Информационная система "Конференции"

Тезисы докладов

Вычислительная математика и математическое моделирование

Основная цель рассматриваемой работы состояла в разработке алгоритмического и программного аппарата для исследования функциональных общесистемных характеристик, таких как эффективность, надежность, устойчивость, помехозащищенность.

За способ моделирования было выбрано имитационное моделирование. Во-первых, потому что не представляется возможным исследовать реальные объекты, во-вторых, нет достаточного математического описания исследуемых систем. В этом случае при моделировании используется информация либо о структуре и поведении уже существующей системы, либо о еще несуществующей, но желаемой.

Имеющиеся известные методы и методики исследования динамики систем не отвечают следующим требованиям автора:

– предоставление инструмента для исследования функциональных общесистемных характеристик;

– реализация моделей, не имеющих четкой математической модели. К тому же имитационное моделирование является методом исследования сложных систем в динамике. А так же является основой для разработки методов и методик более углубленного изучения именно динамических свойств исследуемой системы.

Фактически любая система (биологическая, экономическая, техническая и др.) описывается структурой и поведением. Для более эффективного, объективного и глубокого исследования динамических систем необходимо было разработать собственные методики на основе имитационного моделирования и необходимой информации о структурах и поведении систем. Так же необходимо учесть то, что разрабатываемые методики должны быть легко реализуемы в программном инструментарии, к которому то же выдвигается ряд требований:

– конечный инструментарий должен позволять реализовывать структуру любой системы;

– должна быть реализована возможность задания системе принципа ее поведения;

– определение принципов работы элементов системы через указания важных для них параметров;

– описание поведения элементов системы при том или ином значении составляющих его параметров;

– описание поведения системы при том или ином состоянии составляющих ее элементов для расчета общесистемных характеристик;

– описание общесистемных характеристик через совокупность параметров элементов системы, их граничных и возможных значений и их возможного поведения;

– оценка исследования значений параметров элементов во времени;

– оценка исследования состояния элемента во времени;

– оценка исследования состояния системы во времени через общесистемные характеристики.

В качестве общесистемных характеристик рассматривались – устойчивость, надежность, эффективность, помехозащищенность. В свое время Н.П. Бусленко и другие ученые заявляли об этих характеристиках. В данной же работе предлагается инструмент их исследования.

Разработанные методики не столько помогают более удобно построить структуру системы или схему поведения, сколько помогают в момент моделирования более глубоко вникнуть в суть исследуемой системы. В этот момент (сборки целого из частных элементов) исследователь уже может узнать о системе много, еще до того, как запустит ее модель в работу.

Для описания структуры из подходящих более или менее теории графов и конечных автоматов был взят математический аппарат теории графов, в частности структурные графы.

В рамках данной работы были разработаны методики в виде алгоритмов для программного инструментария:

– составления структурной схемы;

– составление схем поведения;

– оценка эффективности;

– оценка надежности;

– оценка помехозащищенности;

– оценка устойчивости.

В конечном виде методики реализованы в виде программного инструментария “Системный модулятор”.

Разработанный программный инструментарий под названием “Системный модулятор” включает в себя следующие основные функции:

- построение структурной схемы моделируемой системы;

- описание элементов структурной схемы с указанием и детальным описанием важных параметров каждого элемента, участвующего в исследованиях;

- построение схемы поведения моделируемой системы;

- описание элементов схемы с детальным описанием начальных установок параметров и ожидаемых их значений, которые они принимают в ходе работы системы;

- описание принципа поведения системы через совокупность условий реализуемых в элементе-переходе из одного состояния в другое.

Предложенные методики моделирования и исследования применимы для изучения различного класса динамических систем. Методики предоставляют не столько широкие возможности по указанию структуры и поведения систем, сколько помогают исследователю во время моделирования более глубоко вникнуть в суть изучаемой системы. Ведь именно на стадии моделирования и проектирования система предстает в виде совокупности элементов из которых необходимо собрать целостную систему и во время сборки исследователь может уже многое узнать о ней еще до того, как модель системы будет исследоваться на поведение.

Практическая значимость состоит в разработке методов, алгоритмического и программного обеспечения исследования динамических свойств имитируемых сложных систем.

Примечание. Тезисы докладов публикуются в авторской редакции

Ваши комментарии Обратная связь

[Головная страница] [Конференции]

© 1996-2000, Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск
© 1996-2000, Сибирское отделение Российской академии наук, Новосибирск
    Дата последней модификации: 06-Jul-2012 (11:47:01)