Инструментальные средства моделирования.
Подходы к моделированию. Индукционный и системный подходы. Сравнительная характеристика представленных подходов.
При анализе и синтезе больших систем используются два подхода: классический (или индуктивный) и системный подход.
Индуктивный подход рассматривает систему путем перехода от частного к общему и синтезирует (конструирует) систему путем слияния ее компонент, разрабатываемых раздельно.
Системный подход предполагает последовательный переход от общего к частному, когда в основе рассмотрения лежит цель, причем исследуемый объект выделяется из окружающей среды.
Система S — целенаправленное множество взаимосвязанных элементов любой природы.
Внешняя среда Е — множество существующих вне системы элементов любой природы, оказывающих влияние на систему или находящихся под ее воздействием.
Формирование системы при классическом подходе происходит путем слияния ее компонентов, разрабатываемых отдельно:
1 этап. Определяются цели функционирования отдельных подсистем.
2 этап. Анализируется информация, необходимая для формирования отдельных подсистем.
3 этап. Формируются подсистемы, которые в совокупности образуют работоспособную систему.
В отличие от классического системный подход предполагает последовательный переход от общего к частному, когда в основе рассмотрения лежит конечная цель, ради которой создается система
Последовательность формирования системы при системном подходе также включает в себя несколько этапов:
1 этап. Определяются и формулируются цели функционирования системы.
2 этап. На основании анализа цели функционирования системы и ограничений внешней среды определяются требования, которым должна удовлетворять система.
3 этап. На базе этих требований формируются некоторые подсистемы.
4 этап. Наиболее сложный этап синтеза системы: анализ различных вариантов и выбор подсистем, организация их в единую систему. При этом используются критерии выбора.
Инструментальные средства моделирования.
Инструментальные средства, предназначенные для моделирования информационных систем, могут быть отнесены к одной из следующих категорий:
Ø локальные, поддерживающие один-два типа моделей и методов (Design/IDEF, ProCap, S-Designor, “CASE. Аналитик”);
Ø малые интегрированные средства моделирования, поддерживающие несколько типов моделей и методов (ERwin, BPwin) ;
Ø средние интегрированные средства моделирования, поддерживающие от 4 до 10—15 типов моделей и методов (Rational Rose, Paradigm Plus, Designer/2000);
Ø крупные интегрированные средства моделирования, поддерживающие более 15 типов моделей и методов (ARIS Toolset).
Универсальные инструментальные средства создания имитационных моделей – языки программирования общего пользования (Pascal, C и, C ++ и др.). На основе этих языков в настоящее время бурное развитие получили средства визуального проектирования программ (Delphi, Visual C++, Java), облегчающие выполнение некоторых трудоемких операций, например, создание пользовательского интерфейса.
Наряду с этим существует множество специализированных средств моделирования, позволяющих быстрее и с меньшими затратами (по сравнению с универсальными языками программирования) создавать и исследовать модели. В развитии специализированных средств можно выделить два направления:
1. Средства моделирования для анализа широкого класса систем. К ним относятся языки и среды имитационного моделирования ( GPSS , SimScript , Simula , Arena , Extend , AveSim , AnyLogic и другие), пакеты прикладных программ, использующих для моделирования аналитические методы, такие как MathCad , MathLab , SAS , Statistica и другие. Основной недостаток этих средств – необходимость специальной подготовки исследователя.
2. Программные комплексы, специализирующиеся на моделировании узкого круга систем одной конкретной предметной области. Например, пакеты имитационного моделирования производственных систем ( AutoMod , WITNESS , QUEST , ProModel и другие); пакеты имитационного моделирования для медицинских учреждений ( MedModel ); пакеты имитационного моделирования сетей связи ( COMNET , OPNET Modeler , IT Decision Guru ). Недостаток, заключающийся в ограниченности применения таких программ, компенсируется такими преимуществами, как легкость их освоения специалистами предметной области, и эффективность применения, вследствие узкой специализации.