Языки имитационного моделирования

Методы имитационного моделирования позволяют сочетать формальные математические методы исследования с интуицией и опытом специалистов-производственников. Для того чтобы осуществить также сочетание наиболее эффективно, необходимо максимально сократить по времени, облегчить и упростить общение специалистов с машиной. Нужно, чтобы указанные специалисты могли при формировании модели и воспроизведении на ЭВМ процесса оперировать привычными понятиями и представлениями, а также получали бы из ЭВМ информацию в удобной для восприятия и анализа форме. В связи с этим появилась настоящая необходимость в разработке программных средств, специально приспособленных к задаче написания программ моделирования.

Это привело к тому, что параллельно с универсальными алгоритмическими языками (Алгол, Кобол, Фортран, ПЛ/1, Бэйсик и т.п.) разрабатывалось множество специализированных языков для эффективного описания тех или иных типов моделей, в первую очередь в качестве программного обеспечения имитационного подхода к изучению того или иного класса объектов. Выбрав для решения своей задачи конкретный язык, исследователь получает в распоряжение тщательно разработанную систему понятий, представляющих ему основу для формализации исследуемой проблемы.

Преимуществами специализированных языков моделирования являются:

краткость, точность выражения понятий, характеризующих имитируемые процессы, удобные средства формализации и воспроизведения динамических свойств моделируемого объекта;

возможность заранее строить для пользователей стандартные программы, меньшие затраты времени на программирование;

более эффектное выявление ошибок в процессе отладки программы;

организация данных, обеспечивающая простое и эффективное моделирование, в том числе автоматическое формирование определенных типов данных; удобство накопления и представления выходных данных;

возможность имитации стохастических систем, т.е. наличие процедур генерирования и анализа случайных величин и временных рядов.

Языки имитационного моделирования различаются по принципам построения поискового управляющего алгоритма. Поисковые схемы в них могут быть ориентированы на описание выполнения событий (Симскрипт, Симпак) работ (GSP, GSL), процессов (GPSS, Симула). Каждая из поисковых схем, а соответственно и языки, ее реализующие, свои преимущества. Для любой из них существуют ситуации, в которых какая-либо одна эффективнее остальных, и ситуации, в которых она работает хуже. Тому кто желает ближе познакомиться с языками имитационного моделирования, надо обратиться к соответствующей литературе.

Одним из направлений создания специализированных языков моделирования служит создание универсальных комплексов программ, способных настраиваться на любой объект моделирования из заданного класса. В состав комплекса помимо собственно программ имитации входят программы автоматического преобразования элементов реальной системы и схем сопряжения к стандартной форме, а также ряд вспомогательных и обслуживающих программ. За человеком остается лишь неформальная часть действий: постановка задачи и интерпретация результатов моделирования. Все остальные работы (описание объекта моделирования в требуемой форме при помощи заранее определенных математических схем, построение моделирующего алгоритма, его программирование, организация вычислительного процесса на ЭВМ и т.д.) автоматизируются и выполняются при помощи специальных, заблаговременно заготовленных программ. Примером такого комплекса программ является пакет под названием «Универсальная автоматизированная имитационная модель» (УАИМ). С широким внедрением УАИМ в практику появляется возможность решения задач методом имитационного моделирования для человека, знающего свою узкую специальность и способного грамотно сформулировать задачу, но не имеющего специальной подготовки по программированию, методам решения задач на ЭВМ, а также подготовки в области математического аппарата исследования систем(теории массового обслуживания, теории автоматов, теории дифференциальных уравнений и т.д.).