рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Альтернативные подходы к созданию имитационных моделей

Альтернативные подходы к созданию имитационных моделей - раздел Экономика, Конспект лекций Имитационное моделирование экономических процессов   Разработчики Моделирования Изначально Направляли Свои Усилия ...

 

Разработчики моделирования изначально направляли свои усилия на поиск новых и более совершенных способов моделирования систем, используя при этом сущест­вующее компьютерное оборудование и программное обеспечение.

 

5.1. Параллельное и распределенное моделирование

 

Большинство моделей действуют приблизительно одинаково. Часы модельного времени взаи­модействуют со списком событий, в результате чего определяется, какое событие будет обрабатываться следующим. Часы переводятся на время возникновения этого события, а компьютер выполняет логику события, которая может потребо­вать: обновить переменные, обработать списки очередей и событий, сгенерировать случайные числа и величины, собрать статистику. Данная логика выполняется в соответствии с модельным временем возникновения событий, то есть в этих слу­чаях моделирование является последовательным.

В последние годы компьютерная технология позволила связывать отдельные компьютеры или процессоры в параллельную или распределенную вычислитель­ную среду. Например, несколько относительно недорогих мини-компьютеров (или даже микрокомпьютеров) могут быть связаны друг с другом с помощью сети, а в более крупном компьютере можно разместить несколько процессоров, которые будут работать как сами по себе, так и во взаимодействии друг с другом. Такая вы­числительная среда позволяет распределять различные части задачи между от­дельными процессорами, работающими одновременно или параллельно, и таким образом уменьшать общее время, необходимое для решения данной задачи. Конеч­но, такая возможность во многом зависит от сути самой задачи, а также от доступ­ного компьютерного оборудования и программного обеспечения. В настоящее время распределенная и параллельная обработка используется во многих облас­тях, например при оптимизации и проектировании баз данных.

Существует много способов разделить динамически моделируемые системы на части, то есть распределить работу между различными процессорами. Пожалуй, самый прямой способ — это распределение отдельных «функций поддержки» (на­пример, генерирования случайных чисел, генерирования случайных величин, об­работки списка событий, обработки списков и очередей, а также сбора статисти­ки) по различным процессорам. Логическое выполнение моделирования все же остается последовательным, однако теперь «главная» моделирующая программа может передавать выполнение функций поддержки другим процессорам и продолжать свою работу.

Другой способ распределения имитационной модели между различными про­цессорами — декомпозиция модели на отдельные подмодели, которые выполняют­ся несколькими процессорами. Например, производственное оборудование очень часто моделируется как сеть взаимосвязанных станций обслуживания, каждая из них представляет отдельный тип операций. Отдельные подмодели (или их группы) распределены между различными процессорами, и каждый из них моделирует свою часть системы. Необходимость обеспечивать соответствую­щие логические отношения между подмоделями предусматривает обмен инфор­мацией между процессорами. В примере с производственным оборудованием это происходит, когда деталь покидает одну станцию и переходит к другой станции, моделируемой на другом процессоре. Но не следует забывать о необходимости со­блюдать правильную временную последовательность выполнения операций, то есть о синхронизации обработки подмоделей различными процессорами для пра­вильного представления общих действий модели.Одно из основных преимуществ такого вида распределенного моделирования заключается в отсутствии глобаль­ных часов модельного времени и полного списка событий. Поскольку обработка списка событий при традиционном имитационном моделировании может занять много времени, возможность выполнения программы без списка событий — весь­ма привлекательная идея. Место часов модельного времени и спи­ска событий занимает система для передачи сообщений между процессорами, где каждое сообщение содержит «отметку времени». Недостаток такого метода за­ключается в том, что при моделировании может возникнуть тупик — два процес­сора будут вынуждены ожидать сообщения друг от друга для продолжения работы (даже если в реальной моделируемой системе такое не произойдет). Аналогичная ситуация может привести к остановке моделирования, поэтому должен приме­няться метод нахождения и устранения тупиков (или возможность их избегать).

Другая концепция, связанная с распределением подмоделей между параллель­ными процессорами, известна как концепция виртуального времени, реализован­ная через механизм изменения шкалы времени. Выше указывалось, что каждый процессор моделирует свою часть системы по времени, но не ожидает получения сообщений от других процессоров, обладающих возможностью рабо­тать одновременно с ним, хотя и с различной скоростью. Такое ожидание неизбеж­но при описанном подходе с передачей сообщений. Если подмодель, создаваемая отдельным процессором, получает сообщение, которое она должна была получить ранее (и оно потенциально влияет на ее действия с того момента времени), для этой подмодели выполняется откат путем возвращения ее времени к более ран­нему моменту получения сообщения. Например, подмодель Б моделировалась до момента времени 87, и в это время поступило сообщение от подмодели А, которое модель Б должна была получить в момент времени 61. Тогда часы для подмодели переводятся назад на момент времени 61, а моделирование подмодели Б между мо­ментами времени 61 и 87 отменяется, поскольку без учета сообщения от момента времени 61 оно могло быть выполнено неправильно. При этом к отмененной части моделирования могут относиться сообщения другим подмоделям, теперь каждое из них аннулируется посредством отправки соответствующего антисообщения. Антисообщения, в свою очередь, могут генерировать вторичные откаты в полу­чающих подмоделях и т. д. Подход, когда, во-первых, работа, выполненная между моментами времени 61 и 87, утрачивается, а во-вторых, в связи с откатом модели­рования возникают дополнительные расходы, может показаться неудачным. Од­нако при этом процессоры все время заняты моделированием (за исключением времени отката), вместо того чтобы бездействовать в ожидании, сообщения перед дальнейшим «правильным» продвижением моделирования по времени. В стохасти­ческом моделировании нельзя точно определить, понадобится ли откат, поэтому механизм изменения шкалы времени называют «рулеткой». Его недостаток заклю­чается в возникновении расходов на дополнительную память и обработку возмож­ных откатов, а преимущество состоит в том, что откаты могут быть редкими, и все процессоры будут продолжать продвижение вперед в моделировании. Более того, при использовании механизма изменения шкалы времени не появляются тупики. Вопросы разработки и оценки распределенной обработки при моделировании активно исследуются. Однако уже теперь ясно, что, насколько удачным окажется тот или иной метод (и будет ли он работать вообще), зависит от структуры и пара­метров модели, а также от доступной компьютерной среды. Например, если мо­дель можно поделить на подмодели, слабо связанные между собой (в частности сеть очередей, в которой требования редко переходят из одной очереди в другую), тогда любая из схем распределения моделирования, описанных выше, может пре­доставлять некоторые преимущества.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Конспект лекций Имитационное моделирование экономических процессов

ГОУ ВПО Кубанский государственный технологический.. Универсистет Кафедра вычислительной техники и АСУ..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Альтернативные подходы к созданию имитационных моделей

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Понятие имитационного моделирования
  Имитационное моделирование (ИМ) – распространённая разновидность аналогов моделирования, реализуемого с помощью набора математических инструментальных средств, специальных имитирующ

Основные функции ИМ
  Для создания ИМ необходима специальная система моделирования, имеющая набор языковых средств, сервисные подпрограммы, приёмы и технологии программирования. ИМ должна отражать большо

Типовые задачи, решаемые средствами компьютерного моделирования
  - моделирование процессов логистики для определения временных и стоимостных параметров; - управление процессом реализации инвестиционного проекта на различных этапах его жи

Понятие корреляционного и регрессионного анализа
  Для решения задач экономического анализа и прогнозирования очень часто используются статистические, отчетные или наблюдаемые данные. При этом полагают, эти данные являются значениям

Определение параметров линейного однофакторного уравнения регрессии
Пусть у нас имеются данные о доходах ( x ) и спросе на некоторый товар ( y ) за ряд лет ( n ): Год i Доход x

Оценка величины погрешности линейного однофакторного уравнения
  1. Обозначим разность между фактическим значением результативного признака и его расчетным значением как u i :

Проблема автокорреляции остатков. Критерий ДарбинаУотсона
  Часто для нахождения уравнений регрессии используются динамические ряды, т.е. последовательность экономических показателей за ряд лет (кварталов, месяцев), следующих друг за другом.

Двухфакторные и многофакторные уравнения регрессии
  Линейное двухфакторное уравнение регрессии имеет вид где a , b 1 , b

Конструирования целевой функции
  Допустим, объект оптимизации описывается следующей системой уравнений: х2 + у2 = 1 х + у = 1 Графически эту систему можно представит

Многомерный и одномерный поиск оптимума
  МСС представляет собой многомерный поиск, т.к. минимум ищется на разных направлениях. Когда минимум ищется только в одном направлении для уточнения направления следующего уровня - о

Понятие оптимизационных задач и оптимизационных моделей
  Экономико-математические задачи, цель которых состоит в нахождении наилучшего (оптимального) с точки зрения некоторого критерия или критериев варианта использования имеющихся ресурс

Оптимизационные задачи с линейной зависимостью между переменными
  Пусть: b i количество ресурса вида i ( i = 1, 2, ..., m ); a i , j норма расхода

Геометрическая интерпретация ОЗЛП
  Пусть необходимо найти оптимальный план производства двух видов продукции ( x 1 и x 2 ), т.е. такой план, при котором целевая функция (общая приб

Симплексный метод решения ОЗЛП
Симплексный метод это вычислительная процедура, основанная на принципе последовательного улучшения решений при переходе от одной базисной точки (базисного решения) к другой. При этом знач

Решение двойственной задачи ЛП
  Оптимизационная модель прямой задачи линейного программирования выглядит так: В системе неравенств должны

Общие понятия систем массового обслуживания
  Системы массового обслуживания — это такие системы, в кото­рые в случайные моменты времени поступают заявки на обслужи­вание, при этом поступившие заявки обслуживаются с помощью име

Одноканальная СМО с ожиданием
Система массового обслуживания имеет один канал. Входящий поток заявок на обслуживание — простейший поток с интенсивно­стью λ,. Интенсивность потока обслуживания равна μ, (т. е. в сред­не

Непрерывное моделирование
  Непрерывное моделирование — это моделирование системы по времени с помо­щью представления, в котором переменные состояния меняются непрерывно по отношению ко времени. Как правило, в

Теоретические основы метода
  Метод статистического моделирования (или метод Монте-Кар­ло) — это способ исследования поведения вероятностных систем (экономических, технических и т. д.) в условиях, когда не извес

Моделирование систем массового обслуживания с использованием метода Монте-Карло
  Рассмотренные аналитические методы анализа СМО ис­ходят из предположения, что входящие и исходящие потоки требо­ваний являются простейшими. Зависимости, используемые в этих методах

Постановка задачи
  Компании, продающей один вид продукции, необходимо определить, какое коли­чество товара она должна иметь в запасе на каждый из последующих n мес. (n — заданный входной параметр). Пр

Постановка задачи
Под термином «транспортные задачи» понимается широкий круг задач не только транспортного характера. Общим для них яв­ляется, как правило, распределение ресурсов, находящихся у т производител

Алгоритм метода потенциалов
  Наиболее распространенным методом решения транспортных задач является метод потенциалов. Решение задачи методом потенциалов включает следующие этапы: 1. разработку

Принятие решений в условиях полной определенности
  Математические модели исследуемых явлений или процессов могут быть заданы в виде таблиц, элементами которых являются значения частных критериев эффективности функционирования систем

Принятие решений в условиях риска
  Основными критериями оценки принимаемых решений в усло­виях риска являются: - ожидаемое значение результата; - ожидаемое значение результата в сочетании с минимиза

Принятие решений в условиях неопределенности
    Неопределенность является характеристикой внешней среды (природы), в которой принимается управленческое решение о раз­ витии (или функционировании) экономиче

Критерий Лапласа.
Этот критерий опирается на «принцип недостаточного основания» Лапласа, согласно которому все состояния «природы» Si, i = 1,n полагаются равновероятными. В соответствии с этим прин­ципом каждому сос

Теория игр
8.5.1 Общие понятия   В конфликт­ных ситуациях имеются противодействующие стороны, интересы которых противоположны. При конфликтных ситуациях решения принима

Метод линейного программирования для нахождения оптимальных стратегий в играх двух лиц с нулевой суммой
  Пусть игра m×n не имеет оптимального решения непосредст­венно в чистых стратегиях, т. е. отсутствует седловая точка (α ≠ β). Оптимальное решение необходимо иск

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги