Аналітичні моделі

Аналітична модель системи описує її функціонування за допомогою математичних об'єктів. Така модель будується на основі понять і символіки однієї з теорій, наприклад, теорії масового обслуговування або теорії ланцюгів Маркова. Якщо обрані показники якості системи вдається явно виразити в залежності від параметрів моделі, то говорять, що має місце аналітичне рішення. Важлива перевага аналітичних рішень полягає в тому, що вони дозволяють швидко і з мінімальними витратами отримати значення показників якості в широкому діапазоні зміни вхідних параметрів моделі.

Застосовуючи моделі теорії масового обслуговування для оцінювання якості функціонування системи, будемо розглядати дану систему як сукупність обслуговуючих пристроїв. Як пристрої використовують різні ресурси системи – центральний процесор, оперативну пам'ять, зовнішні запам'ятовуючі пристрої, канали, пристрої введення-виведення та ін. Завдання або програми подають запити чи заявки на обслуговування до цих ресурсів або до обслуговуючих пристроїв. Тому значна частина задач оцінювання якості пов'язана з аналізом черг, що виникають як наслідок широко застосовуваного в інформаційно-телекомунікаційних системах принципу поділу ресурсів серед багатьох користувачів, програм і процесів.

Імітаційні моделі

Імітаційна модель системи описує її функціонування у вигляді послідовності операцій чи груп операцій, які виконуються на ЕОМ.

Складовими частинами імітаційної моделі є описи елементів, що утворюють систему, і опис структури системи, тобто сукупності зв'язків між елементами. Ці описи подаються у вигляді алгоритмів, на основі яких розробляється програма для ЕОМ. Отже, імітаційну модель можна реалізувати як програму, а імітаційне моделювання звести до проведення експериментів на ЕОМ шляхом прогонки цієї програми на деякій множині вхідних даних.

Імітаційні моделі в залежності від вхідних даних, що використовуються в цьому випадку, можна розподілити на трасозорієнтовані і статистичні.

У трасозорієнтованій імітаційній моделі вхідні дані задаються трасою.

Трасою називають потік подій, які мають місце під час роботи системи та реєструються у хронологічному порядку, що часто збігається із моментами їхнього виникнення.

Траса, яку використовують для моделювання, повинна досить добре відображати робоче завантаження (типові умови роботи) обчислювальної системи, причому треба мати на увазі, що на трасі позначаються не тільки особливості машини, але і особливості трасованих програм.

У статистичній імітаційній моделі вхідні дані задаються штучно за допомогою датчика випадкових чисел. Тому параметри змодельованого робочого завантаження можна змінювати в широкому діапазоні.

Суттєва перевага імітаційної моделі порівняно з аналітичною полягає в тому, що за рахунок ускладнення цієї моделі її можна зробити як завгодно наближеною до реального об'єкта чи навіть досягти повного збігу моделі з об'єктом. Однак найчастіше на розробку імітаційної моделі витрачають значно більше часу, а програма, що вийшла, вимагає значно більше машинних ресурсів і дає значно менше інформації, ніж очікувалося спочатку. Тому імітаційне моделювання рекомендовано до застосовування тільки в тих випадках, коли задачі оцінювання якості системи настільки складні, що аналітичний підхід виявляється непридатним.