сетей, являющихся развитием обыкновенных Е-сетей. Применение модифицированныхЕ-сетей (по сравнению с обыкновенными Е-сетями) упрощает разработку Е-сетевыхсхем и позволяет создавать более компактные модели.
Ввод описаний Е-сетевых моделей в МИКРОСИМосуществляется на языке ЯОМ (Язык Описания Моделей). Этот язык представляетсобой расширение языка Паскаль и, следовательно, обладает всеми его развитымивыразительными средствами.
В ЯОМ предусмотрены объекты, которые по своемустатусу не являются легальными в языке Паскаль. К ним относятся так называемыесетевые переменные, а также ссылки на компоненты Е-сетей – переходы, позиции иатрибуты фишек в позициях. Кроме того, не подчиняются синтаксису языка Паскальописания элементарных сетей и заголовки процедур управления, временной задержкии преобразования и некоторые другие конструкции в ЯОМ.
Кроме ЯОМ, в МИКРОСИМ предусмотрен отдельный языкзадания параметров (ЯЗП). Этот язык используется на стадии исследования готовой(скомпонованной) модели для изменения маркировки позиций, установки желаемыхзначений сетевых переменных, спецификации таблиц распределения (гистограмм),указания позиций и переходов, по которым необходимо накапливать статистику привыполнении модели, задания условий прекращения (приостановки) моделирования итрассировки выполнения модели. Для изменения параметров модели не требуетсяповторная компиляция и компоновка частей (сегментов) модели.
Минимальным функционально законченным компонентомЕ-сетевой модели является сегмент. Сегмент подлежит самостоятельной обработке(компиляции). Модель может состоять из набора связанных друг с другомсегментов, объединяемых на стадии сборки модели.
При описании модели исследуемой системы дляпроведения с ней дальнейших экспериментов с использованием МИКРОСИМисследователь непременно проходит через два этапа:
1. визуальноеописание модели с помощью Е-сетей;
2. описаниеразработанной Е-сетевой модели на ЯОМ.
Создание визуального описания исследуемой моделис использованием Е-сетей – обязательный и независимый от МИКРОСИМ этап.
Для приведения модели в форму «понятную»МИКРОСИМ, т.е. для ее описания на ЯОМ, исследователь естественно должен бытьзнаком с синтаксисом ЯОМ. Однако, описать модель на ЯОМ без ошибок тем сложнее,чем объемнее исследуемая модель. Задача описания модели на ЯОМ усложняется ещеи тем, что в МИКРОСИМ отсутствует развитая диагностика ошибок.
Для того чтобы упростить процесс описания моделина ЯОМ существует система визуального программирования имитационных моделейСВПИМ, удобный инструмент, который предоставляет исследователю возможностьобойти второй этап создания модели. Ему уже не придется кропотливо искатьошибки в текстовом описании модели, он может даже вообще не знать ЯОМ.
СВПИМ представляет собой инструмент для описанияновых и модификации существующих сетевых моделей удобными диалоговымисредствами. С использованием средств визуального программирования,предоставляемых СВПИМ, формируется графическое описание модели. Сетевая модельможет состоять из одного или нескольких сегментов, связанных между собой.Сегмент состоит из элементарных Е-сетей определенных типов, описанных далее.Одновременно с графическим описанием автоматически формируется описание этоймодели на Языке Описания Модели (ЯОМ). Т.е., описав графически сетевую модель,как результат мы получаем текстовое описание модели на ЯОМ в виде файла срасширением.JOM. Этот файл может при желании редактироваться в любом текстовомредакторе. Описание модели в файле с расширением.JOM «понятно» среде МИКРОСИМ иможет в ней далее решаться.
Необходимость контроля и наблюдения за поведениеммодели в процессе ее интерпретации была очевидна еще на стадии разработкиМИКРОСИМ. Для реализации такой необходимости в МИКРОСИМ предусмотренавозможность трассировки модели – вывода на экран последовательностисрабатываний переходов и информации о них. К сожалению, данная функция не позволяетполностью контролировать корректность работы интерпретатора.
С появлением такого мощного средства как СВПИМ,упрощающего самый трудоемкий этап моделирования – этап описания модели на ЯОМ,возникла идея использования создаваемого в ней графического изображения нетолько для получения описания модели на языке ЯОМ, решаемого в системеМИКРОСИМ, но и для отображения процесса интерпретации модели, что позволило быотслеживать динамику модели в целом.
Подсистема визуального отображения интерпретациисетевых моделей представляет собой инструмент для отображения процессамоделирования в среде МИКРОСИМ, с использованием графического изображениямодели, сформированного при помощи СВПИМ. Данная подсистема отображает наэкране последовательность срабатываний переходов и перемещения фишек висследуемой модели.
Для наглядности отображения в подсистемепредусмотрены задержки, кратные модельным временам задержек ассоциированных сосрабатывающими переходами. Тем не менее, для того, чтобы отследить текущеемодельное время на момент срабатывания перехода, оно учитывается и отображаетсяв статусном окне приложения.