Файл: Цели и порядок выполнения лабораторных занятий.doc

Цели и порядок выполнения ЛАБОРАТОРНЫХ занятий

Практические занятия имеют целью закрепление теоретических основ дисциплины "Имитационное моделирование экономических процессов" и освоение студентами современной технологии имитационных исследований, приобретение практических знаний по разработке и исследованию имитационных моделей при работе на базе системы моделирования GPSS World.

Лабораторные занятия проводятся по четырем темам:

1. 
   Построение концептуальных моделей сложных систем
   
2. 
   Инструментальные и технологические возможности современных систем моделирования
   
3. 
   Освоение языка имитационного моделирования GPSS
   
4. 
   Планирование и проведение направленных вычислительных экспериментов на имитационной модели.
   

Практические занятия посвящены освоению языка и системы моделирования GPSS World и построены в форме обучающих компьютерных уроков (уроки 1-7). При выполнении компьютерных уроков следует ознакомиться с лекционным материалом, дополнительной литературой [1-6] и приводимыми ниже пояснениями к компьютерным урокам. Используя настоящие методические указания, студент выполняет уроки 1-8, построенные в виде компьютерных сценариев. В компьютерных уроках слева приведено содержание сценария, а справа - последовательность команд системы моделирования, вводимых студентом с клавиатуры компьютера. Пояснения к компьютерным урокам необходимы для ознакомления с основными командами системы моделирования и использования их в процессе создания и верификации имитационной модели, а также при выводе выходной статистики и обработке результатов имитационного эксперимента.

По результатам изучения теоретических и практических курсов студент самостоятельно выполняет разработку и исследование имитационной модели экономической системы. В работе должно быть отражено содержание выполненных исследований на всех технологических этапах имитационного моделирования. Имитационное моделирование включает технологические этапы, представленные ниже:

---

1.Формулирование проблемы: описание исследуемой проблемы и определение целей исследования.

2.Разработка концептуальной модели: логико-математическое описание моделируемой системы в соответствии с формулировкой проблемы.

3.Формализация имитационной модели.

4.Создание имитационной модели средствами системы моделирования.

5.Подготовка исходных данных моделирования.

6.Испытание и исследование имитационной модели ( оценка адекватности, верификации; анализ устойчивости, чувствительности, точности результатов моделирования)

7.Планирование и проведение направленного вычислительного эксперимента на имитационной модели.

8.Анализ и интерпретация результатов моделирования.

9.Выводы и принятие решений.

Тема 1. Разработка концептуальной модели

Студенты самостоятельно выполняют концептуальное описание моделируемой системы в соответствующей проблемной отрасли (например: системы массового обслуживания, производственные системы, склад и т.д.).

На первом этапе составляется содержательное описание объекта моделирования, формулируется проблема и обосновываются цели моделирования.

В результате изучения проблемы обосновывается сущность и место исследуемой проблемы, выявляется полное множество значащих факторов. Важно четко сформулировать и обозначить проблему, стоящую перед исследователем. Далее исследуются объективные условия решения проблемы и обосновываются цели моделирования и задачи исследования. Выполняется системная классификация задач моделирования. Обосновывается выбор метода моделирования. Принимается решение о целесообразности применения метода имитационного моделирования. Приводится описание альтернатив (управленческих решений), которые будут проиграны на модели.

Определяется и изучается объект моделирования, те стороны его функционирования, которые представляют интерес для исследования. Результатом работы на этом этапе является содержательное описание объекта моделирования с указанием целей моделирования и аспектов функционирования объекта моделирования, которые необходимо изучить на имитационной модели.

На этапе составления концептуального описания осуществляется переход от реальной системы к ее логической (алгоритмической) схеме функционирования системы, составляется логико-математическое описание моделируемой системы в соответствии с формулировкой проблемы, описание объекта в терминах математических понятий и алгоритмизация функционирования ее компонент.

---

В ходе составления концептуального описания устанавливается основная структура модели, выделяются подсистемы (существенные элементы) и описывается характер их взаимодействия. Системный аналитик выполняет описание границ моделируемой системы, обсуждается уровень детализации моделируемых процессов. Статическое описание моделируемой системы выполняется в ходе структурного анализа моделируемого объекта (может быть представлено в виде функциональных схем и т.п.) Динамическое описание системы позволяет построить функциональную модель объекта.

Концептуальное описание моделируемой системы включает следующий состав документации:

- подробная постановка задачи (содержательное описание реальной системы и проблемной ситуации, обоснование целесообразности построения модели, формулировка целей моделирования);

- концептуальное описание объекта моделирования (перечисление основных гипотез, выдвинутых при построении модели);

- функциональная схема объекта моделирования;

- список параметров и переменных модели;

-состав выходных статистик моделирования и соотношения для критериев эффективности;

- функциональные зависимости, используемые в концептуальной модели.

Тема 2. Основные команды системы моделирования GPSS World. Построение GPSS модели.

Пояснения к урокам 1-2

GPSS World является объектно-ориентированным языком. В совокупность его основных объектов входят объекты «Модель», используемые для создания объектов «Процесс моделирования». Объекты «Процесс моделирования» в свою очередь используются для осуществления процесса моделирования и создания объектов «Отчет».

С помощью меню главного окна можно создавать и манипулировать объектами GPSS.

В ходе создания исходной модели работа в системе происходит в интерактивном режиме с использованием окна данных MainWindowи окна блоков BlocksWindow.

Система моделирования использует сеансный метод работы с программой. В одном сеансе можно работать с текущей моделью, которая может быть сохранена в файле с помощью команды SAVE.

При создании объекта «Модель» можно использовать редактор

---

(Edit(Правка)) и навигатор по ошибкам (команда Search(Поиск)).

Command/ CreateSimulation (Команда/ Создать процесс моделирования) – происходит трансляция операторов модели в исполняемый объект «Процесс моделирования».

Command/ Retranslate (Команда/ Повторная трансляция) – происходит повторная трансляция.

После успешного создания объекта «Процесс моделирования» можно передавать ему любые операторы модели для изменения структуры или состояния моделирования. Способы интерактивной передачи операторов:

1. 
   С помощью команд меню Commandглавного окна.
   
2. 
   Ввод команд в специальное диалоговое окно (Command/ Custom…(Команда/Ввести…))
   
3. 
   Закрепление за несколькими функциональными клавишами собственных команд (Edit/ Settings (Правка/ Настройки))
   

Сводку всех действий, осуществляемых в системе можно посмотреть в окне «Journal» («Журнал»).

Для наблюдения за процессом моделирования применяются различные динамические окна:

• 
  Окно «Blocks» («Блоки») - оперативный обзор динамики блоков.
  
• 
  Окно «Plot» («График») - оперативный обзор изменения значений системных числовых атрибутов (СЧА) и выражений с помощью графиков.
  
• 
  Окно «Expression» («Выражения») - оперативный обзор значений выражений.
  
• 
  Окно «Facilities» («Устройства») - оперативный обзор динамики изменения состояния устройств.
  
• 
  Окно «Table»(«Таблица») - оперативный обзор динамики изменения таблицы или Q-таблицы в виде гистограммы.
  
• 
  Окно «Queues»(«Очереди») - оперативный обзор динамики изменения очередей.
  
• 
  Окно «Storages»(«Памяти») - оперативный обзор динамики изменения содержимого памятей.
  
• 
  и др.
  

Обычно после завершения процесса моделирования создается объект «Отчет». GPSS World обеспечивает автоматическое составление подробных статистических стандартных отчетов, которые, как правило, содержат достаточные для анализа выходные статистические данные о конечных состояниях всех традиционных объектов GPSS.

В компьютерных уроках 1,2 мы освоим следующие

основные команды системы моделирования

START A, B, C, D

Установление счетчика завершений и запуск процесса моделирования

1. 
   счетчик завершения.
   
2. 
   операнд вывода данных: NP – нет вывода данных, Null - вывод стандартного отчета.
   
3. 
   не используется.
   
4. 
   вывод списков: 1 - включение CEC/FEC в стандартный отчет, Null.
   

---

HALT

Прерывает процесс моделирования и сбрасывает очередь команд. Срочная команда.
CLEAR A

Сбрасывает статистику процесса моделирования и удаляет из модели все транзакты.

A – ON или OFF. Если операнд А опущен, то подразумевается ON.

Если A равен OFF, то ячейки, логические ключи и элементы матриц остаются без изменений

RESET

Сбрасывает статистику процесса моделирования. Отмечает начало периода измерений.

REPORT A, B

Устанавливает имя файла отчета и запрашивает немедленный отчет

A – должен быть Null

B – NOW или Null. Для совместимости. Разницы между ними нет.

SHOW X

Вычисляет выражение X и отображает результат. Срочная команда.
EXIT A

Выход из системы моделирования.

А – код выхода:1- все объекты сохраняются, -1- объекты не сохраняются, -0 или Null – все изменённые файлы вызовут появление окна сообщения, которое спрашивает сохранять или не сохранять файл.

---