Процедура визначення критичного значення критерію Ст’юдента у ході доведення адекватності імітаційної моделі за методом оцінки відхилень середніх значень відгуків

Якщо у ході імітації виникає необхідність у зупинці деякого -го процесу за відсутністю виконання умов реалізації чергового алгоритму, то відповідний оператор у взаємодії з КПМ перевизначає час наступної активізації цього процесу як нескінченний. Момент активізації цього процесу в МСП оримує значення, а відповідний елемент МСП переноситься у кінець цього масиву. Вказана операція імітує гальмування виконання цього процесу на деякий час, який потрібен для створення умов щодо реалізації зупиненої активності. Сворення таких умов визначає запуск генератора цієї активності та видачі ним випадкового значення. В результаті виконання такої операції загальмований елемент МСП повертається у цьому масиві з кінцевої позиції на таку, яка відповідає змодельованому моменту часу. Якщо умови для активізації процесу не створюються до кінця обумовленого періоду моделювання системи, то даний елемент МСП так і залишається у кінці МСП з, що означає що відповідна компонента не пройшла повного обслуговування у системі.

18. Принципи побудови та використання таблиці станів процесів у ході імітації об’єкта, формалізованого за процесним способом.

Для визначення номеру конкретної активності у -му процесі, яку необхідно ініціалізувати в деякий момент часу за даними МСП, програма імітації використовує ТСП, структура якої наведена на рис.3. Рядками цієї таблиці є списки параметрів процесів. Так -му процесу відповідає -ий рядок ТСП, у якому зазначено наступні параметри: - адреса, за якою виконується передача керування на виконання j -ої активності в -му процесі; - період часу очікування -им процесом своєї активізації, яка була призупинена іншим процесом або невиконанням умов активізації; - пріоритет і -го процесу, відповідно до якого КПМ здійснює послідовне обслуговування двох процесів, які потребують одночасної активізації. Такий параметр для кожного процесу може бути введеним, наприклад, як числове значення, яке чим менше, тим вищий пріоритет.

Параметри процесу Номери процесів
....	…	…	…
n			k

Рис.3. Структура таблиці станів процесів

Параметр пріоритету деякого процесу системи знаходить своє застосування у ході імітації при вирішенні КПМ так званих конфліктних ситуацій.

19. Характеристика структури таблиці станів процесів для об’єкта, формалізованого за процесним способом.

Врахування конфліктних ситуацій проводиться за допомогою списку одночасної активізації процесів (СОАП). В такий список з МСП заносяться номери всіх процесів, які потребують активізації в один і той же самий момент модельного часу . Запис номерів таких процесів у СОАП і вибір їх із цього списку КПМ здійснює відповідно до пріоритетів цих процесів. Обслуговування КПМ чергового елемента зі списку СОАП полягає у передачі управління на виконання відповідного алгоритму цього процесу. Виконання алгоритму продовжується до появи в ньому чергового оператора очікування . За допомогою операторів очікування типу імітується зміна часових координат активностей, що входять до складу -го процесу.

20. Принципи побудови та використання списку одночасної активізації за процесним способом.

Параметр пріоритету деякого процесу системи знаходить своє застосування у ході імітації при вирішенні КПМ так званих конфліктних ситуацій. Одним з видів конфліктів, які можуть виникати у системі, може бути ситуація необхідності одночасного обслуговування КПМ декількох активностей у різних процесах. Така ситуація має місце, коли в МСП є декілька елементів з різними значеннями перших чисел, але однаковими значеннями . Врахування конфліктних ситуацій проводиться за допомогою списку одночасної активізації процесів (СОАП). В такий список з МСП заносяться номери всіх процесів, які потребують активізації в один і той же самий момент модельного часу . Запис номерів таких процесів у СОАП і вибір їх із цього списку КПМ здійснює відповідно до пріоритетів цих процесів. Обслуговування КПМ чергового елемента зі списку СОАП полягає у передачі управління на виконання відповідного алгоритму цього процесу. Виконання алгоритму продовжується до появи в ньому чергового оператора очікування . За допомогою операторів очікування типу імітується зміна часових координат активностей, що входять до складу -го процесу.

21. Принципи взаємодії масиву станів процесів, таблиці станів процесів та списку одночасної активізації процесів у ході імітації об’єкта, формалізованого за процесним способом.

Підпрограма початку моделювання формує порядок надходження компонент у процес відповідно до обумовлених значень інтенсивностей вхідних потоків та імовірностей вибору для обслуговування компонент різних типів. За згенерованими даними формується МСП. Паралельно параметри процесів заносяться до ТСП. Перевірка КПМ значень часових змінних у кожному елементі МСП дозволяє виявити моменти одночасної активізації деяких процесів у системі. Якщо КПМ фіксує подібні випадки, то виявлені дані заносяться до СОАП. Закінчення формування вказаних масивів створює можливість для запуску КПМ на виконання процедури імітації. Обумовлений період моделювання є параметром, який визначає момент закінчення процедури моделювання. Програма моделювання закінчує роботу за умови досягнення модельним часом значення .

22. Функціональне призначення та використання у ході імітації операторів , які входять до структури процесів об’єкта моделювання.

Інформаційні зв’язки активностей процесів з КПМ створюються за допомогою операторів синхронізації . Кожний оператор сприймає затримку часу, яка генерується при ініціалізації відповідної активності . Значення оператор пересилає до КПМ, яка з таких періодів формує впорядкований часовий ряд за зростанням модельного часу . Цей ряд формується з часових інтервалів усіх процесів, які присутні у системі. Визначення та синхронізація у часі моментів активізації різних процесів у системі, адресація керуючих дій на ті активності, які потребують обслуговування, розв’язування конфліктних ситуацій у обслуговуванні різних компонент моделі покладається на КПМ. Враховуючи вказане структуру кожного процесу , який має місце у ІМ, побудованій за процесним способом можна подати таким чином.

23. Загальна характеристика мети та змісту проведення процедури алгоритмізації компонент імітаційної моделі.

Уточнивши декомпозицію системи відповідно до обраного способу імітації, розробник переходить до уточнення складу операцій, які входять до алгоритмів імітації виконання визначених функціональних дій ФД_ij над компонентами системи. Для цього складаються часові діаграми (ЧД) виконання робіт над цими компонентами. При імітації активностями (або процесами) за допомогою ЧД вивчаються місця взаємодії активностей (чи процесів) один з одним. Для усунення конфліктних ситуацій при обслуговуванні КПМ активностей (чи процесів) дослідник визначає їхні пріоритети.

Далі розробник аналізує та виявляє особливості алгоритмічного опису ФД при обраному способі імітації. Уточнюється склад глобальних характеристик моделі, доступних всім елементам моделі, і локальних змінних, які використовуються в алгоритмі кожного елемента моделі. Під елементами ІМ для кожного способу імітації будемо розуміти відповідно активності, підпрограми обслуговування подій, блоки, що обслуговують транзакти, агрегати, процеси. Уточнюється алгоритмічна частина елементів моделі, особливо в тих випадках, коли для більш точної апроксимації ФД використовується близькі за своїми функціями алгоритми активностей. Для транзактного способу імітації такого уточнення не потрібно, оскільки функціональні можливості блоків обслуговування транзактів, а отже, і їхні алгоритми фіксовані. При агрегатному способі імітації уточнюються склад і призначення координатних змінних і перевіряється правильність опису операторів переходу H агрегатів зі стану в стан і операторів виходу G.

24. Характеристика змісту процедури алгоритмізації компонент моделі, формалізованої за агрегатним способом.

Уточнивши декомпозицію системи відповідно до обраного способу імітації, розробник переходить до уточнення складу операцій, які входять до алгоритмів імітації виконання визначених функціональних дій ФД_ij над компонентами системи. Для цього складаються часові діаграми (ЧД) виконання робіт над цими компонентами. При агрегатному способі імітації також іноді можливе застосування ЧД. З їхньою допомогою досліджуються деякі випадки зміни координат агрегатів і можливі ситуації одночасного надходження на вхід агрегату декількох сигналів. ЧД при агрегатному способі імітації дозволяє установити пріоритети обслуговування сигналів і намітити послідовність дій КПМ при виникненні конфліктних ситуацій у моделі системи.

25. Загальна характеристика мети та змісту проведення процедур визначення керуючих зв'язків між компонентами моделі та уточнення їх взаємодії керуючою програмою моделювання.

Визначення керуючих зв'язків між компонентами моделі.

Наступним кроком перетворення концептуальної моделі і її алгоритму у формальний опис є складання схеми керуючих зв'язків між компонентами моделі. Така схема, як правило, подається орієнтованим графом, у якому вершинами є елементи моделі, а дуги вказують на логіку причинно-наслідкових зв’язків між елементами СС. Обсяг роботи зі складання схеми залежить від прийнятого способу імітації.

Уточнення взаємодії компонент з КПМ.

На цьому етапі відповідно до обраного способу імітації встановлюється певний набір операторів взаємодії компонент моделі з КПМ. Уточнюється структура операторів, за допомогою яких організується: виклик (активізація) певних компонент, повернення з підпрограм обслуговування компонент на КПМ, модифікація часової координати кожної компоненти та модельного часу системи.

26. Загальна характеристика мети та змісту проведення процедури перетворення формальної мови моделювання в опис імітаційної моделі.

Розглянемо деякі особливості перетворення формального опису (алгоритму функціонування моделі, створеного за обраним способом імітації) ІМ у її програмну реалізацію та найбільш типові технологічні операції підготовки такого програмного забезпечення. У даній темі викладаються лише основи створення програми ІМ, специфічні ж особливості цього етапу ІМД є суто індивідуальними і цілком залежать від обраного ОМ.

До складу цього технологічного етапу перетворення формальної мови моделювання в опис імітаційної моделі входять наступні роботи:

- проведення внутрішньої та зовнішньої синхронізації компонент моделі;

- синхронізація моментів передачі інформації між компонентами моделі;

- аналіз виникнення конфліктних ситуацій у взаємодії компонент моделі та нейтралізація таких конфліктів;

- структуризація початкової інформації для імітації;

- організація процедури закінчення імітації;

- організація контролю за ходом імітації;

- організація збору даних імітації.

Обсяг і зміст робіт при виконанні зазначеної послідовності дій залежать від способу імітації і складності об'єкта моделювання. Проте можна говорити про деякі стандартні методики реалізації зазначених дій, до викладу яких ми переходимо.

27. Загальна характеристика внутрішньої синхронізації компонентів моделі.

Перехід від формального опису до програмного опису ІМ системи також здійснюється на основі декомпозиції СС на складові частини. Для кожної компоненти СС окрім опису її алгоритмічних функцій необхідно ввести часову координату її функціонування, а в програму ІМ – оператори перетворення таких часових координат компоненти в загальносистемну часову координату.

У ряді випадків через наявність помилок апроксимації реальних ФД окремими активностями для процесного і подійного способів імітації, а також і при імітації активностями може з'явитися необхідність додаткового поділу компонент (активностей, підпрограм обслуговування подій, процесів) на дрібніші складові, які виконуються з меншим інтервалом t_ij зміни часової координати. Очевидно, що при цьому алгоритми виконання відповідних активностей теж діляться на кілька частин. Подібного роду роботи і складають основний зміст процедури встановлення часових координат функціонування компонент моделі.

Для транзактного й агрегатного способів імітації така процедура є зайвою, оскільки вона виконана вже на етапі формалізації ОМ, і зміна часових координат чи агрегатів блоків моделі уніфіковано. При цьому дуже важливо забезпечити внутрішню і зовнішню синхронізації компонентів моделі в модельному часі.

Внутрішня синхронізація компонентів забезпечується самими компонентами за допомогою так званих семафорів.

Зазначимо, що організація внутрішньої синхронізації компонент моделі за допомогою семафорів, як правило, не використовується при транзактному і агрегатному способах імітації. Для транзактного способу імітації самі черги до блоків є гарним засобом внутрішньої синхронізації і семафори не потрібні. У випадку агрегатного способу імітації внутрішня синхронізація виконана вже на етапі складання формального опису, коли розробник або організує взаємодію координат агрегату, або використовує їх керуючі чи вхідні сигнали для імітації взаємодії агрегатів. При процесному способі імітації для забезпечення внутрішньої синхронізації найчастіше, окрім семафорів, необхідним є ще додаткове введення операторів взаємодії процесів одного з іншим та вибір дисциплін обслуговування черг до процесів для їхнього інформаційного обміну одного з іншим. Зазначимо, що на даному етапі розробки ІМ тактика програмування дуже залежить від обраного раніше способу імітації ОМ.

28. Загальна характеристика мети та змісту проведення процедури зовнішньої синхронізації компонент моделі

Така синхронізація найчастіше реалізується системою моделювання, яку обрав розробник. Для цієї мети використовуються оператори синхронізації компонент як системи дискретних подій. Наприклад, у випадку застосування процесного способу імітації розрізняють два типи операторів синхронізації: негайного безумовного переходу процесу у стан очікування (оператори типу WAIT (t), де t - тривалість затримки процесу у стані очікування) і переходу процесув стан очікування до моменту виконання деякої умови А (оператори типу WAIT WHILE(A)). Склад, синтаксис і семантика операторів синхронізації залежать від обраної мови програмування, яку використовує розробник. Означені оператори у програмі моделювання виконують функцію розподілу розробленого алгоритму функціонування компонент ІМ на деякі змістовні “кванти”. В основу створення таких програмних “квантів” зазвичай покладають визначені характеристики точності майбутніх результатів моделювання. Аналогічні принципи “квантування” явищ або процесів, які відбуваються у СС, розробник реалізує при її імітації активностями або подіями.

Для транзактного способу імітації проводити зовнішню синхронізацію компонентів моделі не потрібно, оскільки вона уже виконана на етапі формалізації, коли здійснювалося стикування джерел і поглиначів транзактів з алгоритмом функціонування об'єкта за схемою моделі об'єкта. Агрегатний спосіб імітації також не вимагає організації зовнішньої синхронізації, оскільки ці роботи виконані на етапі формалізації і, окрім того, усі взаємодії агрегатів здійснюються через КПМ дуже уніфіковано.

29. Загальна характеристика мети та змісту проведення процедури синхронізації моментів передачі інформації між компонентами моделі.

Важливим моментом при побудові ІМ СС є синхронізація появи інформації, доступної для її активних компонентів. Іноді своєчасне оновлення інформації, загальної для компонентів, має вирішальне значення з точки зору якості функціонування програми моделювання. Важливо, щоб результати виконання алгоритму функціонування n- го кванта m- го процесу з'явилися в загальному полі інформації, доступної для компоненти, в певний момент часу t₁. Поява цієї інформації або раніш, або пізніш моменту t₁ може істотно спотворити динаміку імітації взаємодії компонент моделі. Щоб забезпечити таку синхронізацію моментів надходження інформації до компонент моделі (наприклад, програмних модулів процесів) використовують спеціально розроблений інформаційний робочий масив, який доступний тільки для даної програмної компоненти (процесу), і оператор умовного очікування моменту часу t₁ (WAIT WHILE (t₁)). При настанні моменту t₁ відбувається перезапис робочого масиву в загальне поле інформації процесів моделі. Аналогічно може здійснюватися синхронізація моментів передачі інформації до компонент моделі при імітації активностями чи подіями. У більш простих випадках для синхронізації моментів передачі інформації до компонент моделі досить використовувати глобальні змінні моделі. Відзначимо, що агрегатний і транзактний способи імітації не потребують подібної синхронізації взаємодії між компонентами моделі.

Таким чином, після введення до програми операторів внутрішньої і зовнішньої синхронізації алгоритми компонентів моделі виявляються розділеними на “кванти”. Саме в цих місцях у ході імітації і буде здійснюватися взаємодія КПМ з розробленою програмою ОМ.

30. Причини виникнення конфліктних ситуацій Наступним кроком при перетворенні формального опису СС у її програмний опис є виявлення у ньому можливих конфліктних ситуацій, які можуть виникати при взаємодії КПМ з програмними компонентами ОМ. Вище було розглянуто принцип такою взаємодії за рахунок використання операторів-семафорів. Не менш важливим моментом при використанні процесного способу імітації є синхронізація КПМ виконання процесів один з одним за допомогою операторів запуску або зупинки виконання процесів. Майже у всіх ІМ, створених за процесним способом, мають бути присутніми оператори запуску та зупинки процесів. Але використання цих операторів не гарантує виникнення випадків одночасного запуску у програмі деякої кількості процесів. Така ситуація розцінюється як конфліктна, оскільки КПМ за означенням у реальному часі може одночасно працювати тільки з однією компонентою ОМ. Як правило, відображення таких конфліктних ситуацій при цьому має створювати обрана мова програмування, для чого вона найчастіше використовує створені розробником системи пріоритетів компонент ОМ. При цьому розробник кожній компоненті ОМ (активності, події, процесу, транзакту, агрегату) надає певний рівень пріоритетності (важливості). У цьому випадку при використанні транзактного і процесного способів імітації у випадку виникнення черг на обслуговування транзактів чи блоків процесів програмі доводиться змінювати порядок їх знаходження у черзі.

31. Загальна для проведення імітації.

Найчастіше набір дій при введенні початкової інформації для компонент моделі оформляється у виді блоку завдання початкових умов імітації. Алгоритм блоку завдання початкових умов реалізується один раз на початку імітації миттєво в модельному часі. У ході завдання початкових умов обумовлюються режими моделювання, а склад дій залежить від обраного способу імітації ОМ.

Наприклад, при використанні процесного способу імітації для завдання початкових умов імітації використовується спеціальний процес, який називається ініціатором моделі. Ініціатор моделі встановлює кожний з процесів ІМ у початковий стан перед її кожним запуском. У функції ініціатора моделі входить також видача досліднику документальної інформації про початкові умови процесу імітації. У ряді випадків у функції ініціатора входять також завдання та модифікація параметрів моделювання. Звичайно при реалізації ініціатора здійснюється заміна формальних параметрів моделі їх фактичними значеннями для даного ІЕ. Тому розробник програми в алгоритмі ініціатора повинен передбачити можливість заміни значень параметрів.

При імітації активностями у ході завдання початкових умов імітації виділяються так звані “активності-лiдери”, тобто такі активності, у функції яких входить приведення інших активностей у початковий стан. Для запуску “активностей-лiдерів”, як правило, виділяється деяка глобальна змінна моделі, яка розпочинає процес підготовки моделі до імітації, а потім змінюється “активністю-лідером” після закінчення установки інших активностей у їх початкові стани.

32. Характеристика процесу імітації.

Наступним моментом у розробці моделі є завдання умов закінчення процесу імітації для обраного варіанта значень параметрів ОМ. Процедура закінчення імітації реалізується за допомогою спеціального програмного блоку ІМ, який постійно контролює наявність факту виконання умови закінчення імітації, яку висунув розробник на етапі алгоритмізації моделі. Алгоритм функціонування такого блоку має вид певної послідовності дій з контролю за умовою закінчення процесу імітації і переходу на процедуру обробки отриманих результатів моделювання. У деяких випадках у функції цього блоку входить також планування наступного ІЕ. Як правило, контроль за моментом виконання умови закінчення імітації проводиться із заданим кроком модельного часу. При настанні чергового моменту контролю блок активізується і перевіряє виконання умови закінчення імітації. Якщо умова не виконана, то процес імітації продовжується, у протилежному випадку – робота програмних компонент зупиняється і організується перехід на обробку отриманих даних.

33. Характеристика способів організації контролю за ходом процесу імітації

Досить часто досліднику, який працює з ІМ, необхідно контролювати у певні моменти часу стан процесу імітації або отримувати проміжні дані моделювання. Організація такого контролю може дозволити зупинити процес моделювання при виникненні явної помилки роботи програми.

При використанні процесного способу імітації для проведення такого контролю необхідно додатково ввести до програми ІМ спеціальну підпрограму. Алгоритм функціонування такої підпрограми передбачає її активізацію із заданим часовим кроком. У ході активізації формується інформація про стан процесу. Ці дані можуть видаватися або на друк, або на екран дисплея. У тих випадках, коли передбачаються тривалі дослідження з використанням ІМ, у функції блоку контролю можуть входити операції періодичного копіювання у зовнішню пам'ять (на диски або інші носії інформації) ЕОМ стану моделі. Це забезпечує можливість поновлення роботи моделі у випадках запланованої (перерва у проведенні досліджень) або випадкової (збій у роботі програми, відмовлення ЕОМ) зупинки процесу імітації з останнього зафіксованого у пам’яті стану процесу. Для цієї мети використовуються або стандартні засоби програмного забезпечення ЕОМ, або спеціально розроблені підпрограми контролю за ходом імітації. Подібної ж дії повинний передбачити дослідник при імітації активностями чи підпрограмами обслуговування подій.

34. Загальна характеристика процедури організації збору даних імітаційного експерименту.

Завершується перетворення формального опису ОМ в опис ІМ процедурою вибору місць у програмі, де планується отримання локальних або заключних статистичних даних моделювання, з наступною розробкою відповідних підпрограм або використанням стандартних програмних модулів обраних ЗА. Існує багато способів фіксації статистики моделювання. Насамперед, це застосування так званих “спостерігачів” моделі. Трасування алгоритмів компонент моделі за допомогою спостерігачів дозволяє відслідковувати як процес здійснення їхніх функцій у часі, так і їхню взаємодію між собою. Кожен такий оператор-спостерігач змінює значення деякого лічильника моментів своєї активізації і записує їх у зовнішню пам'ять. Ця інформація використовується потім блоком закінчення імітації при обробці отриманої статистики моделювання.

У багатьох стандартних пакетах моделювання у розпорядження розробника надається набір операторів збору статистики. Ці оператори дослідник вміщує в обрані місця в алгоритмах процесів, штучно розриваючи часові інтервали їх функціонування, створені за допомогою операторів синхронізації.

Ще одним питанням у організації збору статистики є визначення її складу. Зазвичай, стандартні програми, на базі яких створюється ІМ, надають досліднику досить обмежений склад статистик моделювання – кількість взаємодій компонент моделі за час моделювання, загальний час і коефіцієнт корисної роботи компонент, число їх відмовлень та час відновлення роботоздатного стану. Якщо у дослідника є необхідність розширити номенклатуру статистик моделювання, то реалізація цих функцій зі збору та обробки даних покладається на спеціальні процеси, події та активності (при використанні відповідних способів імітації), які фіксують необхідні дані. Ці підпрограми можуть активізуватися або за обраним кроком модельного часу, або при виконанні у ході ІЕ сформованих логічних умов. В обох випадках розробнику необхідно передбачити в алгоритмі завершення моделювання набір процедур для обчислення інтегральних статистик моделювання за множиною зібраних первинних даних.

35. Загальна характеристика мети проведення процедури підготовки початкових даних для проведення процедури імітаційного моделювання.

Як уже відзначалося, у складі структури ІМ розрізняють такі складові як елементи, компоненти, змінні, параметри, функціональні залежності, обмеження, цільові функції. Під елементами розуміють складові частини ОМ, які при обумовленому об'єднанні утворюють цей об’єкт. На реальний ОМ у процесі його функціонування впливає деяка множина G* змінних, які можна вимірювати, але їхніми значеннями не можна керувати, а також множина X* параметрів, значення яких дослідник може змінювати як у реальній системі, так і в ході проведення ІЕ. Припустимо, що на виході ОМ існує можливість вимірювання деякої множини Y* характеристик його функціонування (вихідних характеристик). Гіпотетично за цих умов існує деяка невідома досліднику функціональна залежність між вихідними характеристиками, змінними і параметрами системи, яку у неявному виді можна подати як Y* = φ*(Х*, G*). Модель об’єкту, у свою чергу, визначається як сукупність елементів, об'єднаних для виконання заданої функції Тут - відповідно вектори результатів функціонування моделі системи, значень параметрів моделювання та змінних моделі. Склад параметрів моделі та їх значень дослідник для проведення кожного окремого ІЕ може обирати довільно. Змінні моделі повинні приймати тільки ті значення, які характерні для реального ОМ за обраних умов його функціонування. Тому для організації процесу імітації варіації значень складових вектору повинні формуватися на основі реальної інформації про функціонування ОМ. З цією метою, як правило, вимірюються фактичні значення змінних G* (так зване зовнішнє навантаження) і результатів поведінки системи при заданих значеннях параметрів системи Q* (Q* є вибіркою відомих значень вектора X*).

36. Принципи підготовки інф для моделювання у ході дослідження характеристик реального об’єкта.

Якщо моделюванню підлягає система, яка проектується, або реальна система, для якої не можна з якихось причин організувати вимірювання її характеристик, то у таких випадках для набуття початкової інформації проводять вимірювання аналогічних характеристик систем-прототипів. Якщо таких прототипів не існує, то дослідник для досягнення поставленої мети змушений використовувати метод експертних оцінок. Такі методи у своїй основі містять велику частку суб’єктивізму, але ті способи, які використовують для обробки експертної інформації певним чином зводять дані таких експертних опитувань до досить пристойних об’єктивних оцінок.

Найчастіше для обробки експертних оцінок використовується метод Делфі. Це ітераційна процедура, яка дозволяє піддавати думку кожного експерта критиці з боку всіх інших фахівців, які беруть участь у процедурі опитування. Координатор опитування регулює процедуру аналізу думок і зберігає їх анонімність. Отримана групова оцінка значень характеристик усереднюється і доводиться до відома кожного члена групи експертів. У разі зміни точки зору будь-якого з експертів, він може скоректувати свою попередню оцінку, обґрунтувавши свою думку, якщо вона виходить за рамки загальноприйнятої. Членам групи повідомляються результати другого туру опитування і надається письмове пояснення визначених при цьому граничних значень характеристик процесу, який піддається аналізу. Після декількох подібних ітерацій координатор підбиває підсумок і завершує процедуру експертизи оцінок векторів G*, Q*, Y*_Q системи.

При побудові моделі робочого навантаження G за значеннями компонент вектора G*, які були отримані за допомогою їх вимірювання, або встановлених експертним шляхом, часто застосовуються статистичні методи перевірки гіпотез про близькість [80]. Як задані характеристики якості моделі робочого навантаження на систему G використовуються рівень довіри β і вектор точностей моделювання цих змінних.

37. Загальна характеристика мети та змісту проведення процедури верифікації імітаційної моделі.

Мета виконання цього етапу полягає у перевірці відповідності процесу функціонування ІМ тому формальному опису, який був закладений при її розробці. Верифікація ІМ полягає у практичному доведенні тверджень про відповідність алгоритму її функціонування задуму моделювання шляхом формальних та неформальних досліджень реалізованої програми моделі. Дослідник повинен мати гарантію того, що розроблена ІМ у всіх ситуаціях буде правильно імітувати поведінку реальної системи. За допомогою процедури верифікації встановлюється правильність функціонування логічної структури моделі. Як правило, верифікація виконується в ході комплексного налагодження програми ІМ за умови введення до неї реальних даних щодо функціонування ОМ або його прототипу (тобто, при заданих реальних значеннях G* і X*).

38. Характеристика методів та засобів, які використовуються для проведення верифікації імітаційної моделі.

Формальні методи верифікації програми

Моделі містять у собі: використання спеціальних препроцесорів і постпроцесорів у якості “коректорів” програм; заміну деяких стохастичних елементів моделі детермінованими і перевірку на “очікуваність” детермінованих результатів моделювання; використання тестів “безперервності” моделювання. Препроцесори і постпроцесори аналізують текст програми моделі шляхом перевірки та доказу тестових логічних тверджень і видають розробнику повідомлення про можливу наявність логічних помилок у тексті моделі. Якщо при заміні стохастичних елементів моделі детермінованими розробник одержує результати дуже далекі від очікуваних (розрахункових), то це означає, що програмна реалізація моделі помилкова у деяких своїх елементах. У ході тестування на “безперервність” моделювання перевірку проходить відповідність вихідних характеристик системи зімітованим впливам на вході моделі на всьому діапазоні значень параметрів моделі Х.

39. Загальна характеристика мети проведення процедури перевірки адекватності імітаційної моделі.

При моделюванні існуючої СС дослідника, насамперед, цікавить, наскільки якісно розроблена модель імітує процес функціонування цієї системи. Тому для ІМ існуючих СС дослідник обов’язково повинен виконати перевірку їх адекватності. У ході цієї процедури перевіряється ступень розбіжності між результатами функціонування ОМ (значеннями ) і результатами Y, які отримано за допомогою ІМ при тих же самих початкових даних та умовах функціонування Q*,що і для реальної системи. Розбіжність у вказаних результатах аналізується, виявляється величина цієї розбіжності і порівнюється з гранично допустимим значенням, яке визначається необхідним ступенем достовірності результатів моделювання. Таким чином оцінка адекватності ІМ об'єкта дослідження може бути виконана тільки у випадку, коли можна експериментально визначити значення відгуку Y^*_Q реальної системи.

40. Загальна характеристика проведення процедури перевірки адекватності імітаційної моделі за методом оцінки відхилень середніх значень відгуків.

Перевірка за оцінкою відхилення середніх значень відгуків моделі і системи

У цьому випадку перевірці підлягає гіпотеза про близькість обчислених середніх значень відгуку моделі Y та відгуку реальної системи Y^*_Q у припущенні, що ці відгуки є багатокомпонентними n -мірними векторами.

У цьому випадку дослідження адекватності моделі достатньо мати по одній вибірці значень Y_n та для кожної n -ї компоненти таких векторів, які отримано за однакових умов проведення експериментів на моделі та у реальній системі. У загальному випадку кількість дослідів з вимірювання значень Y_n та , які проводилися на моделі і у реальній системі може бути неоднаковою.

41. Характеристика основних розрахункових формул, які використовуються при проведенні процедури перевірки адекватності імітаційної моделі за методом оцінки відхилень середніх значень відгуків.

Припустимо, що вибірка Y_n містить k значень , а вибірка - p значень . За отриманими вибірками обчислюються оцінки математичного очікування і дисперсії відгуків моделі і відповідних оцінок та відгуків системи за допомогою наступних співвідношень:

(7.1)

(7.2)

(7.3)

(7.4)

Основою для перевірки обраної гіпотези є обчислена різниця з оцінкою її дисперсії

(7.5)

Величини і вважаються статистично незалежними, і тому для доведення гіпотези про близькість середніх оцінок векторів вихідних характеристик системи та її моделі можна використовувати розподіл Ст’юдента з його критерієм (t -критерій). Емпіричне (експериментальне) значення t_n критерію Ст’юдента знаходять за формулою

.

42. Правило прийняття рішення про адекватність імітаційної моделі за методом оцінки відхилень середніх значень відгуків.

Якщо за знайденими значеннями та виконується умова ≤ , то гіпотеза про близькість середніх значень n -ої компоненти відгуків моделі і системи приймається. Така ж процедура проводиться для кожної компоненти вектора відгуку. Тільки при доведеній близькості відгуків по всіх компонентам векторів Y та Y^*_Q можна говорити про адекватність ІМ об'єкту за першим способом.

43. Процедура визначення емпіричного значення критерію Ст’юдента у ході доведення адекватності імітаційної моделі за методом оцінки відхилень середніх значень відгуків.

Величини і - дисперія, вважаються статистично незалежними, і тому для доведення гіпотези про близькість середніх оцінок векторів вихідних характеристик системи та її моделі можна використовувати розподіл Ст’юдента з його критерієм (t -критерій). Емпіричне (експериментальне) значення t_n критерію Ст’юдента знаходять за формулою

.

Для знаходження критичного значення t -критерію, з яким буде порівнюватися знайдене емпіричне значення , використовують стандартну таблицю розподілу Ст’юдента. Параметрами для знаходження за такою таблицею є число g ступенів свободи проведеного експерименту та обумовлене значення a рівня значимості доведення гіпотези. Ступень свободи експерименту визначається як g = k + p – 2, рівень довіри a може обиратися довільно. Як правило, рівнем a задаються з ряду його значень 0,01; 0,025; 0,05; 0,075; 0,1. За визначеними даними g і a у таблиці розподілу Ст’юдента знаходять критичне значення .

Якщо за знайденими значеннями та виконується умова ≤ , то гіпотеза про близькість середніх значень n -ої компоненти відгуків моделі і системи приймається.

Дата добавления: 2015-05-26