Մոդելավորման հիմնական մեթոդները. Մոդելավորման մոդելներ

Ներածություն

Մեկը կարևոր հատկանիշներ ACS - իրական փորձեր իրականացնելու հիմնարար անհնարինությունը մինչև ծրագրի ավարտը: Հնարավոր լուծումը սիմուլյացիոն մոդելների օգտագործումն է: Այնուամենայնիվ, դրանց մշակումն ու օգտագործումը չափազանց բարդ են, դժվարություններ են առաջանում մոդելավորված գործընթացին համապատասխանության աստիճանի բավական ճշգրիտ որոշման հարցում: Հետեւաբար, կարեւոր է որոշել, թե որ մոդելը ստեղծել:

Մեկ այլ կարևոր ասպեկտ- որոշումների կայացման համար ավտոմատացված կառավարման համակարգի շահագործման ընթացքում մոդելավորման մոդելների օգտագործումը. Նման մոդելները ստեղծվում են նախագծման գործընթացում, որպեսզի դրանք շարունակաբար թարմացվեն և կարգավորվեն՝ հարմարեցնելով օգտվողի փոփոխվող փորձին:

Նույն մոդելները կարող են օգտագործվել անձնակազմի վերապատրաստման համար՝ նախքան ավտոմատ կառավարման համակարգը գործարկելը և բիզնես խաղեր անցկացնելը։

Արտադրական գործընթացի մոդելի տեսակը մեծապես կախված է նրանից, թե արդյոք այն դիսկրետ է, թե շարունակական: Դիսկրետ մոդելներում փոփոխականները դիսկրետ կերպով փոխվում են մոդելավորման ժամանակի որոշակի կետերում: Ժամանակը կարող է ընդունվել որպես շարունակական կամ դիսկրետ՝ կախված նրանից, թե փոփոխականների դիսկրետ փոփոխությունները կարող են տեղի ունենալ մոդելավորման ժամանակի ցանկացած պահի, թե միայն որոշակի պահերին: Շարունակական մոդելներում գործընթացի փոփոխականները շարունակական են, և ժամանակը կարող է լինել կամ շարունակական կամ դիսկրետ՝ կախված նրանից, թե շարունակական փոփոխականները հասանելի են մոդելավորման ժամանակի ցանկացած պահին, թե միայն որոշակի պահերին: Երկու դեպքում էլ մոդելը նախատեսում է ժամանակի սահմանման բլոկ, որը մոդելավորում է մոդելի ժամանակի առաջընթացը, որը սովորաբար արագանում է իրականի համեմատ:

Մոդելավորման մոդելի մշակում և սիմուլյացիոն փորձերի անցկացում ընդհանուր դեպքկարող է ներկայացվել մի քանի հիմնական փուլերի տեսքով, որոնք ներկայացված են Նկ. 1.

Մոդելի բաղադրիչը, որը ցուցադրում է մոդելավորված համակարգի որոշակի տարր, նկարագրվում է քանակական կամ տրամաբանական տիպի բնութագրիչների մի շարքով: Կախված գոյության տևողությունից՝ բաղադրիչները պայմանականորեն մշտական ​​են և ժամանակավոր։ Պայմանականորեն մշտական ​​բաղադրիչները գոյություն ունեն մոդելի հետ փորձի ողջ ընթացքում, իսկ ժամանակավորները ստեղծվում և ոչնչացվում են փորձի ընթացքում: Սիմուլյացիոն մոդելի բաղադրիչները բաժանված են դասերի, որոնց շրջանակներում նրանք ունեն բնութագրերի նույն շարքը, բայց տարբերվում են իրենց արժեքներով:

Բաղադրիչի վիճակը որոշվում է մոդելի ժամանակի տվյալ պահին դրա բնութագրերի արժեքներով, իսկ բոլոր բաղադրիչների բնութագրերի արժեքների հավաքածուն որոշում է մոդելի վիճակը որպես ամբողջություն:

Բնութագրերի արժեքների փոփոխությունը, որը մոդելավորված համակարգի տարրերի փոխազդեցության մոդելում ցուցադրման արդյունք է, հանգեցնում է մոդելի վիճակի փոփոխության: Բնութագիրը, որի արժեքը փոխվում է մոդելավորման փորձի ժամանակ, փոփոխական է, հակառակ դեպքում՝ պարամետր։ Դիսկրետ փոփոխականների արժեքները չեն փոխվում երկու հաջորդական հատուկ վիճակների միջև ընկած ժամանակահատվածում և կտրուկ փոխվում են մի վիճակից մյուսը անցնելիս:

Մոդելավորման ալգորիթմը մոդելի բաղադրիչների միջև ֆունկցիոնալ փոխազդեցությունների նկարագրությունն է: Այն կազմելու համար մոդելավորված համակարգի գործունեության գործընթացը բաժանվում է մի շարք հաջորդական իրադարձությունների, որոնցից յուրաքանչյուրն արտացոլում է համակարգի վիճակի փոփոխություն՝ դրա տարրերի փոխազդեցության կամ համակարգերի վրա ազդեցության արդյունքում։ արտաքին միջավայրորպես մուտքային ազդանշաններ: Հատուկ վիճակներ առաջանում են ժամանակի որոշակի կետերում, որոնք նախապես ծրագրված են կամ որոշվում են մոդելի փորձի ընթացքում։ Մոդելում իրադարձությունների սկիզբը պլանավորվում է իրադարձությունների ժամանակացույցով ըստ դրանց առաջացման ժամանակների, կամ կատարվում է վերլուծություն, որը բացահայտում է սահմանված արժեքների ձեռքբերումը փոփոխական բնութագրերով:

Այդ նպատակով առավել հարմար է օգտագործել SIVS-ը: Նրանց վրա ներկայացված նյութական և տեղեկատվական հոսքերը հեշտ է վերլուծել հատուկ պայմանները բացահայտելու համար: Այդպիսի վիճակներ են յուրաքանչյուր աշխատավայրում արտադրանքի վերամշակման ավարտի կամ դրա տեղափոխման պահերը՝ արտացոլված SIWS-ում. մշտական ​​կամ ժամանակավոր պահպանման համար ստանալը և թողարկումը. մասերի հավաքում միավորների, ագրեգատների՝ արտադրանքի և այլնի մեջ: Դիսկրետ արտադրության համար հատուկ վիճակների միջև բնութագրերի փոփոխությունը կարող է նաև դիտվել որպես դիսկրետ՝ նկատի ունենալով անցումը՝ պայմանական ցատկով սկզբնաղբյուր նյութից դեպի մշակման կտոր, մշակման մասից կիսաֆաբրիկատ, կիսաֆաբրիկատից դեպի արտադրանք։ մաս և այլն:

Այսպիսով, յուրաքանչյուր արտադրական գործողություն համարվում է օպերատոր, որը փոխում է արտադրանքի բնութագրերի արժեքը: Համար պարզ մոդելներվիճակների հաջորդականությունը կարելի է ենթադրել որպես դետերմինիստական։ Ավելի լավ է արտացոլել պատահական հաջորդականությունների իրականությունը, որը կարող է ձևակերպվել տվյալ բաշխմամբ ժամանակի պատահական հավելումների կամ համասեռ իրադարձությունների պատահական հոսքի տեսքով, որը նման է զանգվածային ծառայության տեսության պահանջների հոսքին: Նմանապես հնարավոր է վերլուծել և նույնականացնել SIVS-ի օգնությամբ շարժման և տեղեկատվության մշակման ժամանակ հատուկ պայմանները:

Նկ. 2-ը ցույց է տալիս ընդհանրացված մոդելավորման մոդելի կառուցվածքը:

Դt սկզբունքով շարունակական արտադրական գործընթացները մոդելավորելիս ժամանակի միջակայքի սենսորը ժամացույցի իմպուլսներ է տրամադրում մոդելավորման ալգորիթմի գործարկման համար: Պատահական և հսկիչ գործողությունների բլոկները, ինչպես նաև նախնական պայմանները օգտագործվում են հաջորդ մոդելային փորձի պայմանները ձեռքով մուտքագրելու համար:

Յուրաքանչյուր մոդելավորված օբյեկտի մոդելավորման ֆունկցիոնալ ծրագրերի համալիրը որոշում է օբյեկտի վիճակների հավանականությունների պայմանական բաշխումը DL-ի յուրաքանչյուր պահի վերջում: Երբ պատահականորեն ընտրվում է հնարավոր վիճակներից մեկը, այն իրականացվում է ֆունկցիոնալ ենթածրագրով. երբ փորձարարն ընտրում է՝ ծրագրով, որը ներկառուցված է կառավարման գործողությունների բլոկում, կամ, ցանկության դեպքում, կատարել այս ընտրությունը ձեռքով յուրաքանչյուր ցիկլում՝ մուտքագրելով նոր սկզբնական պայմաններ՝ հիմնված ցուցիչի միջոցով որոշված ​​ընթացիկ վիճակի վրա:

Ֆունկցիոնալ ծրագիրը որոշում է տեխնոլոգիական միավորի պարամետրերը յուրաքանչյուր ցիկլում, կախված նշված սկզբնական պայմաններից՝ հումքի բնութագրերից, նշված ռեժիմից, հատկություններից և միավորի շահագործման պայմաններից: Տեխնոլոգիական մասի մոդելից կարելի է ծրագրային կերպով ավելացնել քաշի և ծավալի հավասարակշռության հարաբերությունները։

Բոլոր բլոկների և ծրագրերի համակարգումն ու փոխազդեցությունն իրականացվում է դիսպետչերական ծրագրի կողմից:

Դիսկրետ գործընթացների մոդելավորման ժամանակ, որոնցում սովորաբար օգտագործվում է հատուկ վիճակների սկզբունքը, մոդելավորման մոդելի կառուցվածքը աննշանորեն փոխվում է։ Ժամանակային ընդմիջումների սենսորի փոխարեն ներդրվում է բլոկ, որը որոշում է հատուկ վիճակի առկայությունը և հրաման է տալիս հաջորդին գնալու համար։ Ֆունկցիոնալ ծրագիրը մոդելավորում է մեկ գործողություն յուրաքանչյուր աշխատակայանում յուրաքանչյուր անցումում: Նման գործողությունների բնութագրերը կարող են որոշիչ լինել ժամանակի մեջ, օրինակ, երբ գործում է հաստոցը, կամ պատահական տվյալ բաշխումներով: Բացի ժամանակից, կարելի է ընդօրինակել այլ բնութագրեր՝ ամուսնության առկայությունը կամ բացակայությունը, որոշակի բազմազանության կամ դասի հանձնարարություն և այլն։ Մոնտաժման գործողությունները նմանակվում են նույն ձևով, այն տարբերությամբ, որ յուրաքանչյուր գործողության ժամանակ փոխվում են ոչ թե մշակվող նյութի բնութագրերը, այլ որոշ անունների փոխարեն՝ մասեր, հանգույցներ, հայտնվում են մյուսները՝ հանգույցներ, ապրանքներ՝ նոր բնութագրերով: Այնուամենայնիվ, սկզբունքորեն, հավաքման գործողությունները նմանակվում են վերամշակման գործողությունների նման. որոշվում են գործողության համար պատահական կամ որոշիչ ժամանակի ծախսերը, ֆիզիկական և արտադրական բնութագրերի արժեքները:

Համալիրը մոդելավորելու համար արտադրական համակարգերպահանջվում է ստեղծել ուսումնասիրվող համակարգի տրամաբանական-մաթեմատիկական մոդել, որը թույլ է տալիս համակարգչային փորձարկումներ կատարել դրա հետ։ Մոդելն իրականացվում է որպես ծրագրերի համալիր՝ գրված բարձր մակարդակի ունիվերսալ ծրագրավորման լեզուներից մեկով կամ հատուկ մոդելավորման լեզվով։ Զարգացման հետ սիմուլյացիաՀայտնվեցին համակարգեր և լեզուներ, որոնք համատեղում են ինչպես շարունակական, այնպես էլ դիսկրետ համակարգերի մոդելավորման հնարավորությունները, ինչը հնարավորություն է տալիս մոդելավորել այնպիսի բարդ համակարգեր, ինչպիսիք են ձեռնարկությունները և արդյունաբերական միավորումները:

Մոդել կառուցելիս առաջին հերթին պետք է որոշել դրա նպատակը։ Մոդելը պետք է արտացոլի մոդելավորված օբյեկտի բոլոր գործառույթները, որոնք էական են դրա կառուցման նպատակի տեսանկյունից, և միևնույն ժամանակ դրա մեջ ավելորդ բան չպետք է լինի, հակառակ դեպքում այն ​​կլինի չափազանց ծանր և ոչ շատ արդյունավետ:

Ձեռնարկությունների և ասոցիացիաների մոդելների հիմնական նպատակն է ուսումնասիրել դրանք՝ նպատակ ունենալով բարելավել կառավարման համակարգը կամ վերապատրաստումը և խորացված ուսուցումը: կառավարման անձնակազմ... Այս դեպքում մոդելավորվում է ոչ թե բուն արտադրությունը, այլ արտադրության գործընթացի ցուցադրումը կառավարման համակարգում։

Մոդելի կառուցման համար օգտագործվում է ընդլայնված SIWS: Մեկ թելային մեթոդը նույնականացնում է այն գործառույթներն ու առաջադրանքները, որոնց արդյունքում մոդելի նպատակին համապատասխան կարելի է ստանալ ցանկալի արդյունք։ Տրամաբանական-ֆունկցիոնալ վերլուծության հիման վրա կառուցվում է մոդելի կառուցվածքային դիագրամ։ Շինություն կառուցվածքային դիագրամթույլ է տալիս ընտրել ձևաթղթում ներառված մի շարք անկախ մոդելներ բաղադրիչ մասերձեռնարկության մոդելի մեջ: Նկ. 3-ը ցույց է տալիս ձեռնարկության ֆինանսական և տնտեսական ցուցանիշների մոդելավորման կառուցվածքային դիագրամի կառուցման օրինակ: Մոդելը հաշվի է առնում ինչպես արտաքին գործոնները՝ ապրանքների պահանջարկը, մատակարարման պլանը և ներքին՝ արտադրության ծախսերը, առկա և պլանավորված արտադրական հնարավորությունները:

Որոշ մոդելներ դետերմինիստական ​​են՝ ապրանքների և քանակների համար նախատեսված ընդհանուր եկամտի հաշվարկը արտադրության պլանին համապատասխան՝ հայտնի գներով և փաթեթավորման արժեքով: Արտադրության պլանի մոդելը օպտիմալացման մոդել է, որը հարմարեցված է դրանցից մեկին հնարավոր չափանիշներ- առավելագույնի հասցնել եկամուտը կամ օգտագործումը արտադրական օբյեկտներ; պահանջարկի առավել ամբողջական բավարարում; մատակարարվող նյութերի և բաղադրիչների կորուստների նվազագույնի հասցնել և այլն: Իր հերթին, արտադրանքի պահանջարկի մոդելները, պլանավորված արտադրական հզորությունները և մատակարարման պլանները հավանական են բաշխման տարբեր օրենքներով:

Մոդելների փոխհարաբերությունները, դրանց աշխատանքի համակարգումը և օգտատերերի հետ շփումն իրականացվում է հատուկ ծրագրի միջոցով, որը Նկ. 3-ը չի ցուցադրվում: Արդյունավետ աշխատանքՄոդելի հետ օգտվողները հասանելի են երկխոսության ռեժիմով:

Մոդելի կառուցվածքային դիագրամի կառուցումը պաշտոնականացված չէ և մեծապես կախված է դրա մշակողի փորձից և ինտուիցիայից: Այստեղ կարևոր է դիտարկել ընդհանուր կանոն- ավելի լավ է դրա մեջ ներառել սխեմայի կազմման առաջին փուլերում ավելինտարրերն իրենց հետագա աստիճանական կրճատմամբ, քան սկսել որոշ թվացյալ հիմնական բլոկներից՝ նպատակ ունենալով հետագայում լրացնել և մանրամասնել դրանք:

Սխեման կառուցելուց, հաճախորդի հետ քննարկելուց և կարգավորելուց հետո նրանք անցնում են անհատական ​​մոդելների կառուցմանը։ Դրա համար պահանջվող տեղեկատվությունը պարունակվում է համակարգի տեխնիկական բնութագրերում՝ առաջադրանքների ցանկը և բնութագրերը, դրանց լուծման համար անհրաժեշտ նախնական տվյալները և ելքային արդյունքները և այլն: Եթե համակարգի բնութագրերը կազմված չեն, ապա այս տեղեկատվությունը վերցված է հետազոտության նյութերից: , իսկ երբեմն օգտագործվում են լրացուցիչ հարցումներ։

Ամենակարևոր պայմանները արդյունավետ օգտագործումըմոդելները ստուգում են դրանց համապատասխանությունը և նախնական տվյալների հուսալիությունը: Եթե ​​կատարվում է համապատասխանության ստուգում հայտնի մեթոդներ, ապա հուսալիությունն ունի որոշ առանձնահատկություններ. Դրանք բաղկացած են նրանից, որ շատ դեպքերում ավելի լավ է մոդելն ուսումնասիրել և դրա հետ աշխատել ոչ թե իրական տվյալներով, այլ դրանց հատուկ պատրաստված հավաքածուով։ Տվյալների շտեմարան պատրաստելիս նրանք առաջնորդվում են մոդելի օգտագործման նպատակով՝ ընդգծելով այն իրավիճակը, որը ցանկանում են մոդելավորել և ուսումնասիրել:

Մոդելավորման տեխնոլոգիաները հիմնված են իրական համակարգերի տարբեր օրինակների կառուցման վրա, որոնք համապատասխանում են որոշակի իրավիճակի մասնագիտական ​​համատեքստին: Սիմուլյացիոն մոդելները կազմվում են պահանջներին համապատասխանելու համար այս պահի, աշխատանքում, որի հետ վարժեցված առարկան խորասուզված է։ Մեթոդներում առկա իմիտացիոն և իմիտացիոն-խաղային մոդելավորումն ուղեկցվում է իրականում տեղի ունեցող բավական համարժեք գործընթացների վերարտադրմամբ։ Այսպիսով, վերապատրաստումը հնարավորություն է տալիս ձևավորել իրական մասնագիտական ​​փորձ՝ չնայած քվազիին մասնագիտական ​​գործունեություն.

Դերեր

Ուսուցման գործընթացում ենթադրվում է խաղային ընթացակարգեր, որոնք առաջարկում են կառուցված մոդելավորման մոդելներ, ինչը նշանակում է, որ ապահովվում է նաև դերերի բաշխում. ուսանողները շփվում են միմյանց և ուսուցչի հետ՝ ընդօրինակելով մասնագիտական ​​գործունեությունը: Ուստի մոդելավորման տեխնոլոգիաները բաժանվում են երկու մասի՝ խաղային և ոչ խաղային, իսկ առաջարկվող իրավիճակի վերլուծությունը օգնում է որոշել վերլուծության տեսակը։ Դա անելու համար դուք պետք է հստակեցնեք համակարգը արտաքին պայմաններ, որոնք հուշում են սկսել ակտիվ գործողություններ: Այսինքն՝ իրավիճակը բնութագրող բոլոր խնդիրները, երևույթները, փոխկապակցված փաստերը, մոդելավորման մոդելները պետք է տեղավորվեն։

Կազմակերպության գործունեության որոշակի իրադարձություն կամ որոշակի ժամանակահատված պահանջում է համապատասխան հրամանների, որոշումների և գործողությունների ղեկավար: Հատուկ իրավիճակների ուսումնասիրության վերլուծության մեթոդաբանությունը իրական իրավիճակի մանրամասն և խորը ուսումնասիրությունն է կամ արհեստականորեն ստեղծված, բնորոշ հատկությունների բացահայտում: Սա նպաստում է վերապատրաստվողների զարգացմանը խնդրի լուծման համակարգված մոտեցման որոնման, սխալ որոշումների տարբերակների բացահայտման, չափանիշների վերլուծության մեջ: օպտիմալ լուծումներ... Այսպես են հաստատվում մասնագիտական ​​գործնական կապեր, որոշումները կոլեկտիվ են կայացվում, կոնֆլիկտները վերացվում են։

Իրավիճակներ

Իրավիճակները տարբերվում են չորս տեսակի. նախ դիտարկվում է խնդրի իրավիճակը, որտեղ վերապատրաստվողները պետք է գտնեն առաջացման պատճառները, առաջադրեն և լուծեն խնդիրը, այնուհետև իրավիճակը ենթակա է գնահատման. ընդունված որոշումները... Դրանից հետո կառուցվում է մի իրավիճակ, որը օրինակներով ցույց է տալիս այս դասընթացի բոլոր թեմաները, ընդ որում, հիմք են ընդունվում հենց նոր լուծված խնդիրները, և թեման ավարտվում է վարժությունների իրավիճակով, որտեղ սիմուլյացիոն մոդելները հեշտ խնդիրներ են լուծում. անալոգիայի մեթոդը, սրանք այսպես կոչված կրթական իրավիճակներ են:

Իրավիճակների հատուկ տեսակները տարբեր են. դրանք և՛ դասական են, և՛ կենդանի, միջադեպի իրավիճակ, բիզնես նամակագրության վերլուծության իրավիճակ, ինչպես նաև գործողություններ՝ ըստ հրահանգների: Ընտրությունը որոշվում է բազմաթիվ գործոններով՝ ուսումնասիրության նպատակները, ուսուցման մակարդակը, հասանելիությունը տեխնիկական միջոցներև պատկերազարդ նյութ - ամեն ինչ կախված է ուսուցչի անհատական ​​ոճից, որի ստեղծագործական գործունեությունը չի սահմանափակվում խիստ կարգավորմամբ կամ սորտերի ընտրության կամ վերլուծության մեթոդների մեջ: Ահա սիմուլյացիոն մոդելների մշակման առաջին քայլերը:

Գործնական առաջադրանքներ

Գործնականում համատեքստային մոտեցման գաղափարները լավագույնս մարմնավորված են, քանի որ դրանք բաղկացած են կոնկրետից և իրականից կյանքի իրավիճակներդեպք, պատմություն, որը պարունակում է մոդելավորման մոդել, իրադարձությունների նկարագրության օրինակ, որոնք տեղի են ունեցել կամ միանգամայն հնարավոր, ավարտվել են արտադրության խնդիրների լուծումների սխալներով: Խնդիրը այս դասընթացի գաղափարներն ու հասկացությունները կիրառելիս այդ սխալները բացահայտելն ու վերլուծելն է:

Նման պլան մասնագիտական ​​կրթությունմիանգամայն իրատեսական և արդյունավետ՝ համեմատած զուտ տեսականորեն դիտարկվող առանձին հարցերի առաջադրման հետ։ Իրավիճակային ուսուցման կողմնորոշումն այնպիսին է, որ հմտություններն ու գիտելիքները դասավանդվում են ոչ թե որպես առարկա, այլ որպես մասնագետի գործունեության մեջ ծագող բոլոր տեսակի խնդիրների լուծման միջոց։ Ուսումնական իրավիճակները կառուցված են իրական պրոֆեսիոնալ արտադրական բեկորների վրա՝ հաշվի առնելով բոլորը միջանձնային հարաբերություններ, ինչը չափազանց կարևոր է ձեռնարկության հաջող գործունեության համար։ Վերապատրաստվողները ստանում են իրենց հետագա մասնագիտական ​​գործունեության ուրվագիծն ու համատեքստը:

Իրավիճակների ընտրություն

Սա դասավանդման ամենադժվար խնդիրներից է։ Օրինակ ուսումնասիրության իրավիճակը սովորաբար համապատասխանում է հետևյալ պահանջներին.

1. Սցենարը հիմնված է իրականության վրա կամ վերցված է կյանքից։ Սա չի նշանակում, որ անհրաժեշտ է ներկայացնել արտադրության մի հատված՝ բազմաթիվ մանրամասներով և տեխնոլոգիական նրբություններով, որոնք կշեղեն ուսանողին հիմնական խնդիրը լուծելուց։ Արդյունաբերական ժարգոնն այս դեպքում նույնպես տեղին չէ։
2. Կրթական իրավիճակը չպետք է պարունակի ավելի քան հինգից յոթ կետեր, որոնք մեկնաբանվում են ուսանողների կողմից՝ օգտագործելով ուսումնասիրված հայեցակարգին համապատասխան տերմիններ: Մոդելավորման մոդելը, որի օրինակը դժվար է լուծել, դժվար թե արագ սովորեցնի ուսանողներին:
3. Բայց կրթական իրավիճակը նույնպես պետք է զերծ լինի պարզունակությունից. բացի ուսումնասիրվող խնդրի հինգ-յոթ կետերից, տեքստում պետք է լինի երկու-երեք հղում։ Սովորաբար խնդիրները կյանքում չեն դրվում առանձին դարակների վրա՝ հետևողական լուծման համար: Աշխատանքային խնդիրները սովորաբար կապված են սոցիալական կամ հոգեբանական խնդիրների հետ: Դասավանդման ընթացքում հատկապես կարևոր է կիրառել դասընթացի գաղափարները:

Ուսումնասիրության իրավիճակի տեքստը

Օրինակ՝ վաճառքի մենեջեր Lotus Flower ընկերությունում, որը մասնագիտացած է հիգիենայի ապրանքների, կոսմետիկայի և օծանելիքի ոլորտում: Նա այս վայր է եկել վեց ամիս առաջ առաջխաղացման կապակցությամբ։ Տասը օրից կկայանա զրույց գլխավոր տնօրենի հետ աշխատանքի արդյունքների վերաբերյալ։

Մինչ այդ, Իրինան երկու տարի գերազանցում էր առանձին բաժինֆիրման, օրինակ, հիգիենայի պարագաներ էր վաճառում, և դա նրան անչափ դուր եկավ: Նա հարգված էր, սիրված վաճառողների կողմից և ձեռք բերեց շատ հավատարիմ հաճախորդներ:

Իրավիճակի զարգացում

Նա, բնականաբար, հիացած էր առաջխաղացումով և սկսեց եռանդով աշխատել իր նոր պաշտոնում: Սակայն ինչ-ինչ պատճառներով ամեն ինչ այնքան էլ լավ չդասավորվեց։ Նա ժամանակ չուներ գրասենյակում աշխատելու, քանի որ գրեթե ամբողջ ժամանակ դահլիճում էր և հետևում էր վաճառողների գործողություններին։ Ես նույնիսկ ստիպված էի աշխատանք տանել տուն: Եվ միևնույն է, նա ոչինչ անելու ժամանակ չուներ. իշխանությունների խնդրանքը` գաղափարներ պատրաստելու ցուցահանդես-վաճառքի համար, կատարվեց վերջին օրը, քանի որ նախապես ոչ մի հետաքրքիր բան չէր հորինվել, կրեատիվությունն այնքան էլ պարզ բան չէ։ Հիվանդ մեքենագրուհին չէր կարողանում վերատպել Իրինայի գաղափարներով թղթեր։ Արդյունքում Իրինան չի կատարել առաջադրանքը վերադասի կողմից սահմանված ժամկետում։ Հենց այս պահին նրան ամենից շատ կօգնեին ուսուցման սիմուլյացիոն մոդելները:

Դրանից հետո ամեն ինչ սխալ ստացվեց։ Ժամանակ անցկացնելով սովորական հաճախորդի հետ զրուցելով՝ Իրինան չմտածեց ելույթի մասին, երբ նրա գործընկերը հանդիսավոր կերպով ստացավ վկայականը, նա նույնիսկ ուշացավ արարողությունից։ Այնուհետև մի քանի անգամ նրա ենթակաները լքել են աշխատավայրը՝ առանց նրան զգուշացնելու։ Անձնակազմի բաժինը բազմիցս հիշեցրեց նրան բժշկական կոսմետիկայի օգտագործման վերապատրաստման ծրագիր կազմելու անհրաժեշտության մասին, բայց Իրինան չկարողացավ կապ հաստատել բժշկական ինստիտուտի ուսուցչի հետ: Նույնիսկ կրտսեր վաճառողները միշտ ուշանում էին ավագ վաճառողներին ներկայացնելուց: Եվ դեռ Իրինան չի պատրաստել տեսականու կանխատեսմամբ եռամսյակային հաշվետվությունը։ Եվ նա նույնիսկ չպատասխանեց հաճախորդների մի քանի նամակներին, որոնք ցանկանում էին ապրանքը փոստով ստանալ: Եվ ինչպես տորթի կարագը՝ վերջերս վեճը իր նախկինում շատ հարգված վաճառողներից մեկի հետ գների պիտակների պատճառով: Պարզվում է՝ լավ մենեջեր լինելը հեշտ չէ։

Իրավիճակի վերլուծություն

Մոդելավորման մոդելը, առաջին հերթին, իրավիճակի ընթերցումն է: Ահա ենթակետերով վեց կետերի հետևյալ պատկերը.

1. Նոր աշխատավայրում որոշակի փոփոխություններ են եղել. Որո՞նք են նրանց կաշկանդող և դրդող ուժերը։
2. Փոփոխությունից առաջ՝ ինքնագնահատականի առկայություն և վաճառքի մեխանիզմի իմացություն։
3. Հաջողության հասնելու ցանկության մոտիվացիան, բայց նաև վաճառելու կարողությունը պահպանելու համար դերային հակամարտություն է:
4. Կառավարման ոճը լիազորությունների մի մասը ենթականերին փոխանցելու լիակատար անկարողությունն է: Հնարավոր չէ խուսափել ենթակաների հետ բախումներից։
5. Նոր դերում. չի որոշել պաշտոնի առանձնահատկությունները, ծանրաբեռնվածության չափը, չի որոշել պարզ խնդիրվերահրատարակություններով, խնայում է պլանավորումը և վերահսկումը, թույլ է տալիս ենթականերին չներկայանալ աշխատանքի, խաթարում է անձնակազմի վերապատրաստման պլանը, չգիտի, թե ինչպես կազմակերպել իր ժամանակը և առաջնահերթություն տալ, կորցնում է ստեղծագործականությունը. նոր գաղափարներ չկան:
6. Վստահված անձնակազմի կառավարման ոճը. թույլ է տալիս ուղղահայաց հակամարտություն, միջամտում է ենթակաների գործերին, ինքնավստահ չէ, ղեկավարում է առանց ղեկավարության օգնության:

Խնդիրների բացահայտում

Մոդելավորման մոդելների կառուցվածքը ներառում է երկրորդ քայլը՝ ի հայտ եկած խնդիրները պարզելու դրանց հետևողական լուծման համար: Այստեղ դուք պետք է հետևեք նույն կետերին, հաշվի առնելով կատարված վերլուծությունը, բայց իրավիճակը դիտարկելով այլ նպատակով:

1. Փոփոխություններ. կա՞ն փոփոխությունները կառավարելու ուղիներ և ինչ, ինչպես նվազեցնել տեղի ունեցած փոփոխություններին դիմադրությունը:
2. Առաջնորդության ոճեր. ինչու է Իրինայի ընտրած ոճը անհաջող, և որի օգտին ավելի լավ է հրաժարվել դրանից:
3. Մոտիվացիա. ինչ է ասում կառավարման տեսությունը Իրինայի և վաճառողների համար խթանների մասին:
4. Աշխատանքային նպատակների առանձնահատկությունը. Իրինան գիտի՞ նոր աշխատանքի բոլոր մանրամասները, որոնք էին նպատակները և ինչպես պետք է դրանք իրականացվեին:
5. Պլանավորում և վերահսկում. Արդյո՞ք Իրինան պլանավորում էր իր գործողությունները որպես մենեջեր, արդյոք դրանք վերահսկվում էին:
6. Կոնֆլիկտ. որն է տեղի ունեցած կոնֆլիկտի պատճառն ու խնդիրը և ինչպես է հնարավոր եղել հաղթահարել այն:

Թեմատիկ հղումներ

Իմիտացիոն մոդելների օգտագործումը օգնում է ստեղծել իրավիճակ՝ սկզբից (մոտիվներ), բացահայտելով դրա սկզբի դրդապատճառները, մինչև նոր որակի անցում: Թե դա ինչ կլինի, կախված է նրանից, թե ինչպես է արվում վերլուծությունը և ինչ եզրակացություններ են արվում։ Ոչ մի իրավիճակ ամբողջական չէ առանց թեմաների միացման: Ամենից հաճախ սիմուլյացիոն մոդելները չեն վերարտադրում իրականությունը բոլոր առումներով, բայց մի քանի նման փաթեթներ պետք է լինեն խաղում: Ահա դրանք հետևյալն են.

1. Իրինան մենեջերի և վաճառողի աշխատանքում տարբերություն չի տեսել։
2. Իրինան վատ էր պատրաստված իր նոր պաշտոնին։
3. Իրինան կառավարման մասին հիմնարար գիտելիքներ չունի։

Կապող շարժառիթների զարգացում

Ի՞նչ է հնարավոր և ի՞նչ պետք է արվի կապող թեմաների վերաբերյալ:

1. Նախևառաջ անհրաժեշտ է տեղեկատվության փոխանցում։ Իրինայի ղեկավարները պարտավոր են նրան աշխատանքի հետ կապված կոնկրետ պահանջներ ներկայացնել նշանակումից անմիջապես հետո։ Իրինան պետք է իր ենթականերին տեղեկացնի աշխատավայրում իր կառավարման ոճի մասին։
2. Երկրորդ, Իրինան պետք է վերապատրաստվի կառավարման հիմունքներին, նրա ենթականերին՝ վաճառքի մեթոդներին, և, իհարկե, Իրինան և նրա ենթակաները պետք է վերապատրաստվեն միջանձնային փոխգործակցության վերաբերյալ:
3. Երրորդ, անհրաժեշտ է հստակորեն պլանավորել Իրինայի ֆունկցիոնալ պարտականությունները որպես մենեջեր և ամբողջ բաժնի գործունեությունը որպես ամբողջություն:
4. Չորրորդ, պետք է լինի անձնակազմի պատշաճ կառավարում. Իրինային անհրաժեշտ է օգնություն նպատակների և առաջնահերթությունների սահմանման հարցում, թե՛ ակնթարթորեն, թե՛ երկարաժամկետ, այսինքն՝ իմաստ ունի, որ կադրերի բաժինը պլանավորի այն աշխատակիցների մասնագիտական ​​զարգացումը, որով հետաքրքրված է ընկերությունը:

Այս ամբողջ թեման ուղղակիորեն կապված է միայն տեղեկատվության փոխանցման հետ։

Երբ խաղը հասնում է արդյունքների և եզրակացությունների ամփոփման փուլին, պարզ է դառնում, թե որոնք են մոդելավորման մոդելները և որքանով են դրանք օգտակար։ Գործնականում բոլորը շատ ճշգրիտ և կոնկրետ եզրակացություններ են արել, քանի որ իրավիճակը վերլուծվել է ամենափոքր մանրամասնությամբ։

• Նախ, ղեկավարը պետք է համաձայնեցնի իր վերադասի հետ աշխատանքի առանձնահատկությունները և արդյունքները փոխանցի իր ենթականերին:
• Երկրորդ, բոլոր առաջնահերթությունները և նպատակները պետք է պարզ լինեն մենեջերին, ինչպես նաև բացատրվեն մնացած անձնակազմին:

Իրինան պետք է տիրապետի կառավարման տեխնիկայի կառավարմանը սեփական ժամանակը, վերահսկողության և պլանավորման, մարդկանց կառավարման և ցանկացած կոնֆլիկտի, թիմի միջև նոր տեղեկատվության շրջանառության և դրա զարգացման մեջ:

Իրինան պետք է անձնակազմի բաժնում մանրամասն տեղեկանա վերապատրաստման ընթացակարգերի, ինչպես նաև աշխատակիցների խորացված վերապատրաստման մասին, որպեսզի հնարավորինս ճիշտ կիրառի դրանք: Նա պետք է ինքնուրույն բարձրացնի իր մասնագիտական ​​մակարդակը, իսկ ապագայում անցնի ուսումը։ Դուք կարող եք վախեցնել անպատրաստ մարդուն այս առաջարկություններով, այնպես որ դուք պետք է անմիջապես բաժանեք դրանք երեք մասի. անհապաղ իրականացում, միջին հրատապության առաջարկություններ, և վերջին կետը ակնհայտորեն երկարաժամկետ է: Իրինայի և նրա վերադասների համար իմաստ ունի քննարկել անհաջողությունների պատճառները և ամեն ինչ անել, որպեսզի նրանք չկրկնվեն։

Այս կերպ վերլուծելով արհեստականորեն կառուցված իրավիճակը՝ յուրաքանչյուր ուսանող կհասկանա, թե որոնք են իմիտացիոն մոդելները։

Տնտեսական զարգացման մոդելներ

Սոցիալ-տնտեսական զարգացումն ունի իմիտացիոն տարբեր մոդելներ։ Սա առանձին անվանում էր պահանջում՝ կոնկրետ այս կամ այն ​​իրավիճակային արհեստական ​​շինարարության կիրառման շրջանակն իմանալու համար։ Դինամիկ մոդելավորման մոդելները նախագծված են հատուկ կատարողականությունը կանխատեսելու համար տնտեսական համակարգեր... Վերնագիրն ընդգծում է, որ դինամիկան ամենաշատն է հիմնական բնութագիրընման կոնստրուկցիաներ, և դրանք հիմնված են համակարգի դինամիկայի սկզբունքների վրա։

Կառուցման փուլերն ունեն գործողությունների հետևյալ հաջորդականությունը՝ նախ կառուցվում է ճանաչողական կառուցվածքի սխեման, այնուհետև ընտրվում են վիճակագրական տվյալներ և ճշգրտվում է սխեման։ Հաջորդ քայլը- ձևավորվում են այնտեղ, որտեղ նկարագրվում են ճանաչողական կապերը, այնուհետև IDM-ն հավաքվում է որպես ամբողջություն: Կատարվում է մոդելի վրիպազերծում և ստուգում, և, վերջապես, կատարվում են բազմաչափ հաշվարկներ, այդ թվում՝ կանխատեսող։

Սցենարավորման մեթոդ

Ծրագրի զարգացման ճանապարհին վտանգները և դրանց հաղթահարման ուղիները հաշվարկելու համար անհրաժեշտ է սցենարի վերլուծություն, որը նշանակում է կոնկրետ նախագծի մոդելավորման մոդել: Ներդրումային ռիսկը կարող է արտահայտվել շեղումով դրամական հոսքնախատեսված այս նախագծի համար, հակառակ ակնկալիքների, և որքան մեծ է շեղումը, այնքան ռիսկն է մեծանում: Յուրաքանչյուր նախագիծ ցույց է տալիս ծրագրի արդյունքների հնարավոր շրջանակը, հետևաբար, դրանց հավանականական գնահատական ​​տալով, հնարավոր է գնահատել փողի հոսքերը՝ հաշվի առնելով այս բոլոր հոսքերի հավանական սերունդների փորձագիտական ​​գնահատականները կամ բոլոր բաղադրիչների շեղումների մեծությունը։ հոսքի ակնկալիքների արժեքներից:

Լավն այն է, որ նման փորձագիտական ​​գնահատականների հիման վրա կարելի է կառուցել զարգացման առնվազն երեք հնարավոր իրավիճակ՝ հոռետեսական, ամենաիրական (հավանական) և լավատեսական։ Սիմուլյացիոն մոդելները միակ տարբերությունն են իրականությունից. ոչ թե համակարգը ինքն է արտադրում գործողությունը, այլ դրա մոդելը: Համակարգերի սիմուլյացիոն մոդելներն օգնում են այն դեպքերում, երբ իրական փորձեր կատարելը առնվազն անհիմն է, իսկ առավելագույնը` ծախսատար և վտանգավոր: Սիմուլյացիան համակարգերն ուսումնասիրելու միջոց է՝ առանց ռիսկի նվազագույն աստիճանի: Գործնականում անիրագործելի է, օրինակ, առանց ռիսկի գնահատման իմիտացիաների ներդրումային ծրագրերորտեղ օգտագործվում են միայն ծախսերի, վաճառքի ծավալների, գների և ռիսկերը որոշող այլ բաղադրիչների կանխատեսման տվյալները:

Ֆինանսական վերլուծություն

Ֆինանսական վերլուծության առջև ծառացած բազմաթիվ խնդիրներ լուծելու համար օգտագործվող մոդելները պարունակում են պատահական փոփոխականներ, որոնք չեն կարող վերահսկվել որոշում կայացնողների կողմից: Սրանք ստոխաստիկ մոդելավորման մոդելներ են: Սիմուլյացիան թույլ է տալիս եզրակացնել հնարավոր արդյունքները, որոնք հիմնված են հավանականությունների բաշխման վրա պատահական փոփոխականներ... Նաև ստոխաստիկ մոդելավորումը հաճախ կոչվում է Մոնտե Կառլոյի մեթոդ:

Ինչպե՞ս են մոդելավորվում ներդրումային ծրագրերի ռիսկերը: Իրականացվում է բազմաթիվ փորձերի շարք, որոնք զուտ էմպիրիկ կերպով գնահատում են տարբեր գործոնների (այսինքն՝ սկզբնական արժեքների) ազդեցության աստիճանը արդյունքների վրա՝ ամբողջությամբ և ամբողջությամբ դրանցից կախված։ Մոդելավորման փորձը սովորաբար բաժանվում է որոշակի փուլերի:

Մաթեմատիկական անհավասարության կամ հավասարման տեսքով սկզբնական և վերջնական ցուցանիշների միջև կապի հաստատումը փորձի ճանապարհի առաջին քայլն է: Այնուհետև անհրաժեշտ է մեքենային տալ այն օրենքները, որոնք բաշխում են հիմնական պարամետրերի հավանականությունները: Հաջորդը, իրականացվում է մոդելի հիմնական պարամետրերի բոլոր արժեքների համակարգչային մոդելավորում, հաշվարկվում են նախնական և վերջնական ցուցանիշների բաշխման բնութագրերը: Ի վերջո, կատարվում է համակարգչի կողմից արտադրված արդյունքների վերլուծություն, և որոշում է կայացվում։

Սիմուլյացիոն մոդելավորում.

Մոդելավորման մոդելի հայեցակարգը.

Մոդելներ կառուցելու սիմուլյացիոն մոդելներ.

Ըստ ակադեմիկոս Վ. Մասլովի սահմանման. «իմիտացիոն մոդելավորումը հիմնականում բաղկացած է մտավոր մոդելի (սիմուլյատորի) կառուցումից, որը մոդելավորում է առարկաները և գործընթացները (օրինակ, մեքենաները և դրանց աշխատանքը) ըստ անհրաժեշտ (բայց թերի) ցուցանիշների. օրինակ՝ գործառնական ժամանակի, ինտենսիվության, տնտեսական ծախսերի, խանութում գտնվելու վայրի առումով և այլն։ Հենց օբյեկտի նկարագրության ոչ ամբողջականությունն է սիմուլյացիոն մոդելը հիմնովին տարբերվում մաթեմատիկականից՝ բառի ավանդական իմաստով։ Այնուհետև կա համակարգչի հետ երկխոսության հնարավոր տարբերակների թվարկում և ինժեների տեսանկյունից առավել ընդունելի լուծումների ընտրություն՝ կոնկրետ ժամկետներում: Միևնույն ժամանակ օգտագործվում է որոշում կայացնող ինժեների ինտուիցիան և փորձը, ով հասկանում է արտադրության ամենադժվար իրավիճակը »:

Նման բարդ օբյեկտները հետազոտելիս խիստ մաթեմատիկական իմաստով օպտիմալ լուծում ընդհանրապես հնարավոր չէ գտնել։ Բայց դուք կարող եք ընդունելի լուծում ստանալ համեմատաբար կարճ ժամանակում։ Մոդելավորման մոդելը ներառում է էվրիստիկ տարրեր և երբեմն օգտագործում է ոչ ճշգրիտ և հակասական տեղեկատվություն: Սա ստիպում է սիմուլյացիան ավելի մոտ լինել իրական կյանքև ավելի մատչելի է արդյունաբերության ինժեներների համար: Համակարգիչների հետ երկխոսության ընթացքում մասնագետներն ընդլայնում են իրենց փորձը, զարգացնում ինտուիցիա, իրենց հերթին փոխանցում դրանք սիմուլյացիոն մոդելին։

Մինչ այժմ մենք շատ ենք խոսել շարունակական օբյեկտների մասին, բայց հաճախ ստիպված ենք լինում գործ ունենալ այնպիսի օբյեկտների հետ, որոնք ունեն մուտքային և ելքային դիսկրետ փոփոխականներ: Որպես սիմուլյացիոն մոդելի հիման վրա նման օբյեկտի վարքագիծը վերլուծելու օրինակ դիտարկենք այժմ դասական «հարբած անցորդի խնդիրը» կամ պատահական զբոսանքի խնդիրը։

Ենթադրենք, մի անցորդ, կանգնելով փողոցի մի անկյունում, որոշում է զբոսնել՝ հոպը ցրելու համար։ Թող հավանականությունը, որ հասնելով հաջորդ խաչմերուկին, նա կգնա հյուսիս, հարավ, արևելք կամ արևմուտք, նույնն են։ Ո՞րն է հավանականությունը, որ անցորդը 10 բլոկ անցնելուց հետո կմնա ոչ ավելի, քան երկու բլոկ այն վայրից, որտեղ սկսել է քայլել:

Նրա գտնվելու վայրը յուրաքանչյուր խաչմերուկում նշում ենք երկչափ վեկտորով

(X1, X2) («ելք»), որտեղ

Յուրաքանչյուր քայլ դեպի արևելք մեկ բլոկով համապատասխանում է X1 աճին 1-ով, իսկ մեկ բլոկի արևմուտք յուրաքանչյուր քայլը համապատասխանում է X1-ի 1-ով նվազմանը (X1, X2-ը դիսկրետ փոփոխական է): Նմանապես, անցորդի շարժումը X2-ից մեկ բլոկ դեպի հյուսիս մեծանում է 1-ով, իսկ X2-ից հարավ մեկ բլոկը նվազում է 1-ով:

Այժմ, եթե մենք նշանակենք սկզբնական դիրքը (0,0), ապա մենք հստակ կիմանանք, թե անցորդը որտեղ կլինի այս սկզբնական դիրքի համեմատ:

Եթե ​​քայլքի վերջում X1-ի և X2-ի բացարձակ արժեքների գումարը 2-ից ավելի է, ապա կենթադրենք, որ նա անցել է երկու բլոկից այն կողմ՝ 10 բլոկ երկարությամբ քայլքի վերջում:

Քանի որ մեր անցորդի շարժման հավանականությունը չորս հնարավոր ուղղություններից որևէ մեկով պայմանով նույնն է և հավասար է 0,25-ի (1:4 = 0,25), մենք կարող ենք գնահատել նրա շարժումը՝ օգտագործելով աղյուսակը: պատահական թվեր... Եկեք համաձայնենք, որ եթե պատահական թիվը (NR) գտնվում է 0-ից 24-ի միջակայքում, հարբածը կգնա դեպի արևելք, և մենք X1-ը կավելացնենք 1-ով; եթե 25-ից 49, ապա այն կգնա դեպի արևմուտք, և մենք X1-ը կնվազեցնենք 1-ով; եթե 50-ից 74 լինի, կգնա հյուսիս, իսկ X2-ը կավելացնենք 1-ով; եթե միջին միջակայքը գտնվում է 74-ից 99-ի միջակայքում, ապա անցորդը կգնա հարավ, իսկ մենք X2-ը կնվազեցնենք 1-ով:

«հարբած անցորդի» շարժման սխեմա (ա) և ալգորիթմ (բ):

ա) բ)

Հուսալի արդյունք ստանալու համար անհրաժեշտ է իրականացնել բավականաչափ մեծ թվով «մեքենայական փորձեր»։ Բայց այլ մեթոդներով նման խնդիր լուծելը գործնականում անհնար է։

Գրականության մեջ սիմուլյացիայի մեթոդը հանդիպում է նաև թվային, մեքենայական, վիճակագրական, հավանականական, դինամիկ մոդելավորման կամ մեքենայական մոդելավորման մեթոդի անուններով։

Մոդելավորման մեթոդը կարելի է դիտարկել որպես փորձարարական մեթոդ: Տարբերությունը սովորական փորձից կայանում է նրանում, որ փորձարկման առարկան համակարգչային ծրագրի տեսքով իրականացվող մոդելավորման մոդելն է:

Մոդելավորման մոդելի կիրառմամբ հնարավոր չէ մեծությունների միջև վերլուծական հարաբերություններ ստանալ:

Դուք կարող եք որոշակի ձևով մշակել փորձարարական տվյալները և ընտրել համապատասխան մաթեմատիկական արտահայտությունները:

Ներկայում օգտագործվող սիմուլյացիոն մոդելներ ստեղծելիս երկու մոտեցումԴիսկրետ և շարունակական:

Մոտեցման ընտրությունը մեծապես որոշվում է բնօրինակ օբյեկտի հատկություններով և արտաքին միջավայրի դրա վրա ազդեցության բնույթով:

Այնուամենայնիվ, ըստ Կոտելնիկովի թեորեմի, օբյեկտի վիճակների փոփոխման շարունակական գործընթացը կարելի է դիտարկել որպես դիսկրետ վիճակների հաջորդականություն և հակառակը։

Վերացական համակարգերը սովորաբար օգտագործվում են մոդելավորման մոդելներ ստեղծելու դիսկրետ մոտեցման մեջ:

Մոդելավորման մոդելների կառուցման շարունակական մոտեցումը լայնորեն մշակված է ամերիկացի գիտնական Ջ. Ֆորեստերի կողմից: Մոդելավորված օբյեկտը, անկախ իր բնույթից, ֆորմալացվում է շարունակական վերացական համակարգի տեսքով, որի տարրերի միջև շրջանառվում են այս կամ այն ​​բնույթի շարունակական «հոսքեր»։

Այսպիսով, բնօրինակ օբյեկտի իմիտացիոն մոդելով, ընդհանուր դեպքում, մենք կարող ենք հասկանալ որոշակի համակարգ, որը բաղկացած է առանձին ենթահամակարգերից (տարրեր, բաղադրիչներ) և դրանց միջև կապեր (կառույց ունեցող), ինչպես նաև գործառույթը (վիճակի փոփոխություն) և Կապերի գործողության ներքո մոդելի բոլոր տարրերի ներքին փոփոխությունը կարող է այս կամ այն ​​կերպ ալգորիթմացվել այնպես, ինչպես համակարգի փոխազդեցությունը արտաքին միջավայրի հետ:

Շնորհիվ ոչ միայն մաթեմատիկական տեխնիկայի, այլ նաև համակարգչի իմիտացիոն մոդելավորման հայտնի հնարավորությունների, վերացական համակարգերի տարբեր տարրերի գործելու և փոխազդեցության գործընթացների՝ դիսկրետ և շարունակական, հավանական և որոշիչ, սպասարկման գործառույթ կատարող, ուշացումները և այլն, կարող են ալգորիթմացվել և վերարտադրվել:

Նման պարամետրում համակարգչային ծրագիրը (ծառայության, սպասարկման ծրագրերի հետ միասին), որը գրված է ունիվերսալ բարձր մակարդակի լեզվով, գործում է որպես օբյեկտի մոդելավորման մոդել:

Ակադեմիկոս Ն.Ն. Մոիսեևը ձևակերպել է սիմուլյացիայի հայեցակարգը հետևյալ կերպ. «Սիմուլյացիոն համակարգը մոդելների մի շարք է, որոնք մոդելավորում են ուսումնասիրվող գործընթացի ընթացքը՝ զուգակցված օժանդակ ծրագրերի հատուկ համակարգի և տեղեկատվական բազայի հետ, ինչը հնարավորություն է տալիս. միանգամայն պարզ և արագ իրականացնել տարբերակային հաշվարկներ»։

Այս հոդվածում մենք կխոսենք սիմուլյացիոն մոդելների մասին: Սա բավականին բարդ թեմա է, որը պահանջում է առանձին քննարկում։ Այդ իսկ պատճառով մենք կփորձենք այս հարցը բացատրել մատչելի լեզվով։

Մոդելավորման մոդելներ

Ինչի՞ մասին ենք խոսում։ Սկսելու համար, մոդելավորման մոդելներ են անհրաժեշտ՝ վերարտադրելու բարդ համակարգի ցանկացած բնութագրիչ, որտեղ տարրերը փոխազդում են: Ավելին, այս սիմուլյացիան ունի մի շարք առանձնահատկություններ.

Նախ, այն մոդելավորման օբյեկտ է, որն ամենից հաճախ ներկայացնում է բարդ բարդ համակարգ։ Երկրորդ, դրանք պատահական գործոններ են, որոնք միշտ առկա են և որոշակի ազդեցություն ունեն համակարգի վրա։ Երրորդ, դա բարդ և երկարատև գործընթացի նկարագրության անհրաժեշտությունն է, որը նկատվում է մոդելավորման արդյունքում: Չորրորդ գործոնն այն է, որ առանց համակարգչային տեխնիկայի կիրառման անհնար է ստանալ ցանկալի արդյունքներ։

Մոդելավորման մոդելի մշակում

Դա կայանում է նրանում, որ յուրաքանչյուր օբյեկտ ունի իր բնութագրերի որոշակի փաթեթ: Դրանք բոլորը պահվում են համակարգչում՝ օգտագործելով հատուկ աղյուսակներ։ Արժեքների և ցուցիչների փոխազդեցությունը միշտ նկարագրվում է ալգորիթմի միջոցով:

Մոդելավորման առանձնահատկությունն ու գեղեցկությունն այն է, որ դրա յուրաքանչյուր փուլն աստիճանական և հարթ է, ինչը հնարավորություն է տալիս քայլ առ քայլ փոխել բնութագրերն ու պարամետրերը և ստանալ տարբեր արդյունքներ։ Ծրագիրը, որում ներգրավված են սիմուլյացիոն մոդելներ, ցուցադրում է տեղեկատվություն ստացված արդյունքների մասին՝ հիմնվելով որոշակի փոփոխությունների վրա: Նրանց գրաֆիկական կամ անիմացիոն ներկայացումը հաճախ օգտագործվում է, ինչը զգալիորեն հեշտացնում է շատերի ընկալումն ու ըմբռնումը բարդ գործընթացներ, որոնք բավականին դժվար է ընկալել ալգորիթմական տեսքով։

Դետերմինիզմ

Մոդելավորման մաթեմատիկական մոդելները հիմնված են այն փաստի վրա, որ դրանք պատճենում են որոշ իրական համակարգերի որակներն ու բնութագրերը: Դիտարկենք մի օրինակ, երբ անհրաժեշտ է ուսումնասիրել որոշակի օրգանիզմների քանակն ու դինամիկան: Դրա համար մոդելավորման օգնությամբ յուրաքանչյուր օրգանիզմ կարելի է առանձին դիտարկել՝ կոնկրետ նրա ցուցանիշները վերլուծելու համար։ Այս դեպքում պայմաններն առավել հաճախ դրվում են բանավոր։ Օրինակ՝ որոշակի ժամանակ անց կարող եք սահմանել օրգանիզմի վերարտադրությունը, իսկ հետո՝ ավելին երկարաժամկետ- նրա մահը. Այս բոլոր պայմանների կատարումը հնարավոր է սիմուլյացիոն մոդելում։

Շատ հաճախ բերվում են գազի մոլեկուլների շարժման մոդելավորման օրինակներ, քանի որ հայտնի է, որ դրանք շարժվում են քաոսային։ Դուք կարող եք ուսումնասիրել մոլեկուլների փոխազդեցությունը նավի պատերի կամ միմյանց հետ և արդյունքները նկարագրել ալգորիթմի տեսքով։ Սա թույլ կտա Ձեզ ստանալ ամբողջ համակարգի բնութագրերի միջինը և կատարել վերլուծություն: Պետք է հասկանալ, որ նման համակարգչային փորձը, ըստ էության, կարելի է անվանել իրական, քանի որ բոլոր բնութագրերը մոդելավորվում են շատ ճշգրիտ: Բայց ո՞րն է այս գործընթացի իմաստը:

Փաստն այն է, որ սիմուլյացիոն մոդելը թույլ է տալիս ընդգծել կոնկրետ և մաքուր բնութագրերը և ցուցանիշները: Դա մի տեսակ ազատվում է պատահական, ավելորդ և մի շարք այլ գործոններից, որոնց մասին հետազոտողները կարող են նույնիսկ տեղյակ չլինեն: Նկատի ունեցեք, որ շատ հաճախ որոշումը և մաթեմատիկական մոդելավորումը նման են, եթե արդյունքում չպետք է ստեղծվի ինքնավար գործողությունների ռազմավարություն: Օրինակները, որոնք մենք նայեցինք վերևում, դետերմինիստական ​​համակարգերի համար են: Նրանք տարբերվում են նրանով, որ չունեն հավանականության տարրեր։

Պատահական գործընթացներ

Անունը շատ հեշտ է հասկանալ, եթե սովորական կյանքից զուգահեռ անցկացնես։ Օրինակ, երբ դուք հերթագրվում եք խանութում, որը փակվում է 5 րոպե հետո և մտածում եք՝ արդյոք ժամանակ կունենաք ապրանք գնելու համար: Նաև պատահականության դրսևորումը կարելի է նկատել, երբ զանգում ես մեկին և հաշվում ձայները՝ մտածելով, թե ինչ հավանականությամբ կանցնես։ Ոմանց համար կարող է զարմանալի թվալ, բայց հենց այսպիսի պարզ օրինակների շնորհիվ է, որ անցյալ դարասկզբին ծնվեց մաթեմատիկայի նորագույն ճյուղը, այն է՝ հերթերի տեսությունը։ Որոշ եզրակացություններ անելու համար նա օգտագործում է վիճակագրություն և հավանականության տեսություն: Հետագայում հետազոտողները ապացուցեցին, որ այս տեսությունը շատ սերտորեն կապված է ռազմական գործերի, տնտեսագիտության, արտադրության, էկոլոգիայի, կենսաբանության և այլնի հետ։

Մոնտե Կառլոյի մեթոդ

Ինքնասպասարկման խնդրի լուծման կարևոր մեթոդ է վիճակագրական փորձարկման մեթոդը կամ Մոնտե Կառլոյի մեթոդը։ Նկատենք, որ պատահական գործընթացները վերլուծական կերպով ուսումնասիրելու հնարավորությունները բավականին բարդ են, իսկ Մոնտե Կառլոյի մեթոդը շատ պարզ և ունիվերսալ է, որում հիմնական հատկանիշը... Կարելի է դիտարկել խանութի օրինակը, որտեղ մեկ կամ մի քանի հաճախորդներ են մտնում, հիվանդների հերթով կամ ամբողջ ամբոխով շտապօգնության սենյակ գալը և այլն: Միևնույն ժամանակ, մենք հասկանում ենք, որ այս ամենը պատահական գործընթացներ են, և Որոշ գործողությունների միջև ժամանակային ընդմիջումները անկախ իրադարձություններ են, որոնք բաշխվում են ըստ օրենքների, որոնք կարող են ցուցադրվել միայն պահելով. մեծ գումարդիտարկումներ։ Երբեմն դա հնարավոր չէ, ուստի վերցվում է միջին տարբերակ: Բայց ո՞րն է պատահական գործընթացների մոդելավորման նպատակը:

Բանն այն է, որ դա թույլ է տալիս ստանալ բազմաթիվ հարցերի պատասխաններ։ Չնչին է հաշվարկել, թե մարդն ինչքան պետք է հերթ կանգնի՝ հաշվի առնելով բոլոր հանգամանքները։ Թվում է, թե սա բավականին պարզ օրինակ է, բայց սա միայն առաջին մակարդակն է, և կարող են լինել շատ նման իրավիճակներ: Երբեմն ժամանակը շատ կարևոր է:

Կարող եք նաև հարց տալ, թե ինչպես կարող եք ժամանակ հատկացնել ծառայությանը սպասելիս: Նույնիսկ ավելի բարդ հարցն այն է, թե ինչպես պետք է փոխկապակցվեն պարամետրերը, որպեսզի հերթը երբեք չհասնի նոր մուտքագրված հաճախորդին: Թվում է, թե սա բավականին հեշտ հարց է, բայց եթե մտածեք դրա մասին և սկսեք գոնե մի փոքր բարդացնել այն, պարզ է դառնում, որ դրան այդքան էլ հեշտ չէ պատասխանել։

Գործընթացը

Ինչպե՞ս է աշխատում պատահական մոդելավորումը: Օգտագործվում են մաթեմատիկական բանաձևեր, այն է՝ պատահական փոփոխականների բաշխման օրենքները։ Օգտագործվում են նաև թվային հաստատուններ։ Նկատի ունեցեք, որ այս դեպքում ձեզ հարկավոր չէ դիմել վերլուծական մեթոդներում օգտագործվող հավասարումներից որևէ մեկին: Այս դեպքում պարզապես տեղի է ունենում նույն հերթի նմանակումը, որի մասին խոսեցինք վերևում։ Միայն սկզբում օգտագործվում են այնպիսի ծրագրեր, որոնք կարող են ստեղծել պատահական թվեր և կապել դրանք բաշխման տվյալ օրենքի հետ: Դրանից հետո կատարվում է ստացված արժեքների ծավալուն, վիճակագրական մշակում, որը վերլուծում է տվյալները՝ պարզելու, թե արդյոք դրանք համապատասխանում են մոդելավորման սկզբնական նպատակին: Շարունակելով հետագա, ասենք, որ դուք կարող եք գտնել այն մարդկանց օպտիմալ թիվը, ովքեր կաշխատեն խանութում, որպեսզի գիծը երբեք չառաջանա: Տվյալ դեպքում այս դեպքում օգտագործվող մաթեմատիկական ապարատը մաթեմատիկական վիճակագրության մեթոդներն են։

Կրթություն

Քիչ ուշադրություն է դարձվում դպրոցներում սիմուլյացիոն մոդելների վերլուծությանը: Ցավոք սրտի, դա կարող է բավականին լուրջ ազդել ապագայի վրա։ Երեխաները պետք է դպրոցից իմանան մոդելավորման որոշ հիմնական սկզբունքներ, քանի որ ժամանակակից աշխարհի զարգացումն անհնար է առանց այդ գործընթացի: Համակարգչային գիտության հիմնական դասընթացում երեխաները հեշտությամբ կարող են օգտագործել Կյանքի մոդելավորման մոդելը:

Ավելի մանրակրկիտ ուսումնասիրություն կարելի է դասավանդել ավագ դպրոցում կամ մասնագիտացված դպրոցներում: Առաջին հերթին անհրաժեշտ է ուսումնասիրել պատահական գործընթացների մոդելավորումը։ Հիշեք, որ ռուսական դպրոցներում նման հայեցակարգ և մեթոդներ նոր են սկսում ներդրվել, ուստի շատ կարևոր է պահպանել ուսուցիչների կրթական մակարդակը, որոնք 100% երաշխիքով կբախվեն երեխաների մի շարք հարցերի։ Միաժամանակ մենք չենք բարդացնի խնդիրը՝ կենտրոնանալով այն փաստի վրա, որ այն գալիս էայս թեմայի տարրական ներածության մասին, որը կարելի է մանրամասն դիտարկել 2 ժամից։

Երեխաները տեսական հիմքերը յուրացնելուց հետո արժե առանձնացնել տեխնիկական խնդիրները, որոնք վերաբերում են համակարգչի վրա պատահական թվերի հաջորդականության ստեղծմանը: Միևնույն ժամանակ, կարիք չկա երեխաներին բեռնել տեղեկատվություն այն մասին, թե ինչպես է աշխատում հաշվողական մեքենան և ինչ սկզբունքներով է կառուցված վերլուծությունը: Գործնական հմտություններից նրանց պետք է սովորեցնել ստեղծել միատեսակ պատահական թվերի գեներատորներ հատվածի վրա կամ պատահական թվերի՝ բաշխման օրենքի համաձայն:

Համապատասխանություն

Եկեք մի փոքր խոսենք այն մասին, թե ինչու են անհրաժեշտ կառավարման մոդելավորման մոդելները: Փաստն այն է, որ ժամանակակից աշխարհում գրեթե անհնար է անել առանց մոդելավորման որևէ ոլորտում։ Ինչու է այն այդքան հայտնի և պահանջված: Սիմուլյացիան կարող է փոխարինել իրական աշխարհի իրադարձություններին, որոնք անհրաժեշտ են կոնկրետ արդյունքներ ստանալու համար, որոնք չափազանց թանկ են՝ ստեղծելու և վերլուծելու համար: Կամ կարող է լինել դեպք, երբ արգելվի իրական փորձեր կատարել։ Նաև մարդիկ օգտագործում են այն, երբ պարզապես անհնար է կառուցել վերլուծական մոդել մի շարք պատահական գործոնների, հետևանքների և պատճառահետևանքային կապերի պատճառով: Այս մեթոդի կիրառման վերջին դեպքն այն է, երբ անհրաժեշտ է մոդելավորել համակարգի վարքագիծը տվյալ ժամանակահատվածում: Այս ամենի համար ստեղծվում են սիմուլյատորներ, որոնք փորձում են հնարավորինս վերարտադրել սկզբնական համակարգի որակները։

Դիտումներ

Հետազոտության սիմուլյացիոն մոդելները կարող են լինել մի քանի տեսակի. Այսպիսով, եկեք դիտարկենք սիմուլյացիայի մոտեցումները: Առաջինը համակարգի դինամիկան է, որն արտահայտվում է նրանով, որ կան փոխկապակցված փոփոխականներ, որոշակի դրայվներ և Հետադարձ կապ... Այսպիսով, առավել հաճախ դիտարկվում են երկու համակարգեր, որոնցում կան մի քանիսը Ընդհանուր բնութագրերև հատման կետերը: Մոդելավորման հաջորդ տեսակը դիսկրետ-իրադարձություն է: Խոսքը վերաբերում է այն դեպքերին, երբ կան որոշակի գործընթացներ և ռեսուրսներ, ինչպես նաև գործողությունների հաջորդականություն։ Ամենից հաճախ, այս կերպ, իրադարձության հնարավորությունը հետազոտվում է մի շարք հնարավոր կամ պատահական գործոնների պրիզմայով: Մոդելավորման երրորդ տեսակը գործակալների վրա հիմնված է: Այն բաղկացած է նրանց համակարգում օրգանիզմի անհատական ​​հատկությունների ուսումնասիրությունից։ Սա պահանջում է անուղղակի կամ ուղղակի փոխազդեցություն դիտարկվող օբյեկտի և այլոց միջև:

Իրադարձությունների դիսկրետ մոդելավորումն առաջարկում է վերացվել իրադարձությունների շարունակականությունից և դիտարկել միայն հիմնական կետերը: Այսպիսով, պատահական և ոչ անհրաժեշտ գործոնները բացառվում են։ Այս մեթոդը շատ զարգացած է, և այն կիրառվում է բազմաթիվ ոլորտներում՝ լոգիստիկայից մինչև արտադրական համակարգեր: Հենց նա է լավագույնս համապատասխանում արտադրական գործընթացների մոդելավորմանը: Ի դեպ, այն ստեղծվել է 1960-ականներին Ջեֆրի Գորդոնի կողմից։ Համակարգի դինամիկան մոդելավորման պարադիգմ է, որտեղ հետազոտությունը պահանջում է գրաֆիկական պատկերորոշ պարամետրերի կապերը և փոխադարձ ազդեցությունները մյուսների վրա: Սա հաշվի է առնում ժամանակի գործոնը: Միայն բոլոր տվյալների հիման վրա համակարգչի վրա ստեղծվում է գլոբալ մոդել։ Հենց այս տեսակետն է թույլ տալիս շատ խորը հասկանալ հետազոտվող իրադարձության էությունը և բացահայտել որոշ պատճառներ ու կապեր։ Այս մոդելավորման շնորհիվ կառուցվում են բիզնես ռազմավարություններ, արտադրության մոդելներ, հիվանդությունների զարգացում, քաղաքային պլանավորում և այլն։ Այս մեթոդը հորինվել է 1950-ականներին Ֆորեստերի կողմից։

Գործակալների վրա հիմնված մոդելավորումն առաջացել է 1990-ականներին և համեմատաբար նոր է: Այս ուղղությունը օգտագործվում է ապակենտրոնացված համակարգերի վերլուծության համար, որոնց դինամիկան որոշվում է ոչ թե ընդհանուր ընդունված օրենքներով և կանոններով, այլ որոշակի տարրերի անհատական ​​գործունեությամբ։ Այս մոդելավորման էությունը նոր կանոնների մասին պատկերացում կազմելն է, համակարգը որպես ամբողջություն բնութագրելը և առանձին բաղադրիչների միջև կապը գտնելը: Միաժամանակ ուսումնասիրվում է մի տարր, որն ակտիվ է և ինքնավար, կարող է ինքնուրույն որոշումներ կայացնել և փոխազդել իր միջավայրի հետ, ինչպես նաև ինքնուրույն փոխվել, ինչը շատ կարևոր է։

Փուլեր

Այժմ մենք կքննարկենք մոդելավորման մոդելի մշակման հիմնական փուլերը: Դրանք ներառում են դրա ձևակերպումը գործընթացի հենց սկզբում, կոնցեպտուալ մոդելի կառուցում, մոդելավորման մեթոդի ընտրություն, մոդելավորման ապարատի ընտրություն, պլանավորում և առաջադրանքի կատարում: Վերջին փուլում ստացված բոլոր տվյալները վերլուծվում և մշակվում են: Մոդելավորման մոդելի կառուցումը բարդ և երկարատև գործընթաց է, որը պահանջում է մեծ ուշադրություն և հարցի էության ըմբռնում: Նկատի ունեցեք, որ քայլերն ինքնին տևում են որքան հնարավոր է երկար, և համակարգչի վրա մոդելավորման գործընթացը տևում է ոչ ավելի, քան մի քանի րոպե: Շատ կարևոր է ճիշտ մոդելավորման մոդելների օգտագործումը, քանի որ առանց դրա դուք չեք կարողանա հասնել ցանկալի արդյունքների: Որոշ տվյալներ ձեռք կբերվեն, բայց դրանք իրատեսական և ոչ արդյունավետ կլինեն։

Ամփոփելով հոդվածը՝ ուզում եմ ասել, որ սա շատ կարևոր և ժամանակակից արդյունաբերություն է։ Մենք դիտարկեցինք սիմուլյացիոն մոդելների օրինակներ՝ հասկանալու համար այս բոլոր կետերի կարևորությունը: Ժամանակակից աշխարհում մոդելավորումը հսկայական դեր է խաղում, քանի որ դրա հիման վրա զարգանում են տնտեսությունը, քաղաքաշինությունը, արտադրությունը և այլն։ Կարևոր է հասկանալ, որ մոդելները սիմուլյացիոն համակարգերշատ պահանջարկ ունեն, քանի որ դրանք աներևակայելի շահութաբեր են և հարմար: Նույնիսկ իրական պայմաններ ստեղծելիս միշտ չէ, որ հնարավոր է վստահելի արդյունքներ ստանալ, քանի որ միշտ ազդում են բազմաթիվ սխոլաստիկ գործոններ, որոնք ուղղակի անհնար է հաշվի առնել։

մաթեմատիկական մոդելների կառուցումնկարագրել ուսումնասիրված գործընթացները;

օգտագործելով նորագույն համակարգիչներ մեծ արագությամբ (միլիոնավոր գործողություններ վայրկյանում) և ունակ են երկխոսել մարդու հետ:

Էությունը համակարգչային սիմուլյացիաբաղկացած է հետևյալից՝ մի շարք հաշվողական փորձեր են իրականացվում մաթեմատիկական մոդելի հիման վրա՝ օգտագործելով համակարգիչ, այսինքն. Հետազոտվում են օբյեկտների կամ գործընթացների հատկությունները, հայտնաբերվում են դրանց օպտիմալ պարամետրերը և աշխատանքային ռեժիմները, և մոդելը ճշգրտվում է: Օրինակ, ունենալով որոշակի գործընթացի ընթացքը նկարագրող հավասարում, կարող եք փոխել դրա գործակիցները, սկզբնական և սահմանային պայմանները, ուսումնասիրել, թե ինչպես է իրեն պահելու օբյեկտն այս դեպքում: Մոդելավորման մոդելներիրականացվում են համակարգչով հաշվողական փորձերիրական օբյեկտների, գործընթացների կամ համակարգերի վարքագիծը մոդելավորող մաթեմատիկական մոդելներով:

Իրական գործընթացները և համակարգերը կարելի է ուսումնասիրել՝ օգտագործելով երկու տեսակի մաթեմատիկական մոդելներ՝ վերլուծական և մոդելավորում:

Վերլուծական մոդելներում իրական գործընթացների և համակարգերի վարքագիծը (RPS) տրվում է բացահայտ ձևով. ֆունկցիոնալ կախվածություններ(գծային կամ ոչ գծային, դիֆերենցիալ կամ ինտեգրալների հավասարումներ, այդ հավասարումների համակարգեր): Այնուամենայնիվ, այս կախվածությունները կարելի է ձեռք բերել միայն համեմատաբար պարզ RPM-ների համար: Երբ երևույթները բարդ են և բազմազան, հետազոտողը պետք է գնա բարդ RRS-ի պարզեցված ներկայացման: Արդյունքում, վերլուծական մոդելը դառնում է չափազանց կոպիտ մոտարկում իրականությանը: Եթե, այնուամենայնիվ, հնարավոր է ձեռք բերել վերլուծական մոդելներ բարդ RPS-ի համար, ապա դրանք հաճախ վերածվում են բարդ խնդրի։ Հետեւաբար, հետազոտողը ստիպված է հաճախ օգտագործել սիմուլյացիոն մոդելավորում.

Սիմուլյացիոն մոդելավորումՄաթեմատիկական մոդելներով համակարգչի վրա հաշվողական փորձեր կատարելու թվային մեթոդ է, որոնք մոդելավորում են իրական առարկաների, գործընթացների և համակարգերի պահվածքը ժամանակին տվյալ ժամանակահատվածում։ Այս դեպքում RPS-ի գործունեությունը բաժանվում է տարրական երևույթների, ենթահամակարգերի և մոդուլների: Այս տարրական երևույթների, ենթահամակարգերի և մոդուլների գործունեությունը նկարագրվում է մի շարք ալգորիթմների միջոցով, որոնք նմանակում են տարրական երևույթները՝ պահպանելով դրանք։ տրամաբանական կառուցվածքըև ժամանակի ընթացքում հոսքի հաջորդականությունը:

Սիմուլյացիոն մոդելավորում- սա հետազոտական ​​օբյեկտների ալգորիթմական գործունեության, ալգորիթմական նկարագրությունների ծրագրային ապահովման իրականացման, համակարգչային փորձարկումների կազմակերպման, պլանավորման և կատարման մեթոդների հավաքածու է մաթեմատիկական մոդելներով, որոնք մոդելավորում են RPS-ի աշխատանքը տվյալ ժամանակահատվածում:

RPS-ի գործողության ալգորիթմացումը հասկացվում է որպես առանձին մոդուլների իր բոլոր ֆունկցիոնալ ենթահամակարգերի աշխատանքի քայլ առ քայլ նկարագրություն՝ մոդելի պահանջների շարքին համապատասխանող մանրամասնության մակարդակով:

«Սիմուլյացիոն մոդելավորում»(IM) կրկնակի տերմին է: Սիմուլյացիան և սիմուլյացիան հոմանիշներ են: Իրականում գիտության և տեխնիկայի բոլոր ոլորտները իրական գործընթացների մոդելներ են: Մաթեմատիկական մոդելները միմյանցից տարբերելու համար հետազոտողները սկսեցին նրանց լրացուցիչ անուններ տալ։ Ժամկետ «սիմուլյացիոն մոդելավորում»նշանակում է, որ գործ ունենք այնպիսի մաթեմատիկական մոդելների հետ, որոնց օգնությամբ հնարավոր չէ նախապես հաշվարկել կամ կանխատեսել համակարգի վարքագիծը, իսկ համակարգի վարքագիծը կանխատեսել՝ անհրաժեշտ է. հաշվողական փորձ(իմիտացիա) տրված նախնական տվյալներով մաթեմատիկական մոդելի վրա:

IM-ի հիմնական առավելությունը.

1. գործընթացների կամ համակարգերի բաղադրիչների (տարրերի) վարքագիծը նկարագրելու ունակությունը բարձր մակարդակմանրամասնում;
2. ոչ մի սահմանափակում MI-ի պարամետրերի և RPD-ի արտաքին միջավայրի վիճակի միջև.
3. Համակարգի պարամետրերի ժամանակի և տարածության մեջ բաղադրիչների փոխազդեցության դինամիկան ուսումնասիրելու հնարավորությունը.

Այս առավելությունները ապահովում են իմիտացիոն մեթոդլայն կիրառություն։

1. Եթե ​​չկա հետազոտական ​​խնդրի ամբողջական ձևակերպում և առկա է մոդելավորման օբյեկտի ճանաչման գործընթաց. Մոդելավորման մոդելծառայում է որպես երեւույթի ուսումնասիրման միջոց։
2. Եթե վերլուծական մեթոդներմատչելի են, բայց մաթեմատիկական գործընթացները բարդ են և ժամանակատար, և սիմուլյացիոն մոդելավորումտալիս է խնդրի լուծման ավելի հեշտ ճանապարհ:
3. Երբ գործընթացի կամ համակարգի պարամետրերի (փոփոխականների) ազդեցությունը գնահատելուց բացի, ցանկալի է դիտարկել գործընթացի կամ համակարգի (ՍՍ) բաղադրիչների (տարրերի) վարքագիծը որոշակի ժամանակահատվածում:
4. Երբ սիմուլյացիոն մոդելավորումպարզվում է միակ ելքըբարդ համակարգի ուսումնասիրություններ՝ իրական պայմաններում երևույթների դիտարկման անհնարինության պատճառով (ջերմամիջուկային միաձուլման ռեակցիաներ, տիեզերական հետազոտություններ)։
5. Երբ անհրաժեշտ է վերահսկել գործընթացների ընթացքը կամ համակարգերի վարքագիծը՝ սիմուլյացիայի ընթացքում երևույթները դանդաղեցնելու կամ արագացնելու միջոցով։
6. Մասնագետների պատրաստման ժամանակ նոր տեխնոլոգիաերբ միացված է սիմուլյացիոն մոդելներհնարավորություն է ընձեռում ձեռք բերել նոր սարքավորումների շահագործման հմտություններ.
7. Երբ ուսումնասիրվում են RPM-ում նոր իրավիճակները: Այս դեպքում իմիտացիան ծառայում է դաշտային փորձերի անցկացման նոր ռազմավարությունների և կանոնների փորձարկմանը։
8. Երբ նախագծված PS-ում իրադարձությունների հաջորդականությունը առանձնահատուկ նշանակություն ունի, և մոդելն օգտագործվում է RPS-ի շահագործման մեջ խոչընդոտները կանխատեսելու համար:

Այնուամենայնիվ, MI-ն, առավելությունների հետ մեկտեղ, ունի նաև թերություններ.

1. Լավ IM-ի մշակումը հաճախ ավելի թանկ և ժամանակատար է, քան վերլուծական մոդել ստեղծելը:
2. Կարող է պարզվել, որ MI-ն ոչ ճշգրիտ է (ինչը հաճախ այդպես է լինում), և մենք չենք կարողանում չափել այդ անճշտության աստիճանը։
3. Հաճախ հետազոտողները դիմում են IM-ին, առանց գիտակցելու, թե ինչ դժվարություններ են հանդիպելու և թույլ են տալիս մի շարք մեթոդական սխալներ:

Այնուամենայնիվ, IM-ը բարդ գործընթացների և համակարգերի սինթեզի և վերլուծության խնդիրների լուծման ամենատարածված մեթոդներից մեկն է:

Տեսակներից մեկը սիմուլյացիավիճակագրական է սիմուլյացիոն մոդելավորում, որը թույլ է տալիս վերարտադրել բարդ պատահական գործընթացների աշխատանքը համակարգչում։

Հետազոտելիս բարդ համակարգերենթակա են պատահական խանգարումների, հավանականական վերլուծական մոդելների և հավանականության սիմուլյացիոն մոդելներ.

Հավանական վերլուծական մոդելներում պատահական գործոնների ազդեցությունը հաշվի է առնվում պատահական գործընթացների հավանականական բնութագրերը սահմանելով (հավանականության բաշխման օրենքներ, սպեկտրային խտություններ կամ հարաբերակցության ֆունկցիաներ): Միևնույն ժամանակ, հավանականական վերլուծական մոդելների կառուցումը բարդ է հաշվողական առաջադրանք... Հետևաբար, համեմատաբար պարզ համակարգեր ուսումնասիրելու համար օգտագործվում է հավանական վերլուծական մոդելավորում:

Նշվում է, որ պատահական խանգարումների ներդրումը սիմուլյացիոն մոդելներհիմնարար բարդություններ չի առաջացնում, հետևաբար, բարդ պատահական գործընթացների ուսումնասիրությունը ներկայումս, որպես կանոն, իրականացվում է. սիմուլյացիոն մոդելներ.

Հավանականորեն սիմուլյացիոն մոդելավորումնրանք գործում են ոչ թե պատահական գործընթացների բնութագրերով, այլ PS պարամետրերի հատուկ պատահական թվային արժեքներով: Այս դեպքում, արդյունքները ստացված ընթացքում նվագարկումը միացված սիմուլյացիոն մոդելԴիտարկվող գործընթացից պատահական իրականացումներ են: Հետևաբար, գործընթացի օբյեկտիվ և կայուն բնութագրերը գտնելու համար պահանջվում է այն բազմիցս վերարտադրել, որին հաջորդում է ստացված տվյալների վիճակագրական մշակումը: Այդ իսկ պատճառով պատահական խանգարումների ենթակա բարդ գործընթացների և համակարգերի ուսումնասիրությունը՝ օգտագործելով