Методы и инструменты моделирования, Обоснование выбранного метода - Разработка программы для реализации редактора временных графов синхронизации

Обоснование выбранного метода

При дизайне системы согласно требованиям или при оптимизации существующей необходимо ввести модель, позволяющую не только представлять знания о свойствах и поведении системы, но и имеющую инструменты для предсказания производительности разрабатываемой системы. На данный момент существует множество техник моделирования и анализа дискретно-событийных динамических систем (DEDS), хорошую подборку известных методов можно найти в источниках работы-обзора. Методы делятся на две категории -- аналитические и имитационные, при выборе подходящего метода важно учитывать то, что чем точнее модель соответствует процессам, тем меньше свойств можно вычислить аналитически. На данный момент самой распространенной техникой является компьютерное моделирование (computer simulation), что относится к имитационному подходу и имеет существенные недостатки: во-первых, из требования повышенной точности модели вытекает трудоемкость вычислений, во-вторых, мы не всегда можем понимать, как изменение параметров системы влияет на показатели вроде стабильности и производительности -- например, достигли ли мы локального максимума производительности или абсолютного? Поэтому активно разрабатываются аналитические подходы, позволяющие использовать математические модели и алгебраические инструменты при решении задач моделирования, поскольку к таким моделям могут быть применены эффективные оценочные алгоритмы и могут быть установлены точные причины влияния параметров системы на ее свойства.

В самом же обзоре рассмотрены самые эффективные методы из набора аналитических, в частности это аппарат сетей Петри, позволяющий, с одной стороны, графически смоделировать модель, более-менее адекватную процессу, а с другой, такой аппарат хорошо подходит для обработки алгоритмами в программах. Другой метод, использующий специальную идемпотентную алгебру max-plus, подразумевающую замену обычного сложения на операцию, а операцию произведения на обычный +, используется для особого класса дискретно-событийных систем, которые представляются нелинейно в обычной алгебре, но могут быть смоделированы линейно в алгебре max-plus. Последователем алгебры max-plus является другая диоидная алгебра, min-max, с историей которой можно ознакомиться по ссылке. Далее в работе речь идти будет именно об этом варианте.

Учитывая степень проработанности теоретической базы, возможность применения подкласса сетей Петри для графического моделирования системы вместе с ней, а также существование программной реализации основных вычислительных алгоритмов, ориентирование программного продукта на использование в первую очередь именно с этими методами является целесообразным.

Похожие статьи




Методы и инструменты моделирования, Обоснование выбранного метода - Разработка программы для реализации редактора временных графов синхронизации

Предыдущая | Следующая