2.4. Программные средства моделирования систем
Развитие имитационного моделирования началось в 50-х годах на языках типа FORTRAN. В 60-х годах появились и стали развиваться специализированные языки имитационного моделирования GPSS, SIMSCRIPT, GASP, SIMULA SLAM. Их применение позволило упростить процесс имитации систем. В 80-х годах стали разрабатывать имитационные системы (среды), содержащие интерфейс непрограммирующего пользователя, входные и выходные анализаторы, возможность анимации процесса имитационного моделирования. В наше время на рынке ПО для имитации предлагается более 50 мощных продуктов имитационного моделирования, таких как Arena, AutoMod, Ехtеnd, GPSSWorld и др.
Сейчас разработка методов имитационного моделирования находится в середине своего развития. Ведутся работы по совместному функционированию распределенных имитационных моделей, связи имитационных моделей через Интернет, универсализации моделей, расширению библиотек элементов моделей.
В литературе по моделированию встречаются такие названия, как пакеты, софт, имитационные системы, имитационные среды, языки имитационного моделирования, проблемно-ориентированные имитаторы, процедурно и объектно-ориентированные языки моделирования, проблемно-ориентированные информационно-вычислительные системы, системы автоматизированного моделирования, генераторы программ, модельно-ориентированные имитационные пакеты, пакеты имитационного моделирования для ПВЭМ и т.д.
Можно разделить все программное обеспечение для моделирования на три группы: универсальные языки, специализированные языки, имитационные среды.
2.4.1. Использование универсальных языков для компьютерного моделирования
К универсальным языкам программирования относятся такие, как С, Delphi и т.п.
Динамику системы описывают в виде последовательности уравнений с детерминированными -X и случайными ~X коэффициентами. Уравнения кодируют в терминах используемого языка и вводят программу в компьютер. Время моделирования разбивают на одинаковые шаги Dt. На каждом шаге Dt изменяют значения случайных коэффициентов, для которых по уравнениям рассчитывают изменения выходной величины ~Y(Dt). Каждый эксперимент представляет собой расчет уравнений с шагом Dt. В результате устанавливают связь выходных величин с входными величинами (рис. 1).
Рис. 1. Связь входных и выходных величин
Динамику системы описывают уравнениями, которые кодируют в программу, затем проводят расчет уравнений и устанавливают связь выходных величин с входными.
Такой подход требует аналитического описания процессов с последующим переводом полученной системы уравнений в программу для ЭВМ. Поэтому разработка таких программ занимает нескольких человеко-месяцев труда специалистов по технологии, программированию и математике. Модель, содержит сотни (тысячи) команд, трудно поддается доработке (как правило, исправить или дополнить моделирующую программу может только тот, кто ее разрабатывал). Часто время разработки модели отстает от развития моделируемой системы производства и модель становиться ненужной.
Для имитационного моделирования универсальные языки применяют редко.