7.3 Моделирование в системе имитационного моделирования, модели элементов и систем:

Система имитационного моделирования – это алгоритм упорядоченных обращений к моделям элементов. В процессе моделирования изменяется дискретное время и накапливается статистическая информация об объекте проектирования. Имитация заканчивается по завершении заданного отрезка времени или обработки заданного числа заявок.

В процессе моделирования вычисления производятся только для тех узлов сети, где произошли какие-либо изменения (экономичный подход).

Анализ соответствия модели объекту проектирования производится на основе статистических исследований и основной вид модели – система массового обслуживания - СМО.

Структура системы массового обслуживания - сеть соединенных между собой статических объектов – обслуживающих аппаратов - ОА, по которой перемещаются динамические объекты – заявки. Обслуживающие аппараты характеризуются собственным состоянием (свободен – занят) и состоянием очереди на входе (длина, при наличии нескольких приоритетов – длины одноприоритетных очередей). Заявки описываются статусом (обслуживается, ждет в очереди).

Функционирование СМО, заключающееся в перемещении заявок по сети, описывается последовательностью событий – изменений состояния хотя бы одного статического или динамического объекта, совершающихся мгновенно.

7.4 Сети Петри.

Назначение сетей Петри – имитационное моделирование. Вид – двудольный граф, вершины первого типа называются позициями (обозначаются кружком), вершины второго – переходами (обозначаются вертикальной линией). В позициях размещаются маркеры – заявки, чем имитируются очереди на входе ОА. Позиции предназначаются для моделирования времени обслуживания в самом ОА. От позиции к переходу направлены входные дуги. От перехода к позиции направлены выходные дуги. Моделирование процессов заключается в перемещении маркеров по позициям. Алгоритм перемещения маркеров: за одно событие из всех входных позиций одного перехода изымается по одному маркеру (если хоть в одной позиции маркера нет, то событие не совершается), а во все выходные позиции добавляется по одному маркеру.

Свойства сетей Петри:

- ограниченность – конечное число маркеров (заявок),

- безопасность – количество маркеров не менее 1,

- сохраняемость – невозможность возникновения или уничтожения ресурсов (переходов, позиций, ветвей),

- живость – из любого состояния, достижимого их начального, возможен переход в любое другое состояние, достижимое их начального.

7.5 Модели и виды моделирования, применяемые на логическом уровне в процедурах анализа и синтеза.

Выделяют три основных вида моделирования на логическом уровне:

- двоичное - выполняется по законам и правилам алгебры логики с двумя возможными состояниями выходов элементов: лог.0 и лог.1 и предназначено лишь для проверки логики установившихся состояний схемы,

- троичное (трехзначное). Кроме «лог.0» и «лог.1» в наборе состояний элемента есть неопределенность – «*», возникающая из-за задержек при работе элементов. Троичное моделирование диагностирует возможные состязания сигналов – разновременный приход сигналов из одного узла по разным путям к сходящемуся узлу и позволяет определить статический риск сбоя (установка в не предусмотренное логикой работы состояние элементов памяти). Риск сбоя есть в том случае, когда при исходных, промежуточных и окончательных значениях вектора входных параметров состояние какого-либо узла схемы описывается вектором (1,*,1) или (0,*,0),

- более точная картина состояний и диагностика динамического риска сбоя получается при использовании более подробных алфавитов: пяти- , семи- и девятизначного, использующих кроме значений «0,1,*» состояния переходов, например, для пятизначного алфавита: D – это переход из 1 в 0 и Е – это переход из 0 в 1. В случаях такого моделирования для определения риска сбоя отслеживаются при исходных, промежуточных и окончательных значениях вектора входных параметров векторы, отличающиеся от правильных последовательностей: (0,Е,1) и (1,D,0).