تشكيل وحساب عملية تشغيل النظام

تسلسل التطوير والتنفيذ الآلي لنماذج النظام

مع تطور تكنولوجيا الكمبيوتر ، أصبحت الطريقة الأكثر فاعلية لدراسة الأنظمة الكبيرة هي النمذجة الآلية ، والتي بدونها يستحيل حل العديد من المشكلات الاقتصادية الكبرى. لذلك ، تتمثل إحدى المهام الملحة لتدريب المهندسين في إتقان نظرية وأساليب النمذجة الرياضية ، مع مراعاة متطلبات الاتساق ، مما يسمح ليس فقط ببناء نماذج للأشياء قيد الدراسة ، وتحليل ديناميكياتها والقدرة على التحكم في تجربة الآلة مع نموذج ، ولكن أيضًا الحكم إلى حد ما على مدى ملاءمة النماذج التي تم إنشاؤها للأنظمة قيد الدراسة. ، حول حدود قابلية التطبيق والتنظيم الصحيح لنمذجة الأنظمة على تكنولوجيا الكمبيوتر الحديثة.

الجوانب المنهجية للنمذجة.قبل النظر في الجوانب الرياضية والخوارزمية والبرمجيات والتطبيقية لمحاكاة الكمبيوتر ، من الضروري دراسة الجوانب المنهجية العامة لفئة واسعة من النماذج الرياضية للكائنات المطبقة على تكنولوجيا الكمبيوتر. تتيح المحاكاة باستخدام تقنية الكمبيوتر التحقيق في آلية حدوث الظواهر في جسم حقيقي بسرعات عالية أو منخفضة ، عندما يكون من الصعب (أو المستحيل) تتبع التغييرات التي تحدث في غضون فترة زمنية قصيرة في التجارب الشاملة مع كائن ما ، أو عندما يرتبط الحصول على نتائج موثوقة بفترة طويلة من الزمن. التجربة. إذا لزم الأمر ، يتيح نموذج الآلة ، إذا لزم الأمر ، "تمديد" أو "ضغط" الوقت الفعلي ، نظرًا لأن نمذجة الآلة مرتبطة بمفهوم وقت النظام ، والذي يختلف عن الوقت الفعلي. بالإضافة إلى ذلك ، بمساعدة محاكاة الآلة في نظام الحوار ، من الممكن تدريب الأفراد الذين يعملون مع النظام على اتخاذ القرارات في إدارة كائن ، على سبيل المثال ، عند تنظيم لعبة عمل ، مما يسمح للشخص بتطوير المهارات العملية اللازمة لتنفيذ عملية الإدارة.

يتمثل جوهر محاكاة الكمبيوتر لأي نظام في إجراء تجربة على جهاز كمبيوتر باستخدام نموذج ، وهو عبارة عن حزمة برامج معينة تصف بشكل رسمي و (أو) خوارزمية سلوك عناصر النظام. سفي عملية عملها ، أي في تفاعلها مع بعضها البعض ومع البيئة الخارجية E.يتم استخدام نمذجة الآلة بنجاح في الحالات التي يصعب فيها صياغة معيار واضح لتقييم جودة أداء النظام ولا يمكن إضفاء الطابع الرسمي على هدفه بالكامل ، لأنه يسمح لك بدمج قدرات البرامج والأجهزة للكمبيوتر مع قدرة الشخص على التفكير في الفئات غير الرسمية. في المستقبل ، سيتم إيلاء الاهتمام الرئيسي لنمذجة الأنظمة على أجهزة الكمبيوتر العالمية باعتبارها الأداة الأكثر فعالية للبحث والتطوير للأنظمة من مختلف المستويات.

متطلبات المستخدم للنموذج.دعونا نصوغ المتطلبات الأساسية للنموذج معملية تشغيل النظام س.

يجب أن يوفر اكتمال النموذج للمستخدم الفرصة للحصول على مجموعة التقديرات اللازمة لخصائص النظام بالدقة والموثوقية المطلوبة.

يجب أن تجعل مرونة النموذج من الممكن إعادة إنتاج المواقف المختلفة عند تغيير الهيكل والخوارزميات والمعلمات الخاصة بالنظام.

يجب أن تكون مدة تطوير وتنفيذ نموذج لنظام كبير قصيرة قدر الإمكان ، مع مراعاة القيود المفروضة على الموارد المتاحة.

يجب أن تكون بنية النموذج كتلة ، أي السماح بإمكانية استبدال وإضافة وحذف بعض الأجزاء دون إعادة صياغة النموذج بأكمله.

يجب أن يوفر دعم المعلومات إمكانية التشغيل الفعال للنموذج بقاعدة بيانات للأنظمة من فئة معينة.

يجب أن توفر البرامج والأجهزة تنفيذًا فعالًا (من حيث السرعة والذاكرة) للجهاز للنموذج والتواصل المريح مع المستخدم.

يجب تنفيذ تجارب الكمبيوتر الهادفة (المخطط لها) مع نموذج النظام باستخدام نهج المحاكاة التحليلية في وجود موارد حوسبة محدودة.

مع الأخذ في الاعتبار هذه المتطلبات ، فإننا نعتبر الأحكام الرئيسية الصالحة عند نمذجة الأنظمة على الكمبيوتر س, وكذلك أنظمتها الفرعية وعناصرها. في محاكاة الآلة للنظام سيتم تحديد خصائص عملية عملها على أساس النموذج ممبني على أساس المعلومات الأولية المتاحة حول كائن النمذجة. عند استلام معلومات جديدة حول الكائن ، تتم مراجعة نموذجه وصقله مع الأخذ في الاعتبار المعلومات الجديدة ، أي أن عملية النمذجة ، بما في ذلك تطوير النموذج وتنفيذ الآلة ، تكرارية. تستمر هذه العملية التكرارية حتى يتم الحصول على نموذج. موالتي يمكن اعتبارها مناسبة في إطار حل مشكلة البحث وتصميم النظام س.

يمكن استخدام نمذجة الأنظمة الحاسوبية في الحالات التالية:

أ) لدراسة النظام سقبل تصميمه ، من أجل تحديد حساسية الخصائص للتغيرات في الهيكل والخوارزميات ومعلمات كائن النمذجة والبيئة الخارجية ؛

ب) في مرحلة تصميم النظام سلتحليل وتجميع الخيارات المختلفة للنظام والاختيار بين الخيارات المتنافسة لمثل هذا الخيار الذي يفي بمعيار معين لتقييم فعالية النظام في ظل القيود المقبولة ؛

ج) بعد الانتهاء من تصميم وتنفيذ النظام ، أي أثناء تشغيله ، للحصول على معلومات تكمل نتائج الاختبارات الكاملة (تشغيل) لنظام حقيقي ، وللحصول على تنبؤات بتطور (تطوير) النظام. النظام في الوقت المناسب.

هناك أحكام عامة تنطبق على جميع حالات محاكاة الآلة المذكورة أعلاه. حتى في الحالات التي تختلف فيها طرق النمذجة المحددة عن بعضها البعض وهناك تعديلات مختلفة للنماذج ، على سبيل المثال ، في مجال تنفيذ الماكينة لخوارزميات النمذجة باستخدام أدوات برامج وأجهزة محددة ، في ممارسة نمذجة النظام ، من الممكن صياغة عامة المبادئ التي يمكن أن تشكل أساس محاكاة آلة المنهجية.

مراحل نمذجة النظام.ضع في اعتبارك المراحل الرئيسية لنمذجة النظام س, والتي تشمل: بناء نموذج مفاهيمي للنظام وإضفاء الطابع الرسمي عليه. خوارزمية نموذج النظام وتنفيذ أجهزته ؛ الحصول على نتائج نمذجة النظام وتفسيرها.

أرز. 1. العلاقة بين مراحل نمذجة النظام

يمكن تمثيل العلاقة بين المراحل المدرجة لنمذجة النظام ومكوناتها (المحطات الفرعية) في شكل مخطط الشبكة الموضح في الشكل. 1. ندرج هذه المراحل الفرعية: 1.1 - تحديد مشكلة النمذجة الآلية للنظام ؛ 1.2 - تحليل مشكلة نمذجة النظام ؛ 1.3 - تحديد متطلبات المعلومات الأولية حول كائن النمذجة وتنظيم مجموعتها ؛ 1.4 - طرح الفرضيات وقبول الافتراضات ؛ 1.5 - تعريف معلمات ومتغيرات النموذج ؛ 1.6 - تحديد المحتوى الرئيسي للنموذج ؛ 1.7 - إثبات معايير تقييم فعالية النظام ؛ 1.8 - تعريف إجراءات التقريب ؛ 1.9 - وصف النموذج المفاهيمي للنظام ؛ 1.10 - التحقق من صحة النموذج المفاهيمي ؛ 1.11 - إعداد الوثائق الفنية للمرحلة الأولى ؛ 2.1 - بناء مخطط منطقي للنموذج ؛ 2.2 - الحصول على النسب الرياضية ؛ 2.3 - التحقق من موثوقية نموذج النظام ؛ 2.4 - اختيار أدوات الحوسبة للنمذجة ؛ 2.5 - وضع خطة لتنفيذ أعمال البرمجة ؛ 2.6 - بناء مخطط البرنامج ؛ 2.7 - التحقق من صحة مخطط البرنامج ؛ 2.8 - برمجة النموذج ؛ 2.9 - التحقق من موثوقية البرنامج ؛ 2.10 - إعداد الوثائق الفنية للمرحلة الثانية ؛ 3.1 - التخطيط لتجربة الآلة باستخدام نموذج النظام ؛ 3.2 - تحديد متطلبات مرافق الحوسبة ؛ 3.3 - إجراء حسابات العمل ؛ 3.4 - تحليل نتائج نمذجة النظام ؛ 3.5 - عرض نتائج المحاكاة ؛ 3.6 - تفسير نتائج المحاكاة ؛ 3.7 - تلخيص نتائج المحاكاة وإصدار التوصيات ؛ 3.8- إعداد التوثيق الفني للمرحلة الثالثة.

وبالتالي ، عملية نمذجة النظام سيتم تقليصه إلى تنفيذ المراحل الفرعية المدرجة ، مجمعة في ثلاث مراحل. في مرحلة بناء نموذج مفاهيمي
وإضفاء الطابع الرسمي عليه ، يتم إجراء دراسة للكائن النموذجي من وجهة نظر تسليط الضوء على المكونات الرئيسية لعملية تشغيله ، ويتم تحديد التقديرات التقريبية اللازمة والحصول على مخطط معمم لنموذج النظام س, والذي تم تحويله إلى نموذج آلي
في المرحلة الثانية من النمذجة عن طريق الخوارزمية المتسلسلة وبرمجة النموذج. يتم تقليل المرحلة الثالثة الأخيرة من نمذجة النظام إلى تنفيذ ، وفقًا للخطة المستلمة ، حسابات العمل على جهاز كمبيوتر باستخدام برامج وأجهزة محددة ، والحصول على نتائج نمذجة النظام وتفسيرها سمع مراعاة تأثير البيئة الخارجية E.من الواضح ، عند بناء نموذج وتنفيذ الآلة ، عند الحصول على معلومات جديدة ، من الممكن مراجعة القرارات التي تم اتخاذها مسبقًا ، أي أن عملية النمذجة تكرارية. دعنا نفكر في محتوى كل مرحلة بمزيد من التفصيل.

بناء النموذج المفاهيمي للنظام وتشكيله

في المرحلة الأولى من نمذجة الآلة - البناء النموذج المفاهيمي
أنظمة سوإضفاء الطابع الرسمي عليه - يتم صياغة نموذج ومخططه الرسمي ، أي أن الغرض الرئيسي من هذه المرحلة هو الانتقال من وصف ذي مغزى للكائن إلى نموذجه الرياضي ، وبعبارة أخرى ، عملية إضفاء الطابع الرسمي. تعد محاكاة الأنظمة على الكمبيوتر حاليًا الطريقة الأكثر تنوعًا وفعالية لتقييم خصائص الأنظمة الكبيرة. اللحظات الأكثر مسؤولية والأقل رسمية في هذا العمل هي الحدود بين النظام سوالبيئة الخارجية ه ،تبسيط وصف النظام وبناء نموذج تصوري أولاً ثم نموذج رسمي للنظام. يجب أن يكون النموذج مناسبًا ، وإلا فإنه من المستحيل الحصول على نتائج محاكاة إيجابية ، أي أن دراسة عملية تشغيل النظام على نموذج غير مناسب تفقد معناها بشكل عام. تحت نموذج مناسبسوف نفهم نموذجًا بدرجة معينة من التقريب على مستوى فهم النظام المنمذج سمطور نموذج يعكس عملية عمله في البيئة الخارجية ه.

الانتقال من الوصف إلى نموذج الحظر.من المنطقي للغاية بناء نموذج للنظام يعمل وفقًا لمبدأ الكتلة. في هذه الحالة ، يمكن تمييز ثلاث مجموعات مستقلة من كتل مثل هذا النموذج. كتل المجموعة الأولىهي محاكاة للتأثيرات البيئية هلكل نظام س; كتل المجموعة الثانيةهي في الواقع نموذج لعملية تشغيل النظام قيد الدراسة س; كتل المجموعة الثالثة- أداة مساعدة وتعمل على تنفيذ الماكينة لكتل ​​أول مجموعتين ، وكذلك لتثبيت نتائج المحاكاة ومعالجتها.

دعونا ننظر في آلية الانتقال من وصف عملية أداء بعض الأنظمة الافتراضية إلى نموذج هذه العملية. من أجل الوضوح ، نقدم فكرة وصف خصائص عملية تشغيل النظام س، أي حول نموذجها المفاهيمي
كيف مجموعة من بعض العناصر التي يتم تصويرها شرطيًا بواسطة المربعات كما هو موضح في الشكل. 2 ، أ.هذه المربعات هي وصف لبعض العمليات الفرعية للعملية التي تم التحقيق فيها لعمل النظام س, تأثير بيئي هيتم تقليل الانتقال من وصف النظام إلى نموذجه في هذا التفسير إلى الاستبعاد من النظر في بعض العناصر الثانوية للوصف (العناصر 5-8, 39-41, 43-47 ). من المفترض أنه ليس لها تأثير كبير على مسار العمليات المدروسة باستخدام النموذج. جزء من العناصر ( 14, 15, 28, 29, 42 ) استبدال الروابط السلبية , تعكس الخصائص الداخلية للنظام (الشكل 2 ، ب). بعض العناصر 1-4, 10, 11, 24, 25 يتم استبداله بعوامل الإدخال Xوالتأثيرات البيئية . من الممكن أيضًا إجراء بدائل مجمعة: العناصر 9, 18, 19, 32, 33 استبداله برابط سلبي وتأثير البيئة الخارجية ه . عناصر 22, 23, 36, 37 تعكس تأثير النظام على البيئة ذ.

أرز. 2. نموذج النظام: أ -المفاهيمي؛ ب - بلوك

عناصر النظام المتبقية سمجمعة في كتل
, تعكس عملية عمل النظام قيد الدراسة. كل من هذه الكتل مستقلة بما فيه الكفاية ، والتي يتم التعبير عنها في الحد الأدنى لعدد الوصلات بينها: يجب دراسة سلوك هذه الكتل جيدًا وإنشاء نموذج رياضي لكل منها ، والذي بدوره قد يحتوي على عدد من الكتل الفرعية. مبني نموذج الكتلةعملية تشغيل النظام قيد الدراسة ستم تصميمه لتحليل خصائص هذه العملية ، والتي يمكن تنفيذها من خلال تنفيذ الجهاز للنموذج الناتج.

النماذج الرياضية للعمليات.بعد الانتقال من وصف نظام المحاكاة سلطرازها
, شيدت وفقًا لمبدأ الكتلة ، فمن الضروري بناء نماذج رياضية للعمليات التي تحدث في كتل مختلفة. النموذج الرياضي هو مجموعة من العلاقات (على سبيل المثال ، المعادلات ، الشروط المنطقية ، العوامل) التي تحدد خصائص عملية تشغيل النظام ساعتمادًا على هيكل النظام وخوارزميات السلوك ومعلمات النظام والتأثيرات البيئية ه ،الشروط الأولية والوقت. النموذج الرياضي هو نتيجة إضفاء الطابع الرسمي على عملية تشغيل النظام قيد الدراسة ، أي بناء وصف رسمي (رياضي) للعملية بدرجة التقريب للواقع الضروري في إطار الدراسة.

لتوضيح إمكانيات إضفاء الطابع الرسمي ، ضع في اعتبارك عملية تشغيل بعض النظم الافتراضية س, والتي يمكن تقسيمها إلى تيأنظمة فرعية ذات خصائص ، مع معلمات ، في وجود إجراءات الإدخال والتأثيرات البيئية. ثم نظام العلاقات بالشكل

(1)

إذا كانت الوظائف
كانت معروفة ، ثم تصبح العلاقات (1) نموذجًا رياضيًا مثاليًا لعملية تشغيل النظام س. ومع ذلك ، من الناحية العملية ، غالبًا ما يكون الحصول على نموذج لشكل بسيط إلى حد ما للأنظمة الكبيرة أمرًا مستحيلًا ، وبالتالي ، عادةً ما تكون عملية تشغيل النظام سمقسمة إلى عدد من العمليات الفرعية الأولية. في الوقت نفسه ، من الضروري إجراء التقسيم إلى عمليات فرعية بطريقة تجعل بناء نماذج العمليات الفرعية الفردية أمرًا أوليًا ولا يسبب صعوبات في إضفاء الطابع الرسمي. وهكذا ، في هذه المرحلة ، سيتكون جوهر إضفاء الطابع الرسمي على العمليات الفرعية في اختيار المخططات الرياضية النموذجية. على سبيل المثال ، بالنسبة للعمليات العشوائية ، يمكن أن تكون هذه مخططات للأتمتة الاحتمالية (مخططات ف) ،مخططات الطابور (س-مخطط)إلخ ، والتي تصف بدقة السمات الرئيسية للظواهر الحقيقية التي تشكل العمليات الفرعية ، من وجهة نظر المشكلات التطبيقية التي يتم حلها.

وبالتالي ، إضفاء الطابع الرسمي على عملية سير أي نظام سيجب أن يسبقه دراسة الظواهر المكونة له. ونتيجة لذلك ، يظهر وصف مفيد للعملية ، وهي المحاولة الأولى لتحديد الأنماط المميزة للعملية قيد الدراسة بوضوح ، وصياغة المشكلة المطبقة. الوصف الهادف هو مصدر المواد للمراحل اللاحقة لإضفاء الطابع الرسمي: بناء مخطط رسمي لعملية تشغيل النظام ونموذج رياضي لهذه العملية. لمحاكاة عملية تشغيل النظام على الكمبيوتر ، من الضروري تحويل النموذج الرياضي للعملية إلى خوارزمية نمذجة وبرنامج كمبيوتر مناسبين.

المراحل الفرعية للمرحلة الأولى من النمذجة.دعونا نفكر بمزيد من التفصيل في المراحل الفرعية الرئيسية لبناء نموذج مفاهيمي
النظام وإضفاء الطابع الرسمي عليه (انظر الشكل 1).

1.1 بيان مشكلة محاكاة الآلة للنظام.يتم إعطاء صياغة واضحة لمهمة دراسة نظام معين. سويركز على قضايا مثل: أ) الاعتراف بوجود المشكلة والحاجة إلى محاكاة الآلة. ب) اختيار طرق حل المشكلة ، مع مراعاة الموارد المتاحة ؛ ج) تحديد نطاق المهمة وإمكانية تقسيمها إلى مهام فرعية.

من الضروري أيضًا الإجابة على السؤال حول أولوية حل المهام الفرعية المختلفة ، لتقييم فعالية الطرق الرياضية الممكنة وأدوات البرمجيات والأجهزة لحلها. تسمح لنا الدراسة المتأنية لهذه القضايا بصياغة مهمة الدراسة والبدء في تنفيذها. في هذه الحالة ، من الممكن مراجعة البيان الأولي للمشكلة في سياق النمذجة.

1.2 تحليل مشكلة نمذجة النظام.يساعد تحليل المشكلة في التغلب على الصعوبات التي تنشأ في المستقبل عند حلها عن طريق النمذجة. في المرحلة الثانية قيد النظر ، يتم اختصار العمل الرئيسي بالتحديد إلى التحليل ، بما في ذلك: أ) اختيار المعايير لتقييم فعالية عملية تشغيل النظام س; ب) تعريف متغيرات النموذج الداخلية والخارجية م ؛ج) اختيار طرق التحديد الممكنة ؛ ز)إجراء تحليل أولي لمحتوى المرحلة الثانية من خوارزمية نموذج النظام وتنفيذ أجهزته ؛ هـ) إجراء تحليل أولي لمحتوى المرحلة الثالثة للحصول على نتائج نمذجة النظام وتفسيرها.

1.3 تحديد متطلبات المعلومات الأولية حول كائن النمذجة وتنظيم مجموعته.بعد تحديد مشكلة نمذجة النظام سيتم تحديد متطلبات المعلومات ، والتي يتم من خلالها الحصول على البيانات الأولية النوعية والكمية اللازمة لحل هذه المشكلة. تساعد هذه البيانات على فهم جوهر المشكلة بعمق وطرق حلها. وبالتالي ، في هذه المرحلة الفرعية ، يتم تنفيذ ما يلي: أ) اختيار المعلومات اللازمة حول النظام سوالبيئة ه ؛ب) إعداد البيانات المسبقة ؛ ج) تحليل البيانات التجريبية المتاحة ؛ د) اختيار طرق ووسائل المعالجة الأولية للمعلومات حول النظام.

في الوقت نفسه ، يجب أن نتذكر أن كفاية النموذج وموثوقية نتائج المحاكاة تعتمد على جودة المعلومات الأولية حول كائن النمذجة.

1.4 وضع الفرضيات وقبول الافتراضات.الفرضيات عند بناء نموذج النظام ستعمل على سد "الثغرات" في فهم المشكلة من قبل الباحث. يتم طرح الفرضيات أيضًا فيما يتعلق بالنتائج المحتملة لنمذجة النظام س, يتم التحقق من صحتها أثناء تجربة الجهاز. تفترض الافتراضات أن بعض البيانات غير معروفة أو لا يمكن الحصول عليها. يمكن طرح افتراضات بشأن البيانات المعروفة التي لا تلبي متطلبات حل المشكلة. تجعل الافتراضات من الممكن تنفيذ تبسيطات النموذج وفقًا لمستوى النمذجة المختار. عند طرح الفرضيات ووضع الافتراضات ، يتم أخذ العوامل التالية في الاعتبار: أ) كمية المعلومات المتاحة لحل المشكلات ؛ ب) المهام الفرعية التي لا توجد معلومات كافية عنها ؛ ج) القيود المفروضة على موارد الوقت لحل المشكلة ؛ د) نتائج المحاكاة المتوقعة.

وبالتالي ، في عملية العمل مع نموذج النظام سمن الممكن العودة مرارًا وتكرارًا إلى هذه المرحلة الفرعية ، اعتمادًا على نتائج المحاكاة التي تم الحصول عليها والمعلومات الجديدة حول الكائن.

1.5 تعريف معلمات ومتغيرات النموذج.قبل الشروع في وصف النموذج الرياضي ، من الضروري تحديد معلمات النظام
, متغيرات الإدخال والإخراج
,
, تأثير بيئي
. الهدف النهائي لهذه المرحلة الفرعية هو التحضير لبناء نموذج رياضي للنظام س, تعمل في البيئة الخارجية ه ،التي من الضروري النظر في جميع معلمات ومتغيرات النموذج وتقييم درجة تأثيرها على عملية تشغيل النظام ككل. يجب تقديم وصف لكل معلمة ومتغير بالشكل التالي: أ) تعريف ووصف موجز ؛ ب) رمز التعيين ووحدة القياس ؛ ج) مدى التغيير. د) مكان التطبيق في النموذج.

1.6 تحديد المحتوى الرئيسي للنموذج.في هذه المرحلة الفرعية ، يتم تحديد المحتوى الرئيسي للنموذج واختيار طريقة لبناء نموذج النظام ، والتي يتم تطويرها على أساس الفرضيات والافتراضات المقبولة. في هذه الحالة ، يتم أخذ الميزات التالية في الاعتبار: أ) صياغة مشكلة نمذجة النظام ؛ ب) هيكل النظام سوخوارزميات سلوكها وتأثير البيئة الخارجية ه ؛ج) الطرق والوسائل الممكنة لحل مشكلة النمذجة.

1.7 تبرير معايير تقييم فاعلية النظام.لتقييم جودة عملية تشغيل النظام المحاكى سمن الضروري اختيار مجموعة معينة من المعايير لتقييم الكفاءة ، أي في الصياغة الرياضية ، يتم تقليل المشكلة إلى الحصول على نسبة لتقييم الكفاءة كدالة لمعلمات ومتغيرات النظام. هذه الوظيفة عبارة عن سطح استجابة في المنطقة التي تم فحصها للتغييرات في المعلمات والمتغيرات وتسمح لك بتحديد استجابة النظام. كفاءة النظام سيمكن تقديرها باستخدام معايير متكاملة أو جزئية ، ويعتمد اختيارها على المشكلة قيد الدراسة.

1.8 تعريف إجراءات التقريب.لتقريب العمليات الحقيقية التي تحدث في النظام س, يشيع استخدام ثلاثة أنواع من الإجراءات: أ) حتمية ؛ ب) احتمالية. ج) تحديد متوسط ​​القيم.

في إجراء حتمييتم تحديد نتائج المحاكاة بشكل فريد من خلال مجموعة معينة من إجراءات الإدخال والمعلمات والمتغيرات الخاصة بالنظام س. في هذه الحالة ، لا توجد عناصر عشوائية تؤثر على نتائج المحاكاة. احتمالية(عشوائي) إجراءعندما تستخدم العناصر العشوائية ، بما في ذلك التأثيرات البيئية ه ،تؤثر على خصائص عملية تشغيل النظام سوعندما يكون من الضروري الحصول على معلومات حول قوانين توزيع متغيرات المخرجات. إجراء لتحديد القيم المتوسطةيتم استخدامه عندما ، عند نمذجة نظام ، تكون القيم المتوسطة لمتغيرات المخرجات في وجود عناصر عشوائية ذات أهمية.

1.9 وصف النموذج المفاهيمي للنظام. في هذه المرحلة الفرعية من بناء نموذج النظام: أ) يتم وصف النموذج المفاهيمي
بمصطلحات ومفاهيم مجردة ؛ ب) وصف النموذج معطى باستخدام مخططات رياضية نموذجية. ج) قبول الفرضيات والافتراضات بشكل نهائي ؛ د) يتم إثبات اختيار إجراء لتقريب العمليات الحقيقية عند بناء نموذج. وبالتالي ، في هذه المرحلة الفرعية ، يتم إجراء تحليل مفصل للمشكلة ، والنظر في الطرق الممكنة لحلها ، وتقديم وصف مفصل للنموذج المفاهيمي.
, والتي يتم استخدامها بعد ذلك في المرحلة الثانية من المحاكاة.

1.10 التحقق من صحة النموذج المفاهيمي.بعد النموذج المفاهيمي
الموصوفة ، من الضروري التحقق من صحة بعض مفاهيم النموذج قبل الانتقال إلى المرحلة التالية من نمذجة النظام س. من الصعب جدًا التحقق من موثوقية النموذج المفاهيمي ، نظرًا لأن عملية بنائه هي عملية إرشادية ومثل هذا النموذج موصوف بمصطلحات ومفاهيم مجردة. إحدى طرق التحقق من صحة النموذج
- استخدام عمليات الانتقال العكسي ، والتي تسمح لك بتحليل النموذج ، والعودة إلى التقديرات المقبولة ، وأخيراً ، النظر مرة أخرى في العمليات الحقيقية التي تحدث في النظام المحاكى س. التحقق من صحة النموذج المفاهيمي
يجب أن تشمل: أ) التحقق من القصد من النموذج ؛ ب) تقييم موثوقية المعلومات الأولية ؛ ج) دراسة صياغة مشكلة النمذجة. د) تحليل التقديرات المقبولة ؛ هـ) بحث الفرضيات والافتراضات.

فقط بعد فحص شامل للنموذج المفاهيمي
يجب أن تنتقل إلى مرحلة تنفيذ الجهاز للنموذج ، لأن الأخطاء في النموذج
لا تقدم نتائج محاكاة موثوقة.

1.11. إعداد التوثيق الفني للمرحلة الأولى. الخامسنهاية مرحلة بناء النموذج المفاهيمي
وإضفاء الطابع الرسمي عليها ، يتم إعداد تقرير فني عن المرحلة يتضمن: أ) بيانًا تفصيليًا لمشكلة نمذجة النظام س؛ ب) تحليل مشكلة نمذجة النظام. ج) معايير تقييم فعالية النظام. د) معلمات ومتغيرات نموذج النظام ؛ هـ) الفرضيات والافتراضات التي تم تبنيها في بناء النموذج. و) وصف النموذج بمصطلحات ومفاهيم مجردة. ز) وصف نتائج المحاكاة المتوقعة.

إرسال عملك الجيد في قاعدة المعرفة أمر بسيط. استخدم النموذج أدناه

سيكون الطلاب وطلاب الدراسات العليا والعلماء الشباب الذين يستخدمون قاعدة المعرفة في دراساتهم وعملهم ممتنين جدًا لك.

نشر على http://www.allbest.ru/

نشر على http://www.allbest.ru/

مقدمة

1. مراجعة تحليلية للطرق والوسائل الموجودة لحل المشكلة

1.1 مفهوم وأنواع النمذجة

1.2 طرق الحساب العددية

1.3 المفهوم العام لطريقة العناصر المحدودة

2. التحليل الحسابي للمشكلة

2.1 بيان المشكلة

2.2 وصف النموذج الرياضي

2.3 مخطط الرسم للخوارزمية

3. تنفيذ البرنامج للمهمة

3.1 الانحرافات والتفاوتات في سن اللولب المستقيمة

3.2 تنفيذ الانحرافات والتفاوتات في خيوط الأنابيب الأسطوانية في برنامج البوصلة

3.3 تنفيذ المهمة في لغة البرمجة C #

3.4 تنفيذ النموذج الهيكلي في حزمة ANSYS

3.5 فحص النتائج

استنتاج

قائمة الأدب المستخدم

مقدمة

في العالم الحديث ، هناك حاجة متزايدة للتنبؤ بسلوك الأنظمة الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية وغيرها. تتمثل إحدى طرق حل المشكلة في استخدام اتجاه علمي جديد ومناسب إلى حد ما - نمذجة الكمبيوتر ، ومن السمات المميزة لها تصورًا عاليًا لخطوات الحساب.

هذا العمل مخصص لدراسة محاكاة الحاسوب في حل المشكلات التطبيقية. تُستخدم هذه النماذج للحصول على معلومات جديدة حول الكائن الذي يتم تصميمه لتقييم تقريبي لسلوك الأنظمة. في الممارسة العملية ، يتم استخدام هذه النماذج بنشاط في مختلف مجالات العلوم والإنتاج: الفيزياء ، والكيمياء ، والفيزياء الفلكية ، والميكانيكا ، وعلم الأحياء ، والاقتصاد ، والأرصاد الجوية ، وعلم الاجتماع ، والعلوم الأخرى ، وكذلك في المشكلات التطبيقية والتقنية في مختلف مجالات الإلكترونيات الراديوية ، الهندسة الميكانيكية وصناعة السيارات وغيرها. أسباب ذلك واضحة: وهي القدرة على إنشاء نموذج في وقت قصير وإجراء تغييرات بسرعة على البيانات الأولية ، وإدخال معلمات النموذج الإضافية وتصحيحها. مثال على ذلك دراسة سلوك المباني والأجزاء والهياكل تحت الحمل الميكانيكي ، والتنبؤ بقوة الهياكل والآليات ، ونمذجة أنظمة النقل ، وتصميم المواد وسلوكها ، وتصميم المركبات ، والتنبؤ بالطقس ، محاكاة تشغيل الأجهزة الإلكترونية ، محاكاة اختبارات التصادم ، اختبارات القوة وكفاية خطوط الأنابيب والأنظمة الحرارية والهيدروليكية.

الغرض من عمل الدورة هو دراسة خوارزميات المحاكاة الحاسوبية ، مثل طريقة العناصر المحدودة ، وطريقة الفروق الحدودية ، وطريقة الفروق المحدودة مع المزيد من التطبيقات العملية لحساب الوصلات الملولبة للقوة ؛ تطوير خوارزمية لحل مشكلة معينة مع التنفيذ اللاحق في شكل منتج برمجي ؛ ضمان الدقة المطلوبة للحساب وتقييم مدى كفاية النموذج باستخدام منتجات برمجية مختلفة.

1 . مراجعة تحليلية للطرق الحالية ووسائل حل المشكلة

1.1 مفهوم النماذج وأنواعهاوعمل

يمكن تقسيم مشاكل البحث التي يتم حلها عن طريق نمذجة الأنظمة الفيزيائية المختلفة إلى أربع مجموعات:

1) المشكلات المباشرة ، التي يتم في حلها إعطاء النظام قيد الدراسة بواسطة معلمات عناصره ومعلمات الوضع الأولي أو الهيكل أو المعادلات. مطلوب لتحديد رد فعل النظام على القوى المؤثرة عليه (الاضطرابات).

2) المشاكل العكسية ، والتي وفقًا لرد الفعل المعروف للنظام ، يلزم إيجاد القوى (الاضطرابات) التي تسببت في هذا التفاعل وإجبار النظام قيد الدراسة على الوصول إلى حالة معينة.

3) المشاكل العكسية التي تتطلب تحديد معلمات النظام حسب التدفق المعروف للعملية ، الموصوف بالمعادلات التفاضلية وقيم القوى وردود الفعل على هذه القوى (الاضطرابات).

4) المشاكل الاستقرائية التي يهدف حلها إلى تجميع أو تنقية المعادلات التي تصف العمليات التي تحدث في نظام تعرف خصائصه (الاضطرابات والاستجابة لها).

اعتمادًا على طبيعة العمليات المدروسة في النظام ، يمكن تقسيم جميع أنواع النمذجة إلى المجموعات التالية:

حتمية.

العشوائية.

النمذجة الحتمية تصور العمليات الحتمية ، أي العمليات التي يفترض فيها عدم وجود أي تأثيرات عشوائية.

النمذجة العشوائية تعرض العمليات والأحداث الاحتمالية. في هذه الحالة ، يتم تحليل عدد من تطبيقات عملية عشوائية وتقدير متوسط ​​الخصائص ، أي مجموعة من التطبيقات المتجانسة.

اعتمادًا على سلوك الكائن في الوقت المناسب ، يتم تصنيف النمذجة إلى نوعين:

ثابتة؛

متحرك.

تستخدم النمذجة الثابتة لوصف سلوك كائن ما في أي وقت ، بينما تعكس النمذجة الديناميكية سلوك الكائن بمرور الوقت.

اعتمادًا على شكل تمثيل كائن (نظام) ، يمكن للمرء التمييز

النمذجة الفيزيائية

النمذجة الرياضية.

تختلف النمذجة الفيزيائية عن مراقبة نظام حقيقي (تجربة طبيعية) في هذا البحث الذي يتم إجراؤه على نماذج تحافظ على طبيعة الظواهر ولها تشابه فيزيائي. مثال على ذلك نموذج طائرة يتم اختباره في نفق هوائي. في عملية النمذجة الفيزيائية ، يتم تعيين بعض خصائص البيئة الخارجية ودراسة سلوك النموذج تحت تأثيرات خارجية معينة. يمكن أن تستمر النمذجة المادية في مقاييس زمنية حقيقية وغير حقيقية.

في إطار النمذجة الرياضية ، تُفهم عملية إنشاء المراسلات مع كائن حقيقي معين لكائن رياضي معين ، يسمى النموذج الرياضي ، ودراسة هذا النموذج على جهاز كمبيوتر ، من أجل الحصول على خصائص الكائن الحقيقي قيد الدراسة.

تُبنى النماذج الرياضية على أساس القوانين التي تحددها العلوم الأساسية: الفيزياء ، والكيمياء ، والاقتصاد ، وعلم الأحياء ، إلخ. في نهاية المطاف ، يتم اختيار نموذج رياضي واحد أو آخر على أساس معيار الممارسة ، مفهوم بالمعنى الواسع. بعد تشكيل النموذج ، من الضروري دراسة سلوكه.

أي نموذج رياضي ، مثل أي نموذج آخر ، يصف كائنًا حقيقيًا فقط بدرجة معينة من التقريب إلى الواقع. لذلك ، في عملية النمذجة ، من الضروري حل مشكلة التطابق (كفاية) النموذج الرياضي والنظام ، أي إجراء دراسة إضافية لاتساق نتائج المحاكاة مع الوضع الحقيقي.

يمكن تقسيم النمذجة الرياضية إلى المجموعات التالية:

تحليلي

محاكاة؛

مجموع.

بمساعدة النمذجة التحليلية ، يمكن إجراء دراسة كائن (نظام) إذا كانت التبعيات التحليلية الصريحة معروفة والتي تربط الخصائص المرغوبة بالشروط الأولية والمعلمات والمتغيرات للنظام.

ومع ذلك ، لا يمكن الحصول على مثل هذه التبعيات إلا للأنظمة البسيطة نسبيًا. عندما تصبح الأنظمة أكثر تعقيدًا ، تواجه دراستها بالطرق التحليلية صعوبات كبيرة ، والتي غالبًا ما تكون مستحيلة.

في نمذجة المحاكاة ، تعيد الخوارزمية التي تنفذ النموذج إنتاج عملية عمل النظام في الوقت المناسب ، وتتم محاكاة الظواهر الأولية التي تشكل العملية ، مع الحفاظ على الهيكل المنطقي ، مما يجعل من الممكن الحصول على معلومات حول حالات العملية في نقاط زمنية معينة في كل رابط للنظام من البيانات الأولية.

الميزة الرئيسية لنمذجة المحاكاة مقارنة بالنمذجة التحليلية هي القدرة على حل المشكلات الأكثر تعقيدًا. تجعل نماذج المحاكاة من السهل جدًا مراعاة عوامل مثل وجود عناصر منفصلة ومستمرة ، وخصائص غير خطية لعناصر النظام ، وتأثيرات عشوائية عديدة ، إلخ.

في الوقت الحاضر ، غالبًا ما تكون نمذجة المحاكاة هي الطريقة الوحيدة المتاحة عمليًا للحصول على معلومات حول سلوك النظام ، خاصة في مرحلة تصميمه.

تتيح لك النمذجة المجمعة (المحاكاة التحليلية) الجمع بين مزايا النمذجة التحليلية والمحاكاة.

عند إنشاء نماذج مجمعة ، يتم إجراء تحليل أولي لعملية تشغيل كائن ما في العمليات الفرعية المكونة ، ولهذه النماذج ، حيثما أمكن ، يتم استخدام النماذج التحليلية ، وبالنسبة للعمليات الفرعية المتبقية ، يتم بناء نماذج المحاكاة.

من وجهة نظر وصف الكائن واعتمادًا على طبيعته ، يمكن تقسيم النماذج الرياضية إلى نماذج:

تمثيلي (مستمر) ؛

رقمي (منفصل) ؛

التناظرية الرقمية.

يُفهم النموذج التناظري على أنه نموذج مشابه ، يتم وصفه بواسطة المعادلات المتعلقة بالكميات المستمرة. يُفهم النموذج الرقمي على أنه نموذج موصوف بواسطة معادلات تتعلق بكميات منفصلة مقدمة في شكل رقمي. يُفهم النموذج التناظري الرقمي على أنه نموذج يمكن وصفه بالمعادلات التي تربط الكميات المستمرة والمنفصلة.

1.2 الطرق العدديةمعزوج

يعني حل مشكلة لنموذج رياضي تحديد خوارزمية للحصول على النتيجة المطلوبة من البيانات الأولية.

تنقسم خوارزميات الحل بشكل مشروط إلى:

خوارزميات دقيقة تسمح لك بالحصول على النتيجة النهائية بعدد محدود من الإجراءات ؛

الطرق التقريبية - تسمح ، بسبب بعض الافتراضات ، بتقليل حل المشكلة بنتيجة دقيقة ؛

الطرق العددية - تتضمن تطوير خوارزمية توفر حلاً لخطأ محدد.

حل مشاكل الميكانيكا الإنشائية يرتبط بصعوبات رياضية كبيرة يتم التغلب عليها بمساعدة الطرق العددية التي تجعل من الممكن باستخدام الكمبيوتر الحصول على حلول تقريبية ترضي أغراض عملية.

يتم الحصول على الحل العددي عن طريق التقدير والجبر لمشكلة القيمة الحدية. التكتم هو استبدال مجموعة متصلة بمجموعة منفصلة من النقاط. تسمى هذه النقاط العقد الشبكية ، وفيها فقط قيم الوظيفة التي يتم البحث عنها. في هذه الحالة ، يتم استبدال الوظيفة بمجموعة محدودة من قيمها عند عقد الشبكة. باستخدام القيم الموجودة في عقد الشبكة ، يمكن للمرء تقريبًا التعبير عن المشتقات الجزئية. نتيجة لذلك ، تتحول المعادلة التفاضلية الجزئية إلى معادلات جبرية (جبر مشكلة القيمة الحدية).

اعتمادًا على طرق إجراء التقدير والجبر ، يتم تمييز طرق مختلفة.

الطريقة الأولى لحل مشاكل القيمة الحدية ، والتي انتشرت على نطاق واسع ، هي طريقة الفروق المحدودة (FDM). في هذه الطريقة ، يتكون التمييز في تغطية منطقة الحل بشبكة واستبدال مجموعة متصلة من النقاط بمجموعة منفصلة. غالبًا ما يتم استخدام شبكة ذات أحجام خطوة ثابتة (شبكة عادية).

تتكون خوارزمية MKR من ثلاث مراحل:

1. بناء شبكة في منطقة معينة. يتم تحديد القيم التقريبية للوظيفة (القيم العقدية) في عقد الشبكة. مجموعة القيم العقدية هي دالة الشبكة.

2. يتم استبدال المشتقات الجزئية بتعبيرات الفرق. في هذه الحالة ، يتم تقريب الدالة المستمرة بواسطة دالة الشبكة. والنتيجة هي نظام المعادلات الجبرية.

3. حل نظام المعادلات الجبرية التي تم الحصول عليها.

طريقة عددية أخرى هي طريقة العناصر الحدودية (BEM). يعتمد على النظر في نظام المعادلات الذي يتضمن فقط قيم المتغيرات عند حدود المنطقة. يتطلب مخطط التقديرية تقسيم السطح فقط. يتم تقسيم حدود المنطقة إلى عدد من العناصر ويعتبر أنه من الضروري إيجاد حل تقريبي يقترب من مشكلة القيمة الحدية الأصلية. هذه العناصر تسمى الحدود. يؤدي تقديرك للحدود فقط إلى نظام معادلات أصغر للمشكلة من تقدير الجسم كله. يقلل BEM من أبعاد المشكلة الأصلية بواحد.

عند تصميم كائنات فنية مختلفة ، يتم استخدام طريقة العناصر المحدودة (FEM) على نطاق واسع. ارتبط ظهور طريقة العناصر المحدودة بحل مشاكل أبحاث الفضاء في الخمسينيات من القرن الماضي. في الوقت الحاضر ، مجال تطبيق طريقة العناصر المحدودة واسع للغاية ويغطي جميع المشاكل الفيزيائية التي يمكن وصفها بواسطة المعادلات التفاضلية. تتمثل أهم مزايا طريقة العناصر المحدودة فيما يلي:

1. لا يلزم أن تكون الخصائص المادية للعناصر المجاورة هي نفسها. يسمح هذا الأسلوب ليتم تطبيقه على الهيئات المكونة من عدة مواد.

2. يمكن تقريب المنطقة المنحنية بخطوط مستقيمة أو وصفها بدقة باستخدام عناصر منحنية.

3. يمكن أن تكون أبعاد العناصر متغيرة. يتيح لك ذلك تكبير أو تحسين شبكة تقسيم المنطقة إلى عناصر ، إذا لزم الأمر.

4. باستخدام طريقة العناصر المحدودة ، ليس من الصعب مراعاة شروط الحدود مع حمل سطح متقطع ، فضلاً عن شروط الحدود المختلطة.

يحتوي حل مشاكل FEM على الخطوات التالية:

1. تقسيم المنطقة إلى عناصر محدودة. ترقيم العقد والعناصر.

2. بناء مصفوفات الصلابة للعناصر المحدودة.

3. تقليل الأحمال والتأثيرات المطبقة على العناصر المحدودة للقوى العقدية.

4. تكوين نظام عام من المعادلات. مع مراعاة شروط الحدود فيه. حل نظام المعادلات الناتج.

5. تحديد الاجهادات والسلالات في العناصر المحدودة.

العيب الرئيسي لـ FEM هو الحاجة إلى تقدير الجسم كله ، مما يؤدي إلى عدد كبير من العناصر المحدودة ، وبالتالي مشاكل غير معروفة. بالإضافة إلى ذلك ، تؤدي FEM أحيانًا إلى انقطاعات في قيم الكميات قيد الدراسة ، لأن إجراء الطريقة يفرض شروط الاستمرارية فقط عند العقد.

لحل المشكلة ، تم اختيار طريقة العناصر المحدودة ، لأنها الطريقة المثلى لحساب الهياكل ذات الشكل الهندسي المعقد.

1.3 المفهوم العام لطريقة العناصر المحدودة

تتكون طريقة العناصر المحدودة من تقسيم النموذج الرياضي للتصميم إلى بعض العناصر ، تسمى العناصر المحدودة. العناصر أحادية البعد وثنائية الأبعاد ومتعددة الأبعاد. يتم توفير مثال للعناصر المحدودة في الشكل 1. يعتمد نوع العنصر على الشروط الأولية. تسمى مجموعة العناصر التي ينقسم إليها الهيكل بشبكة عناصر محدودة.

تتكون طريقة العناصر المحدودة بشكل عام من الخطوات التالية:

1. تقسيم المنطقة إلى عناصر محدودة. عادةً ما يبدأ تقسيم المنطقة إلى عناصر من حدودها ، من أجل تقريب شكل الحدود بأكبر قدر من الدقة. ثم يتم تقسيم المناطق الداخلية. في كثير من الأحيان ، يتم تقسيم المنطقة إلى عناصر على عدة مراحل. أولاً ، يتم تقسيمها إلى أجزاء كبيرة ، تمر الحدود بينها حيث تتغير خصائص المواد والهندسة والحمل المطبق. ثم يتم تقسيم كل مجال فرعي إلى عناصر. بعد تقسيم المنطقة إلى عناصر محدودة ، يتم ترقيم العقد. سيكون الترقيم مهمة تافهة إذا لم يؤثر على كفاءة الحسابات اللاحقة. إذا أخذنا في الاعتبار نظام المعادلات الخطية الناتج ، يمكننا أن نرى أن بعض العناصر غير الصفرية في مصفوفة المعامل تقع بين خطين ، وتسمى هذه المسافات عرض النطاق الترددي للمصفوفة. إن ترقيم العقد هو الذي يؤثر على عرض الشريط ، مما يعني أنه كلما كان الشريط أوسع ، زادت الحاجة إلى المزيد من التكرارات للحصول على الإجابة المطلوبة.

برنامج خوارزمية المحاكاة ansys

الشكل 1 - بعض العناصر المحدودة

2. تحديد دالة التقريب لكل عنصر. في هذه المرحلة ، يتم استبدال الوظيفة المستمرة المرغوبة بدالة متعددة التعريف متصلة بمجموعة من العناصر المحدودة. يمكن تنفيذ هذا الإجراء مرة واحدة لعنصر منطقة نموذجي ومن ثم يمكن استخدام الوظيفة الناتجة لعناصر منطقة أخرى من نفس النوع.

3. الجمع بين العناصر المحدودة. في هذه المرحلة ، يتم دمج المعادلات المتعلقة بالعناصر الفردية ، أي في نظام المعادلات الجبرية. النظام الناتج هو نموذج للوظيفة المستمرة المطلوبة. نحصل على مصفوفة الصلابة.

4. حل نظام المعادلات الجبرية الناتج. يتم تقريب البناء الحقيقي من خلال عدة مئات من العناصر المحدودة ، تنشأ أنظمة المعادلات مع عدة مئات وآلاف من المجهول.

حل مثل هذه الأنظمة من المعادلات هو المشكلة الرئيسية في تنفيذ طريقة العناصر المحدودة. تعتمد طرق الحل على حجم نظام حل المعادلات. في هذا الصدد ، تم تطوير طرق خاصة لتخزين مصفوفة الصلابة ، مما يجعل من الممكن تقليل كمية ذاكرة الوصول العشوائي المطلوبة لهذا الغرض. تُستخدم مصفوفات الصلابة في كل طريقة لحساب القوة باستخدام شبكة عناصر محدودة.

لحل أنظمة المعادلات ، يتم استخدام طرق عددية مختلفة ، والتي تعتمد على المصفوفة الناتجة ، وهذا واضح للعيان في الحالة التي تكون فيها المصفوفة غير متماثلة ، وفي هذه الحالة لا يمكن استخدام طرق مثل طريقة التدرج المترافق.

بدلاً من تحديد المعادلات ، غالبًا ما يتم استخدام نهج التباين. في بعض الأحيان يتم تعيين شرط لضمان اختلاف بسيط بين الحلول التقريبية والحقيقية. نظرًا لأن عدد المجهول في نظام المعادلات النهائي كبير ، يتم استخدام رمز المصفوفة. يوجد حاليًا عدد كافٍ من الطرق العددية لحل نظام المعادلات ، مما يسهل الحصول على نتيجة.

2. التحليل الحسابي للمشكلة

2 .1 بيان المشكلة

مطلوب تطوير تطبيق يحاكي حالة الإجهاد والانفعال للبنية المسطحة ، لإجراء حساب مماثل في نظام Ansys.

لحل المشكلة ، من الضروري: تقسيم المنطقة إلى عناصر محدودة ، وترقيم العقد والعناصر ، وتعيين خصائص المواد وشروط الحدود.

البيانات الأولية للمشروع هي مخطط هيكل مسطح مع تحميل وتثبيت موزع مطبق (الملحق أ) ، قيم خصائص المادة (معامل المرونة -2 * 10 ^ 5 باسكال ، نسبة بواسون - 0.3) ، تحميل 5000H.

نتيجة عمل الدورة هي الحصول على إزاحة للجزء في كل عقدة.

2.2 وصف النموذج الرياضي

لحل المشكلة ، يتم استخدام طريقة العناصر المحدودة الموضحة أعلاه. الجزء مقسم إلى عناصر محدودة مثلثة مع العقد i ، j ، k (الشكل 2).

الشكل 2 - تمثيل العناصر المحدودة للجسم.

تشتمل عمليات إزاحة كل عقدة على مكونين ، الصيغة (2.1):

ستة مكونات من عمليات الإزاحة لعقد العناصر تشكل متجه إزاحة (د):

يتم تحديد حركة أي نقطة داخل العنصر المحدود بالعلاقات (2.3) و (2.4):

عندما يتم دمج (2.3) و (2.4) في معادلة واحدة ، يتم الحصول على العلاقة التالية:

التشوهات والتهجير مترابطة على النحو التالي:

بالتعويض عن (2.5) في (2.6) ، نحصل على العلاقة (2.7):

يمكن تمثيل العلاقة (2.7) على النحو التالي:

حيث [B] هي مصفوفة التدرج بالشكل (2.9):

تعتمد وظائف الشكل خطيًا على إحداثيات x و y ، وبالتالي لا تعتمد مصفوفة التدرج على إحداثيات نقطة داخل العنصر المحدد ، وتكون التشوهات والضغوط داخل العنصر المحدد ثابتة في هذه الحالة.

في حالة إجهاد مستوي في مادة متناحرة ، يتم تحديد مصفوفة الثوابت المرنة [D] بالصيغة (2.10):

حيث E هو معامل المرونة ، هو نسبة بواسون.

مصفوفة صلابة العناصر المحدودة لها الشكل:

حيث h e السُمك ، A e هي مساحة العنصر.

معادلة التوازن للعقدة الأولى لها الشكل:

لمراعاة شروط التثبيت ، هناك الطريقة التالية. يجب أن يكون هناك نظام من معادلات N (2.13):

في حالة إصلاح أحد الدعامات ، أي U i = 0 ، استخدم الإجراء التالي. دع U 2 \ u003d 0 ، ثم:

أي ، يتم تعيين الصف والعمود المقابل على الصفر ، ويتم تعيين العنصر القطري على واحد. وفقًا لذلك ، فهي تساوي صفرًا و F 2.

لحل النظام الناتج ، نختار طريقة Gauss. تنقسم خوارزمية الحل الجاوس إلى مرحلتين:

1. النقل المباشر: من خلال التحولات الأولية على الأوتار ، يتم إحضار النظام إلى شكل متدرج أو ثلاثي ، أو ثبت أن النظام غير متسق. يتم تحديد صف التمكين k ، حيث k = 0… n - 1 ، ولكل صف تالي ، يتم تحويل العناصر

بالنسبة إلى i = k + 1 ، k + 2 ... n-1 ؛ ي = ك + 1 ، ك + 2 ... ن.

2. التحرك العكسي: يتم تحديد قيم المجهول. من المعادلة الأخيرة للنظام المحول ، يتم حساب قيمة المتغير x n ، وبعد ذلك ، من المعادلة قبل الأخيرة ، يصبح من الممكن تحديد المتغير x n -1 وما إلى ذلك.

2. 3 مخطط رسومي للخوارزمية

يوضح المخطط البياني المقدم للخوارزمية التسلسل الرئيسي للإجراءات التي يتم تنفيذها عند نمذجة التفاصيل الهيكلية. في الخانة 1 ، يتم إدخال البيانات الأولية. بناءً على بيانات الإدخال ، فإن الخطوة التالية هي بناء شبكة عناصر محدودة. علاوة على ذلك ، في المربعين 3 و 4 ، على التوالي ، يتم إنشاء مصفوفات الصلابة المحلية والعالمية. في الخانة 5 ، يتم حل النظام الناتج بطريقة غاوس. بناءً على القرار الوارد في الخانة 6 ، يتم تحديد عمليات الإزاحة المرغوبة في العقد ، ويتم عرض النتائج. يظهر رسم تخطيطي موجز للخوارزمية في الشكل 7.

الشكل 7 - مخطط بياني للخوارزمية

3 . طليعةجراماتعشر تنفيذ المهمة

3.1 الانحرافات والتفاوتات في سن اللولب المستقيمة

خيط الأنبوب الأسطواني (GOST 6357-73) له شكل مثلث مع قمم وأحواض مستديرة. يستخدم هذا الخيط بشكل أساسي لتوصيل الأنابيب وتجهيزات الأنابيب والتجهيزات.

لتحقيق إحكام الربط المناسب ، يتم وضع مواد مانعة للتسرب خاصة (خيوط كتان ، خيوط رصاص حمراء ، إلخ) في الفجوات المتكونة من موقع حقول التسامح ، بين تجاويف البرغي وبروز الجوز.

ترد الانحرافات الحدية لعناصر خيط الأنبوب الأسطواني للقطر "1" للخيوط الخارجية والداخلية في الجدولين 1 و 2 على التوالي.

الجدول 1 - انحرافات الخيط الأسطواني الخارجي للأنبوب (وفقًا لـ GOST 6357-73)

الجدول 2 - انحرافات الخيط الأسطواني الداخلي للأنبوب (وفقًا لـ GOST 6357-73)

حدود انحرافات الخيط الخارجي للحد الأدنى للقطر الخارجي ، الصيغة (3.1):

dmin = dn + ei (3.1)

حيث dn هو الحجم الاسمي للقطر الخارجي.

حدود انحرافات الخيط الخارجي للحد الأقصى للقطر الخارجي ، محسوبة بالصيغة (3.2):

dmax = dn + es (3.2)

حدود انحرافات الخيط الخارجي للحد الأدنى لمتوسط ​​القطر ، الصيغة (3.3):

d2min = d2 + ei (3.3)

حيث d2 هو الحجم الاسمي لمتوسط ​​القطر.

حدود انحرافات الخيط الخارجي للحد الأقصى لمتوسط ​​القطر ، محسوبة بالصيغة (3.4):

d2max = d2 + es (3.4)

حدود انحرافات الخيط الخارجي للحد الأدنى للقطر الداخلي ، الصيغة (3.5):

d1min = d1 + ei (3.5)

حيث d1 هو الحجم الاسمي للقطر الداخلي.

حدود انحرافات الخيط الخارجي للحد الأقصى للقطر الداخلي ، محسوبة بالصيغة (3.6):

d1max = d1 + es (3.6)

حدود انحرافات الخيط الداخلي للحد الأدنى للقطر الخارجي ، الصيغة (3.7):

Dmin = Dn + EI ، (3.7)

حيث Dn هو الحجم الاسمي للقطر الخارجي.

حدود انحرافات الخيط الداخلي للحد الأقصى للقطر الخارجي ، محسوبة بالصيغة (3.8):

Dmax = Dn + ES (3.8)

حدود انحرافات الخيط الداخلي لمتوسط ​​القطر الأدنى ، الصيغة (3.9):

D2min = D2 + EI (3.9)

حيث D2 هو الحجم الاسمي لمتوسط ​​القطر.

حدود انحرافات الخيط الداخلي للحد الأقصى لمتوسط ​​القطر ، محسوبة بالصيغة (3.10):

D2max = D2 + ES (3.10)

حدود انحرافات الخيط الداخلي للحد الأدنى للقطر الداخلي ، الصيغة (3.11):

D1min = D1 + EI (3.11)

حيث D1 هو الحجم الاسمي للقطر الداخلي.

حدود انحرافات الخيط الداخلي للحد الأقصى للقطر الداخلي ، محسوبة بالصيغة (3.12):

D1max = D1 + ES (3.12)

يمكن رؤية جزء من مخطط الخيط في الشكل 6 من الفصل 3.2.

3.2 تنفيذ الانحراف والتفاوتات في سن اللولب الاسطواني فيبرنامج "بوصلة"

الشكل 6 - خيط أنبوب أسطواني مع تفاوتات.

يتم عرض إحداثيات النقاط في الجدول 1 من الملحق د

نسخ خيط مدمج:

حدد الموضوع> محرر> نسخ ؛

إدراج الخيط:

نضع المؤشر في المكان الذي نحتاجه> محرر> لصق.

يمكن عرض نتيجة الخيط المركب في الملحق د

3.3 تنفيذ المهمةتشي في لغة البرمجة C #

لتنفيذ خوارزمية حساب القوة ، تم اختيار بيئة تطوير MS Visual Studio 2010 باستخدام اللغة سي #من العبوة . صافيإطار العمل 4.0. باستخدام نهج البرمجة الشيئية ، سننشئ فئات تحتوي على البيانات الضرورية:

الجدول 3 - هيكل فئة العنصر

اسم المتغير

المراحل الفرعية للمرحلة الأولى من النمذجة. خوارزمية نماذج النظام وتنفيذ أجهزتها

علوم الحاسوب وعلم التحكم الآلي والبرمجة

أشكال تمثيل خوارزميات النمذجة المراحل الفرعية للمرحلة الأولى من النمذجة دعونا نفكر بمزيد من التفصيل في المراحل الفرعية الرئيسية لبناء نموذج مفاهيمي لنظام MC وإضفاء الطابع الرسمي عليه ، انظر صياغة الهدف وصياغة مشكلة محاكاة الكمبيوتر للنظام. يتم إعطاء صياغة واضحة لمهمة الهدف وصياغة دراسة نظام معين S ، ويتم إيلاء الاهتمام الرئيسي لمسائل مثل: الاعتراف بوجود الهدف والحاجة إلى نمذجة الآلة ؛ (ب) اختيار طرق حل المشكلة ، مع مراعاة الموارد المتاحة ؛ للتعريف ...

المحاضرة 12. المراحل الفرعية للمرحلة الأولى من النمذجة. خوارزمية نماذج النظام وتنفيذ أجهزتها. مبادئ بناء خوارزميات النمذجة. أشكال تمثيل خوارزميات النمذجة

المراحل الفرعية للمرحلة الأولى من النمذجة

دعونا نفكر بمزيد من التفصيل في المراحل الفرعية الرئيسية لبناء نموذج مفاهيميم ك النظام وإضفاء الطابع الرسمي عليه (انظر الشكل 3.1)

1.1 صياغة الهدف وصياغة مشكلة النمذجة الآلية للنظام.يتم تقديم صياغة واضحة لمهمة الهدف وصياغة دراسة نظام معين.س وينصب التركيز على قضايا مثل: أ) الاعتراف بوجود الغرض والحاجة إلى محاكاة الآلة. ب) اختيار طرق حل المشكلة ، مع مراعاة الموارد المتاحة ؛ ج) تحديد نطاق المهمة وإمكانية تقسيمها إلى مهام فرعية. في عملية النمذجة ، من الممكن مراجعة البيان الأولي للمشكلة ، اعتمادًا على الغرض من النمذجة والغرض من عمل النظام.

1.2 تحليل مشكلة نمذجة النظام.يتضمن التحليل الأسئلة التالية: أ) اختيار المعايير لتقييم فعالية عملية تشغيل النظامس ؛ ب) تعريف متغيرات النموذج الداخلية والخارجيةم ؛ ج) اختيار طرق التحديد الممكنة ؛
د) إجراء تحليل أولي لمحتوى المرحلة الثانية من خوارزمية نموذج النظام وتنفيذ الآلة الخاصة به ؛ هـ) إجراء تحليل أولي لمحتوى المرحلة الثالثة للحصول على نتائج نمذجة النظام وتفسيرها.

1.3 تحديد متطلبات المعلومات الأولية حول كائن النمذجة وتنظيم مجموعته.بعد تحديد مشكلة نمذجة النظامس يتم تحديد متطلبات المعلومات ، والتي يتم من خلالها الحصول على البيانات الأولية النوعية والكمية اللازمة لحل هذه المشكلة. يتم تنفيذ هذه المرحلة الفرعية:
أ) اختيار المعلومات اللازمة عن النظام S والبيئة ه ;
ب) إعداد البيانات المسبقة ؛ ج) تحليل البيانات التجريبية المتاحة ؛ د) اختيار طرق ووسائل المعالجة الأولية للمعلومات حول النظام.

1.4 وضع الفرضيات وقبول الافتراضات.الفرضيات عند بناء نموذج النظامس تعمل على سد "الثغرات" في فهم المشكلة من قبل الباحث. يتم طرح الفرضيات أيضًا فيما يتعلق بالنتائج المحتملة لنمذجة النظامس، يتم التحقق من صحتها أثناء تجربة الجهاز. تفترض الافتراضات أن بعض البيانات غير معروفة أو لا يمكن الحصول عليها. يمكن طرح افتراضات بشأن البيانات المعروفة التي لا تلبي متطلبات حل المشكلة. تجعل الافتراضات من الممكن تنفيذ تبسيطات النموذج وفقًا لمستوى النمذجة المختار. عند طرح الفرضيات ووضع الافتراضات ، يتم أخذ العوامل التالية في الاعتبار: أ) كمية المعلومات المتاحة لحل المشكلات ؛ ب) المهام الفرعية التي لا توجد معلومات كافية عنها ؛ ج) القيود المفروضة على موارد الوقت لحل المشاكل ؛ د) نتائج المحاكاة المتوقعة.

1.5 تعريف معلمات ومتغيرات النموذج.قبل الشروع في وصف النموذج الرياضي ، من الضروري تحديد معلمات النظام, متغيرات الإدخال والإخراج, تأثير البيئة الخارجية وتقييم درجة تأثيرها على عملية تشغيل النظام ككل. يجب تقديم وصف لكل معلمة ومتغير بالشكل التالي: أ) تعريف ووصف موجز ؛ ب) رمز التعيين ووحدة القياس ؛ ج) نطاق التغييرات. د) مكان التطبيق في النموذج.

1.6 تحديد المحتوى الرئيسي للنموذج.في هذه المرحلة الفرعية ، يتم تحديد المحتوى الرئيسي للنموذج واختيار طريقة لبناء نموذج النظام ، والتي يتم تطويرها على أساس الفرضيات والافتراضات المقبولة. هذا يأخذ في الاعتبار الميزات التالية:
أ) صياغة الهدف وبيان مشكلة نمذجة النظام ؛
ب) هيكل النظامس وخوارزميات سلوكها وتأثير البيئة الخارجيةه ؛ ج) الطرق والوسائل الممكنة لحل مشكلة النمذجة.

1.7 تبرير معايير تقييم فاعلية النظام.لتقييم جودة عملية تشغيل النظام المحاكى ، من الضروري تحديد مجموعة المعايير لتقييم الفعالية كدالة لمعلمات ومتغيرات النظام. هذه الوظيفة عبارة عن سطح استجابة في المنطقة التي تم فحصها لتغيير المعلمات والمتغيرات وتسمح لك بتحديد استجابة النظام.

1.8 تعريف إجراءات التقريب.لتقريب العمليات الحقيقية التي تحدث في النظامس، يشيع استخدام ثلاثة أنواع من الإجراءات: أ) حتمية ؛ ب) احتمالية. ج) تحديد متوسط ​​القيم.

من خلال إجراء حتمي ، يتم تحديد نتائج المحاكاة بشكل فريد من خلال مجموعة معينة من إجراءات الإدخال والمعلمات والمتغيرات الخاصة بالنظامس. في هذه الحالة ، لا توجد عناصر عشوائية تؤثر على نتائج المحاكاة. يتم تطبيق الإجراء الاحتمالي (العشوائي) عند العناصر العشوائية ، بما في ذلك تأثيرات البيئة الخارجيةه ، تؤثر على خصائص عملية تشغيل النظامس وعندما يكون من الضروري الحصول على معلومات حول قوانين توزيع متغيرات المخرجات. يتم استخدام الإجراء الخاص بتحديد القيم المتوسطة ، عند نمذجة نظام ما ، عندما تكون القيم المتوسطة لمتغيرات المخرجات ذات أهمية في وجود عناصر عشوائية.

1.9 وصف النموذج المفاهيمي للنظام.في هذه المرحلة الفرعية من بناء نموذج النظام: أ) يتم وصف النموذج المفاهيميم ك بمصطلحات ومفاهيم مجردة ؛ ب) تم تعيين الوظيفة المستهدفة ؛ ج) وصف النموذج معطى باستخدام مخططات رياضية نموذجية.
د) قبول الفرضيات والافتراضات بشكل نهائي ؛ ه) اختيار إجراء لتقريب العمليات الحقيقية عند بناء نموذج مثبت بالأدلة.

1.10 التحقق من صحة النموذج المفاهيمي.بعد النموذج المفاهيميم ك الموصوفة ، من الضروري التحقق من صحة بعض مفاهيم النموذج قبل الانتقال إلى المرحلة التالية من نمذجة النظامس. إحدى طرق التحقق من صحة النموذجم ك: استخدام عمليات الانتقال العكسي ، والتي تسمح لنا بتحليل النموذج ، والعودة إلى التقديرات المقبولة ، وأخيراً ، إعادة النظر في العمليات الحقيقية التي تحدث في النظام المحاكي. التحقق من صحة النموذج المفاهيميم ك يجب أن تشمل: أ) التحقق من القصد من النموذج ؛ ب) تقييم موثوقية المعلومات الأولية ؛ ج) دراسة صياغة مشكلة النمذجة. د) تحليل التقديرات المقبولة ؛ هـ) بحث الفرضيات والافتراضات.

1.11. إعداد التوثيق الفني للمرحلة الأولى.في نهاية مرحلة بناء النموذج المفاهيميم ك وإضفاء الطابع الرسمي عليها ، يتم إعداد تقرير فني عن المرحلة يتضمن:
أ) بيان مفصل لمشكلة نمذجة النظامس؛ ب) تحليل مشكلة نمذجة النظام. ج) معايير تقييم فعالية النظام.
د) معلمات ومتغيرات نموذج النظام ؛ هـ) الفرضيات والافتراضات التي تم تبنيها في بناء النموذج. و) وصف النموذج بمصطلحات ومفاهيم مجردة. ز) وصف النتائج المتوقعة لمحاكاة النظامس.

3.3 خوارزمية نماذج النظام وتنفيذ أجهزتها

في المرحلة الثانية من النمذجة - مرحلة خوارزمية النموذج وتنفيذ الآلة - يتجسد النموذج الرياضي الذي تم تشكيله في المرحلة الأولى في نموذج آلة محدد.

مبادئ بناء خوارزميات النمذجة

عملية تشغيل النظامس يمكن اعتباره تغييرًا متتاليًا لحالاته في الفضاء ذي الأبعاد. من الواضح أن مهمة نمذجة عملية تشغيل النظام قيد الدراسةس هو بناء الوظائفض ، على أساس أنه يمكن حساب خصائص الفائدة لعملية تشغيل النظام. للقيام بذلك ، يجب أن تكون هناك علاقات تربط الوظائفض مع المتغيرات والمعلمات والوقت ، وكذلك الشروط الأولية في الوقت المناسب.

لنظام حتمي, في حالة عدم وجود عوامل عشوائية ، يمكن تحديد حالة العملية في الوقت الحالي بشكل فريد من خلال علاقات النموذج الرياضي باستخدام الشروط الأولية المعروفة. إذا كانت الخطوة صغيرة بما يكفي ، فمن الممكن بهذه الطريقة الحصول على قيم تقريبيةض.

لنظام عشوائي, أولئك. النظام ، الذي يتأثر بعوامل عشوائية ، دالة لحالات العمليةض في لحظة الوقت وعلاقات النموذج ، حدد فقط توزيع الاحتمالات في الوقت الحالي. في الحالة العامة ، يمكن أيضًا أن تكون الشروط الأولية عشوائية ، معطاة من توزيع الاحتمال المقابل. في هذه الحالة ، يتوافق هيكل خوارزمية النمذجة للأنظمة العشوائية مع نظام حتمي. فقط بدلاً من الحالة ، من الضروري حساب التوزيع الاحتمالي للحالات المحتملة.

يسمى هذا المبدأ لبناء خوارزميات النمذجةالمبدأ. هذا هو المبدأ الأكثر عالمية الذي يسمح لك بتحديد الحالات المتعاقبة لعملية تشغيل النظام.س في فترات زمنية محددة. ولكن من وجهة نظر تكاليف وقت الآلة ، يتضح أحيانًا أنه غير اقتصادي.

عند النظر في عمليات تشغيل بعض الأنظمة ، يمكن العثور على أنها تتميز بنوعين من الحالات: 1) خاصة ، متأصلة في عملية تشغيل النظام فقط في نقاط زمنية معينة (لحظات استلام المدخلات أو إجراءات التحكم والاضطرابات البيئية وما إلى ذلك) ؛ 2) ليست خاصة ، حيث تكون العملية هي بقية الوقت. تتميز الحالات الخاصة أيضًا بحقيقة أن وظائف الدولة في هذه اللحظات الزمنية تتغير بشكل مفاجئ ، وبين الحالات الخاصة يحدث التغيير في الإحداثيات بسلاسة وبشكل مستمر أو لا يحدث على الإطلاق. وبالتالي ، بعد محاكاة النظامس فقط خلف حالاتها الخاصة في تلك اللحظات الزمنية التي تحدث فيها هذه الحالات ، من الممكن الحصول على المعلومات اللازمة لبناء الوظيفة. من الواضح ، بالنسبة لنوع الأنظمة الموصوف ، يمكن بناء خوارزميات النمذجة وفقًا "لمبدأ الحالات الخاصة". دلالة على الانتقال (التتابع) لتغيير الحالةض مثل ، و "مبدأ الدول الخاصة"المبدأ .

"المبدأ" يجعل من الممكن لعدد من الأنظمة أن تقلل بشكل كبير من تكلفة وقت الكمبيوتر لتنفيذ خوارزميات النمذجة بالمقارنة مع "المبدأ". يختلف منطق بناء خوارزمية النمذجة التي تنفذ "المبدأ" عن ذلك المدروس لـ "المبدأ" فقط من حيث أنه يتضمن الإجراء لتحديد اللحظة الزمنية المقابلة للحالة الخاصة التالية للنظامس. لدراسة عملية تشغيل الأنظمة الكبيرة ، من المنطقي استخدام المبدأ المشترك لبناء خوارزميات النمذجة التي تجمع بين مزايا كل مبدأ من المبادئ المدروسة.

أشكال تمثيل خوارزميات النمذجة

الشكل المناسب لتمثيل الهيكل المنطقي للنماذج هو الرسم التخطيطي. في مراحل مختلفة من النمذجة ، يتم تجميع المخططات المنطقية المعممة والمفصلة لخوارزميات النمذجة ، وكذلك مخططات البرامج.

معمم (موسع) مخطط خوارزمية النمذجةيحدد الإجراء العام لأنظمة النمذجة دون أي تفاصيل توضيحية. يوضح المخطط المعمم ما يجب القيام به في خطوة النمذجة التالية.

مخطط تفصيلي لخوارزمية النمذجةيحتوي على تنقيحات ليست في المخطط المعمم. يوضح الرسم التخطيطي المفصل ليس فقط ما يجب القيام به في الخطوة التالية من نمذجة النظام ، ولكن أيضًا كيفية القيام بذلك.

مخطط منطقي لخوارزمية النمذجةيمثل الهيكل المنطقي لنموذج العملية لعمل النظامس. يشير المخطط المنطقي إلى تسلسل زمني للعمليات المنطقية المرتبطة بحل مشكلة النمذجة.

مخطط البرنامج يعرض ترتيب تنفيذ البرنامج لخوارزمية النمذجة باستخدام برنامج محدد ولغة خوارزمية.

يمكن إجراء المخطط المنطقي للخوارزمية ومخطط البرنامج بشكل موسع ومفصل. تظهر الرموز الأكثر استخدامًا في ممارسة نمذجة الكمبيوتر في الشكل. 3.3 ، والتي توضح الرموز الرئيسية والمحددة والخاصة للعملية. وتشمل هذه:أ - معالجة؛ رموز عملية محددة:ب - الحل ج - التحضير ؛ ز - عملية محددة مسبقا؛ه - عملية يدوية الرموز الخاصة:الموصل الإلكتروني ز - فاصل.

يظهر مثال لصورة رسم تخطيطي لخوارزمية النمذجة في الشكل. 3.3 ،ح.

عادةً ما يكون المخطط هو الشكل الأكثر ملاءمة لتمثيل بنية خوارزميات النمذجة ، على سبيل المثال ، في النموذجمخططات الرسم البياني (الشكل 3.3 ، ط). هنا - البداية - - النهاية - - الحساب - - التكوين - فحص الحالة ،- يعداد، - اصدار نتيجة، حيث g العدد الإجمالي لبيانات خوارزمية النمذجة. كتفسير للرسم البياني للخوارزمية ، يتم الكشف عن محتوى المشغلين في النص ، مما يجعل من الممكن تبسيط تمثيل الخوارزمية ، ولكنه يعقد العمل معها.

أ ب ح أنا

عمل

ي

أرز. 3.3 رموز ومخططات خوارزميات النمذجة

المراجع

1. السوفييت B.Ya. نظم النمذجة: كتاب مدرسي. للجامعات / ب. سوفيتوف ، S.A. ياكوفليف. م: فيسش. المدرسة ، 2001. 343 ص.

2. السوفييت B.Ya. نظم النمذجة: كتاب مدرسي. للجامعات / ب. سوفيتوف ، S.A. ياكوفليف. الطبعة الثانية. م: المدرسة العليا 1998. 319 ص.

3. Tarasik V.P. النمذجة الرياضية للأنظمة التقنية: كتاب مدرسي. للجامعات / ف. تراسيك. م: نوكا ، 1997. 600 ص.

4. مقدمة في النمذجة الرياضية: كتاب مدرسي. بدل للجامعات / أد. بي في تاراسوفا. موسكو: Intermet Engineering، 2000. 200 ص.

5. Ivchenko G.I. الإحصاء الرياضي: كتاب مدرسي لمؤسسات التعليم العالي / ج. إيفتشينكو ، يو. ميدفيديف. م: العالي. المدرسة ، 1984. 248 ص.

6. عليانخ آي. نمذجة أنظمة الحوسبة / I.N. تحالف. ل.: ماشينوسترويني ، 1988. 233 ص.

7. شانون ر. محاكاة الأنظمة - الفن والعلم / ر. شانون. م: مير ، 1978. 308 ص.

ص 3

ص 4

و 5

ص 6

ك 7

بالإضافة إلى الأعمال الأخرى التي قد تهمك
15330.		إنشاء حمام سباحة داخلي في 3Ds Max	1.96 ميجا بايت
	الموضوع 6: إنشاء حوض السباحة الداخلي كنتيجة لهذا العمل ، يجب أن تحصل على المشهد المعروض في الشكل. 1. أشكال ثنائية الأبعاد. معدِّلات الأشكال ثنائية الأبعاد الغرض: إتقان تقنية الخلق د
15332.		أساسيات العمل مع الصور الثابتة في برنامج الرسومات ثلاثية الأبعاد 3ds max	4.96 ميجابايت
	الموضوع 5: أساسيات العمل مع الصور الثابتة في برنامج الرسومات ثلاثية الأبعاد 3ds max. مراحل إنشاء مشاهد ثلاثية الأبعاد المشروع لنقم بإنشاء زاوية من جزء الغرفة حيث توجد الطاولة. هناك كوب من الثلج على المنضدة. للتحديد ...
15333.		عمليات تشغيل وإيقاف دائرة بمكثف	1.71 ميجابايت
	احسب التبديل المسبق t = 0 الأولي t = 0 والحالة المستقرة t → ∞ قيم التيارات والجهد على المكثف في الدائرة. 1. في حالتين: 1. يفتح المفتاح. 2. المفتاح مغلق. R1 = 330 أوم ؛ R2 = 220 أوم ؛ ش = 15 فولت ؛ ج = 10 فائق التوهج الشكل ...
15334.		عمليات تشغيل وإيقاف الدائرة باستخدام محث	75 كيلو بايت
	معلومات عامة توصف معادلة تفاضلية من الدرجة الأولى دائرة بها محث واحد ودائرة بمكثف واحد. لذلك ، تتغير جميع التيارات والفولتية في الوضع العابر بشكل كبير مع نفس الوقت الثابت
15335.		دراسة العمليات العابرة في الدوائر الكهربائية الخطية	94 كيلو بايت
	التحضير للعمل في دائرة مغلقة في الشكل 1 ، بعد فصلها عن مصدر الجهد المباشر أو المتناوب ، قد تحدث اهتزازات جيبية رطبة بسبب احتياطي الطاقة الأولي في المجال الكهربائي للمكثف وفي المجال المغناطيسي
15336.		دراسة خوارزمية Dijkstra وتنفيذها لرسم بياني معين بلغة البرمجة C ++	344.5 كيلو بايت
	العمل المخبري رقم 1 في الهياكل الانضباطية وخوارزميات معالجة البيانات الغرض من العمل: دراسة خوارزمية Dijkstra وتنفيذها لرسم بياني معين بلغة البرمجة C.Dijkstra's algorithm English. خوارزمية Dijkstras على الرسوم البيانية اخترعها N.
15337.		تعلم خوارزمية heapsort وتطبيقها في لغة البرمجة C ++	49 كيلو بايت
	العمل المخبري رقم 2 في الهياكل الانضباطية وخوارزميات معالجة البيانات الغرض من العمل: دراسة خوارزمية فرز الكومة وتطبيقها بلغة البرمجة C. تعيين الوظيفة اكتب برنامجًا ينشئ مصفوفة عددية من pa
15338.		دراسة خوارزمية البحث العمق أولاً وتطبيقها بلغة البرمجة C ++	150 كيلوبايت
	العمل المخبري №3 على هياكل الانضباط وخوارزميات معالجة البيانات الغرض من العمل: دراسة خوارزمية البحث العميق أولاً وتنفيذها بلغة البرمجة C. مهمة الوظيفة تنفيذ خوارزمية البحث العميق أولاً. تقدير الوقت ...

إضفاء الصفة الرسمية والخوارزمية على عمليات تشغيل الأنظمة.

منهجية تطوير وتنفيذ الآلة لنماذج النظام. بناء النماذج المفاهيمية للأنظمة وإضفاء الطابع الرسمي عليها. خوارزمية نماذج النظام وتنفيذ أجهزتها. الحصول على نتائج نمذجة النظام وتفسيرها.

منهجية تطوير وتنفيذ الآلة لنماذج النظام.

تسمح لك النمذجة باستخدام تقنية الكمبيوتر (الكمبيوتر ، AVM ، GVK) باستكشاف آلية الظواهر التي تحدث في كائن حقيقي بسرعات عالية أو منخفضة ، عندما يكون من الصعب في التجارب الشاملة مع كائن ما

(أو من المستحيل) متابعة التغييرات التي تحدث

في غضون فترة زمنية قصيرة ، أو عندما ينطوي الحصول على نتائج موثوقة على تجربة طويلة.

يتمثل جوهر محاكاة الكمبيوتر لأي نظام في إجراء تجربة على جهاز كمبيوتر باستخدام نموذج ، وهو عبارة عن حزمة برامج معينة تصف بشكل رسمي و (أو) خوارزمية سلوك عناصر النظام. سفي عملية عملها ، أي في تفاعلها مع بعضها البعض ومع البيئة الخارجية E.

متطلبات المستخدم للنموذج. دعونا نصوغ المتطلبات الأساسية للنموذج م س.

1. يجب أن يوفر اكتمال النموذج الفرصة للمستخدم

الحصول على مجموعة تقديرات الأداء المطلوبة

بالدقة والموثوقية المطلوبة.

2. مرونة النموذج يجب أن تتيح الاستنساخ

مواقف مختلفة عند تغيير الهيكل والخوارزميات

وإعدادات النظام.

3. مدة تطوير وتنفيذ نموذج لنظام كبير

يجب أن تكون صغيرة قدر الإمكان ، مع مراعاة القيود

على الموارد المتاحة.

4. يجب أن يكون هيكل النموذج كتلة ، أي يسمح

امكانية استبدال واضافة وحذف بعض الاجزاء

بدون تعديل النموذج بأكمله.

5. دعم المعلومات يجب أن يوفر فرصة

التشغيل الفعال للنموذج بقاعدة بيانات لأنظمة معينة

6. يجب أن توفر البرامج والأجهزة تنفيذًا فعالاً (من حيث السرعة والذاكرة) للآلة

النماذج والتواصل المريح مع المستخدم.

7. المستهدفة

(مخطط) تجارب الآلة مع نموذج النظام باستخدام

نهج تحليلي ومحاكاة في ظل وجود موارد حوسبية محدودة.

في محاكاة الآلة للنظام

سيتم تحديد خصائص عملية عملها

نموذج قائم ممبني على أساس الأصل الحالي

معلومات حول كائن المحاكاة. عند استلام معلومات جديدة

حول الكائن ، تتم مراجعة نموذجه وصقله

بمعلومات جديدة.

يمكن استخدام نمذجة الأنظمة الحاسوبية

في الحالات التالية: أ) دراسة النظام سقبل تصميمه ، من أجل تحديد حساسية السمة للتغيرات في الهيكل والخوارزميات ومعلمات كائن النمذجة والبيئة الخارجية ؛ ب) في مرحلة تصميم النظام سلتحليل وتجميع الخيارات المختلفة للنظام والاختيار بين الخيارات المتنافسة لمثل هذا الخيار الذي يفي بمعيار معين لتقييم فعالية النظام في ظل القيود المقبولة ؛ ج) بعد الانتهاء من تصميم وتنفيذ النظام ، أي أثناء تشغيله ، للحصول على معلومات تكمل نتائج الاختبارات الكاملة (تشغيل) لنظام حقيقي ، وللحصول على تنبؤات بتطور (تطوير) النظام. النظام في الوقت المناسب.

مراحل نمذجة النظام:

بناء نموذج مفاهيمي للنظام وإضفاء الطابع الرسمي عليه ؛

خوارزمية نموذج النظام وتنفيذ أجهزته ؛

الحصول على نتائج نمذجة النظام وتفسيرها.

فيما يلي الخطوات الفرعية:

1.1- بيان مشكلة النمذجة الآلية للنظام (الأهداف ، المهام للنظام الذي يتم إنشاؤه ، أ) الاعتراف بوجود المشكلة والحاجة إلى نمذجة الآلة ؛

ب) اختيار طرق حل المشكلة ، مع مراعاة الموارد المتاحة ؛ ج) تحديد نطاق المهمة وإمكانية تقسيمها إلى مهام فرعية.) ؛

1.2 - تحليل مهمة نمذجة النظام (اختيار معايير التقييم ، واختيار المتغيرات الداخلية والخارجية ، واختيار الأساليب ، وتنفيذ التحليلات الأولية للمرحلتين الثانية والثالثة) ؛

1.3 - تحديد متطلبات المعلومات الأولية حول كائن النمذجة

وتنظيم جمعها (نفذت: أ) اختيار المعلومات اللازمة حول النظام سوالبيئة ه ؛ب) إعداد البيانات المسبقة ؛ ج) تحليل البيانات التجريبية المتاحة ؛ د) اختيار طرق ووسائل المعالجة الأولية للمعلومات حول النظام) ؛

1.4 - طرح الفرضيات ووضع الافتراضات (حول أداء النظام ، حول العمليات قيد الدراسة) ؛

1.5 - تعريف معلمات ومتغيرات النموذج (متغيرات الإدخال ، متغيرات الإخراج ، معلمات النموذج ، إلخ) ؛

1.6 - تحديد المحتوى الرئيسي للنموذج (الهيكل ، خوارزميات سلوكه) ؛

1.7 - إثبات معايير تقييم فعالية النظام ؛

1.8 - تعريف إجراءات التقريب ؛

1.9 - وصف النموذج المفاهيمي للنظام (أ) يصف النموذج المفاهيمي بمصطلحات ومفاهيم مجردة ؛ ب) وصف النموذج معطى باستخدام مخططات رياضية نموذجية. ج) قبول الفرضيات والافتراضات بشكل نهائي ؛ د) اختيار إجراء لتقريب العمليات الحقيقية في البناء

1.10 - التحقق من صحة النموذج المفاهيمي ؛

1.11 - إعداد التوثيق الفني للمرحلة الأولى (أ) بيان مفصل لمشكلة نمذجة النظام س؛ب) تحليل مشكلة نمذجة النظام. ج) معايير تقييم فعالية النظام. د) معلمات ومتغيرات نموذج النظام ؛ هـ) الفرضيات والافتراضات التي تم تبنيها في بناء النموذج. و) وصف النموذج بمصطلحات ومفاهيم مجردة. ز) وصف النتائج المتوقعة لمحاكاة النظام س.);

2.1 - بناء مخطط منطقي للنموذج (بناء مخطط نظام ، على سبيل المثال ، وفقًا لمبدأ الكتلة مع جميع الكتل الوظيفية) ؛

2.2 - الحصول على العلاقات الرياضية (تحديد جميع الوظائف التي تصف النظام) ؛

2.3 - التحقق من موثوقية نموذج النظام ؛ (تم التحقق منه: أ) احتمال

حل المشاكل؛ ب) دقة انعكاس الفكرة في المنطق

مخطط؛ ج) اكتمال المخطط المنطقي للنموذج ؛ د) الصواب

العلاقات الرياضية المستخدمة)

2.4 - اختيار أدوات النمذجة (الاختيار النهائي لجهاز كمبيوتر أو كمبيوتر أو كمبيوتر لعملية النمذجة ، بالنظر إلى أنها ستكون متاحة وتسفر عن نتائج بسرعة) ؛

2.5 - وضع خطة لتنفيذ أعمال البرمجة (تحديد المهام والمواعيد النهائية لتنفيذها ، مع الأخذ في الاعتبار أ) اختيار لغة البرمجة (النظام) للنموذج ؛ ب) إشارة إلى نوع الكمبيوتر والأجهزة اللازمة للنمذجة ؛ ج) تقدير للمقدار التقريبي لذاكرة الوصول العشوائي (RAM) والذاكرة الخارجية المطلوبة ؛ د) التكاليف التقريبية لوقت الكمبيوتر للنمذجة ؛ ه) الوقت المقدر الذي يقضيه في برمجة وتصحيح برنامج على الكمبيوتر.) ؛

2.6 - تحديد وبناء مخطط البرنامج (رسم مخطط كتلة منطقي) ،

2.7 - التحقق من مخطط البرنامج والتحقق منه (التحقق من البرنامج - إثبات أن سلوك البرنامج يتوافق مع مواصفات البرنامج) ؛

2.8 - برمجة النموذج ؛

2.9 - التحقق من موثوقية البرنامج (من الضروري تنفيذ: أ) الترجمة العكسية للبرنامج إلى المخطط الأصلي ؛ ب) فحص الأجزاء الفردية من البرنامج عند حل مشكلات الاختبار المختلفة ؛ ج) دمج جميع أجزاء البرنامج والتحقق منها ككل في مثال تحكم لنمذجة متغير النظام س) ;

2.10 - إعداد الوثائق الفنية للمرحلة الثانية (أ) المخطط المنطقي للنموذج ووصفه ؛ ب) مخطط ملائم للبرنامج والتعيينات المقبولة ؛ ج) النص الكامل للبرنامج ؛ د) قائمة قيم المدخلات والمخرجات مع التفسيرات. ه) تعليمات للعمل مع البرنامج. هـ) تقييم تكلفة وقت الكمبيوتر للنمذجة مع الإشارة إلى موارد الكمبيوتر المطلوبة) ؛

3.1 - التخطيط لتجربة كمبيوتر باستخدام نموذج النظام (يتم وضع خطة التجربة مع المعلمات الأولية وجميع الشروط ، ويتم تحديد وقت المحاكاة) ؛

3.2 - تحديد متطلبات مرافق الحوسبة (ما هي أجهزة الكمبيوتر المطلوبة ومدة عملها) ؛

3.3 - إجراء حسابات العمل (عادة ما تشمل: أ) إعداد مجموعات من البيانات الأولية لإدخالها في الكمبيوتر ؛ ب) التحقق من البيانات الأولية المعدة للإدخال ؛ ج) إجراء العمليات الحسابية على الكمبيوتر ؛ د) الحصول على بيانات المخرجات ، أي نتائج المحاكاة.) ؛

3.4 - تحليل نتائج نمذجة النظام (تحليل بيانات مخرجات النظام ومعالجتها الإضافية) ؛

3.5 - عرض نتائج المحاكاة (تمثيلات بصرية مختلفة في شكل رسوم بيانية وجداول ورسوم بيانية) ؛

3.6 - تفسير نتائج المحاكاة (الانتقال من المعلومات التي تم الحصول عليها نتيجة تجربة الكمبيوتر بنموذج إلى نظام حقيقي) ؛

3.7 - تلخيص نتائج المحاكاة وإصدار التوصيات (يتم تحديد النتائج الرئيسية واختبار الفرضيات المطروحة) ؛

3.8 - إعداد الوثائق الفنية للمرحلة الثالثة (أ) خطة لإجراء تجربة الآلة ؛ ب) مجموعات البيانات الأولية للنمذجة ؛ ج) نتائج محاكاة النظام ؛ د) تحليل وتقييم نتائج المحاكاة. ه) استنتاجات حول نتائج المحاكاة التي تم الحصول عليها ؛ الإشارة إلى طرق تحسين طراز الماكينة والمجالات المحتملة لتطبيقه).

وبالتالي ، عملية نمذجة النظام سيتم تقليصه إلى تنفيذ المراحل الفرعية المدرجة ، مجمعة في ثلاث مراحل.

في مرحلة بناء نموذج مفاهيمي مكسوإضفاء الطابع الرسمي عليه ، يتم إجراء دراسة للكائن النموذجي من وجهة نظر تسليط الضوء على المكونات الرئيسية لعملية تشغيله ، ويتم تحديد التقديرات التقريبية اللازمة والحصول على مخطط معمم لنموذج النظام س،والذي تم تحويله إلى نموذج آلي ممفي المرحلة الثانية من النمذجة عن طريق الخوارزمية المتسلسلة وبرمجة النموذج.

يتم تقليل المرحلة الثالثة الأخيرة من نمذجة النظام إلى تنفيذ ، وفقًا للخطة المستلمة ، حسابات العمل على جهاز كمبيوتر باستخدام البرامج والأجهزة المحددة ، والحصول على نتائج نمذجة النظام S وتفسيرها ، مع مراعاة تأثير العوامل الخارجية بيئة E.

بناء النماذج المفاهيمية للأنظمة وإضفاء الطابع الرسمي عليها.

في المرحلة الأولى من نمذجة الآلة - البناء النموذج المفاهيميتمت صياغة Mx للنظام S وتشكيلاته تم بناء النموذج ومخططه الرسمي ، أي الرئيسي الغرض من هذه المرحلة هو الانتقال من وصف ذي مغزى

تعترض على نموذجه الرياضي ، وبعبارة أخرى ، عملية التشكيل.

من المنطقي للغاية بناء نموذج للنظام يعمل وفقًا لمبدأ الكتلة.

في هذه الحالة ، يمكن تمييز ثلاث مجموعات مستقلة من كتل مثل هذا النموذج. كتل المجموعة الأولى هي محاكاة للتأثيرات البيئية هعلى النظام 5 ؛ تعتبر كتل المجموعة الثانية في الواقع نموذجًا لعملية تشغيل النظام قيد الدراسة س؛كتل المجموعة الثالثة - مساعدة

وتعمل على تنفيذ الآلة لكتل ​​أول مجموعتين ، وكذلك لإصلاح نتائج المحاكاة ومعالجتها.

النموذج المفاهيمي - يتم عرض العمليات الفرعية للنظام ، والعمليات التي يمكن تجاهلها تتم إزالتها من نظام الكتل (لا تؤثر على تشغيل النموذج).

المزيد عن الرسم. يتم تقليل الانتقال من وصف النظام إلى نموذجه في هذا التفسير إلى الاستبعاد من النظر في بعض العناصر الثانوية للوصف (العناصر

ي_ 8,39 - 41,43 - 47). من المفترض أنه ليس لها تأثير كبير على مسار العمليات المدروسة باستخدام

عارضات ازياء. جزء من العناصر (14,15, 28, 29, 42) استبدال الروابط السلبية حتعكس الخصائص الداخلية للنظام (الشكل 3.2 ، ب).بعض العناصر (1 - 4. 10. 11 ، 24 لتر 25) -يتم استبداله بعوامل الإدخال Xوالتأثيرات البيئية v - البدائل المركبة ممكنة أيضًا: العناصر 9, 18, 19, 32, 33 استبدالها باتصال سلبي A2 وتأثير البيئة الخارجية E.

عناصر 22,23.36.37 تعكس تأثير النظام على البيئة الخارجية ذ.

النماذج الرياضية للعمليات. بعد الانتقال من الوصف

نظام محاكاة سلطرازها MVمبني على الكتلة

المبدأ ، من الضروري بناء نماذج رياضية للعمليات ،

تجري في كتل مختلفة. نموذج رياضي

هي مجموعة من العلاقات (على سبيل المثال ، المعادلات ،

الشروط المنطقية ، العوامل) التي تحدد الخصائص

عملية تشغيل النظام سيعتمد على

هيكل النظام ، خوارزميات السلوك ، معلمات النظام ،

التأثيرات البيئية ه ،الشروط الأولية والوقت.

خوارزمية نماذج النظام وتنفيذ أجهزتها.

في المرحلة الثانية من النمذجة - مرحلة خوارزمية النموذج

وتنفيذ الآلة - تم تشكيل نموذج رياضي

في المرحلة الأولى ، يتجسد في آلة معينة

نموذج. التطبيق العملي للنظام.

بناء خوارزميات النمذجة.

عملية تشغيل النظام سيمكن اعتباره تغييرًا متتاليًا لحالاته ض = ض (z1 (t) ، z2 (t) ،..., زك (ر))في الفضاء ك الأبعاد. من الواضح أن مهمة نمذجة عملية تشغيل النظام قيد الدراسة سهو بناء الوظائف ض ،على أساس أنه من الممكن حساب

خصائص عملية تشغيل النظام.

للقيام بذلك ، تربط العلاقات بين الوظائف ض (الدول)مع المتغيرات والمعلمات والوقت ، وكذلك الشروط الأولية.

يسمى المبدأ المدروس لبناء خوارزميات النمذجة المبدأ في.هذا هو المبدأ الأكثر عالمية الذي يسمح لك بتحديد الحالات المتعاقبة لعملية تشغيل النظام. سفي فترات زمنية محددة

في.ولكن من وجهة نظر تكاليف وقت الآلة ، يتضح أحيانًا أنه غير اقتصادي.

عند النظر في عمليات تشغيل بعض الأنظمة ، يمكن العثور على أنها تتميز بنوعين من الحالات:

1) خاص ، متأصل في سيرورة عمل النظام فقط

في بعض اللحظات الزمنية (لحظات وصول المدخلات

أو إجراءات التحكم والاضطرابات البيئية وما إلى ذلك) ؛

2) غير المفرد ، وفيه تكون العملية هي بقية الوقت.

تتميز الحالات الخاصة أيضًا بالظروف التي تكون فيها وظائف الحالة zi (t) ولحظات من الوقت تتغير فجأة ، وبين الحالات الخاصة يحدث التغيير في الإحداثيات zi (t) بسلاسة وبشكل مستمر أو لا يحدث على الإطلاق. لذا

الطريقة التي تتبعها عند نمذجة النظام سفقط خلف حالاتها الخاصة في تلك اللحظات الزمنية التي تحدث فيها هذه الحالات ، من الممكن الحصول على المعلومات اللازمة لبناء الوظائف ض (ر).من الواضح ، بالنسبة لنوع الأنظمة الموصوف ، يمكن بناء خوارزميات النمذجة وفقًا "لمبدأ الحالات الخاصة". دلالة على الانتقال (التتابع) لتغيير الحالة ضكيف بيسة ،و "مبدأ الدول الخاصة" - مثل مبدأ bz.

على سبيل المثال ، لنظام الطابور (مخططات Q)كحالات خاصة ، يمكن تحديد الحالات في لحظات استلام طلبات الخدمة في الجهاز P وفي لحظات إكمال طلبات الخدمة بواسطة القنوات ل،عندما تكون حالة النظام ،

يقدر بعدد التطبيقات فيه ، يتغير فجأة.

الشكل المناسب لتمثيل الهيكل المنطقي لنماذج عمليات تشغيل الأنظمة وبرامج الكمبيوتر هو الرسم التخطيطي. في مراحل مختلفة من النمذجة ، يتم تجميع المخططات المنطقية المعممة والمفصلة لخوارزميات النمذجة ، وكذلك مخططات البرامج.

مخطط معمم (موسع) لخوارزمية النمذجةيحدد الإجراء العام لنمذجة النظام دون أي تفاصيل توضيحية. يوضح المخطط المعمم ما يجب القيام به في الخطوة التالية من المحاكاة ، على سبيل المثال ، انتقل إلى مولد الأرقام العشوائية.

مخطط تفصيلي لخوارزمية النمذجةيحتوي على تنقيحات ليست في المخطط المعمم. يوضح الرسم التخطيطي المفصل ليس فقط ما يجب القيام به في الخطوة التالية من نمذجة النظام ، ولكن أيضًا كيفية القيام بذلك.

مخطط منطقي لخوارزمية النمذجةيمثل الهيكل المنطقي لنموذج العملية لعمل النظام س.يشير المخطط المنطقي إلى تسلسل زمني للعمليات المنطقية المرتبطة بحل مشكلة النمذجة.

مخطط البرنامجيعرض ترتيب تنفيذ البرنامج لخوارزمية النمذجة باستخدام برنامج معين. مخطط البرنامج هو تفسير للمخطط المنطقي لخوارزمية النمذجة بواسطة مطور البرنامج بناءً على لغة خوارزمية محددة.

الحصول على نتائج نمذجة النظام وتفسيرها.

في المرحلة الثالثة من النمذجة - مرحلة الحصول على نتائج النمذجة وتفسيرها - يتم استخدام الكمبيوتر لإجراء حسابات العمل وفقًا لبرنامج تم تجميعه وتصحيحه.

تسمح لنا نتائج هذه الحسابات بتحليل وصياغة استنتاجات حول خصائص عملية تشغيل النظام المحاكى. س.

في سياق تجربة الآلة ، يتم دراسة سلوك النموذج قيد الدراسة معملية تشغيل النظام سفي فترة زمنية معينة.

غالبًا ما يتم استخدام معايير تقييم أبسط ، مثل احتمالية حالة معينة من النظام في وقت معين. t * ، عدم وجود حالات فشل وإخفاقات في النظام في الفترة الزمنية ، وما إلى ذلك. عند تفسير نتائج المحاكاة ، يتم حساب الخصائص الإحصائية المختلفة التي يجب حسابها.

سوفيتوف ب يا ، ياكوفليف S.A.

نمذجة النظم. الطبعة الرابعة. - م: المدرسة العليا 2005. - س 84-106.