Компьютерное моделирование
Компьютерное моделирование, от постановки задачи до получения результатов, проходит следующие этапы:
1. Постановка задачи:
· Формулировка задачи.
· Определение цели и приоритетов моделирования.
· Сбор информации о системе, объекте моделирования.
· Описание данных (их структуры, диапазона, источника и т.д.).
2. Предмодельный анализ:
· Анализ существующих аналогов и подсистем.
· Анализ технических средств моделирования:
· ЭВМ,
· периферии.
· Анализ программного обеспечения:
· языков программирования,
· пакетов прикладных программ,
· инструментальных сред.
· Анализ математического обеспечения: моделей, методов, алгоритмов.
3. Анализ задачи (модели):
· Разработка структур данных.
· Разработка входных и выходных спецификаций, форм представления
данных.
· Проектирование структуры и состава модели (подмоделей).
4. Исследование модели:
· Выбор методов исследования подмоделей.
· Выбор, адаптация или разработка алгоритмов.
· Сборка модели в целом из подмоделей.
· Идентификация модели, если в этом есть необходимость.
· Формулировка используемых критериев адекватности, устойчивости и
чувствительности модели.
5. Программирование (проектирование программы):
· Выбор метода тестирования и тестов (контрольных примеров).
· Кодирование на языке программирования (написание команд).
· Комментирование программы.
6. Тестирование и отладка:
· Синтаксическая отладка.
· Семантическая отладка (отладка логической структуры).
· Тестовые расчеты, анализ результатов тестирования.
· Оптимизация программы.
7. Оценка моделирования:
· Оценка средств моделирования.
· Оценка адекватности моделирования.
· Оценка чувствительности модели.
· Оценка устойчивости модели.
· Документирование.
· Описание задачи, целей.
· Описание модели, метода, алгоритма.
· Описание среды реализации.
· Описание возможностей и ограничений.
· Описание входных и выходных форматов, спецификаций.
· Описание тестирования.
· Создание инструкций для пользователя.
8. Сопровождение:
· Анализ применения, периодичности использования, количества
пользователей, типа использования (диалоговый, автономный и др.),
анализ отказов во время использования модели.
· Обслуживание модели, алгоритма, программы и их эксплуатация.
· Расширение возможностей: включение новых функций или изменение
режимов моделирования, в том числе и под модифицированную среду.
· Нахождение, исправление скрытых ошибок в программе, если таковые найдутся.
9. Использование модели.
Математическое и компьютерное моделирование поэтапно рассмотрим на примере следующей модели производства. Для этого возьмем укрупненные этапы моделирования производства.
Этап 1. Содержательная постановка задачи
Современное производство характерно тем, что часть производимой продукции (в стоимостном выражении) возвращается в виде инвестиций (т.е. части конечной продукции, используемой для создания основных фондов производства) в производство. При этом время возврата, ввода в оборот новых фондов может быть различным для различного рода производства. Необходимо промоделировать эту ситуацию и выявить динамику изменения величины основных фондов производства (капитала).
Сложность и многообразие, слабая структурированность и плохая формализуемость основных экономических механизмов, определяющих работу предприятий, не позволяют преобразовать процедуры принятия решений в полностью эффективные математические модели и алгоритмы прогнозирования. Поэтому целесообразно использовать простые, гибкие и надежные процедуры принятия решения.
Рассмотрим одну такую простую модель социально-экономического процесса.