АНАЛИЗ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СЛОЖНЫХ ДИСКРЕТНЫХ УСТРОЙСТВ

Для создания моделей широко используются языки моделирования. Высокий уровень языка моделирования (ЯМ) значительно упрощает программирование моделей. Основными моментами при выборе ЯМ является:

• 
  проблемная ориентация;
  
• 
  возможности сбора, обработки, вывода результатов;
  
• 
  быстродействие;
  
• 
  простота отладки;
  
• 
  доступность восприятия.
  

Этими свойствами обладают процедурные языки высокого уровня. Для моделирования могут быть использованы языки имитационного моделирования (ЯИМ) и общего назначения (ЯОМ).

Более удобными являются ЯИМ. Они обеспечивают:

• 
  удобство программирования модели системы;
  
• 
  проблемная ориентация.
  

Недостатки ЯИМ:

• 
  неэффективность рабочих программ;
  
• 
  сложность отладки;
  
• 
  недостаток документации.
  

Основные функции языка программирования:

• 
  управление процессами (согласование системного и машинного времени);
  
• 
  управление ресурсами (выбор и распределение ограниченных средств описываемой системы).
  

Как специализированные языки, ЯИМ обладают некоторыми программными свойствами и понятиями, которые не встречаются в ЯОН. К ним относятся:

Совмещение. Параллельно протекающие в реальных системах S процессы представляются с помощью последовательно работающей ЭВМ. ЯИМ позволяют обойти эту трудность путём введения понятий системного времени.

Размер. ЯИМ используют динамическое распределение памяти (компоненты модели системы М появляются в ОЗУ и исчезают в зависимости от текущего состояния. Эффективность моделирования достигается так же использованием блочных конструкций: блоков, подблоков и т.д.

Изменения. ЯИМ предусматривают обработку списков, отражающих изменения состояний процесса функционирования моделируемой системы на системном уровне.

Взаимосвязь. Для отражения большого количества между компонентами модели в статике и динамике ЯИМ включаем системно организованные логические возможности и реализации теории множеств.

Стохастичность. ЯИМ используют специальные программные генерации последовательностей случайных чисел, программы преобразования в соответствующие законы распределения.

Анализ. ЯИМ предусматривают системные способы статистической обработки и анализа результатов моделирования.

Наиболее известными языками моделирования являются SIMULA, SIMSCRIPT, GPSS, SOL, CSL.

Для языков, используемых в задачах моделирования, можно составить классификацию следующего вида. (см. рис. 2.9.)

Рис. 2.9 Классификация языков моделирования.

SIMSCRIPT - язык событий, созданный на базе языка FORNRAN. Каждая модель Mj состоит из элементов, с которыми происходят события, представляющие собой последовательность формул, изменяющих состояние моделируемой системы с течением времени. Работа со списками, определяемые пользователем, последовательность событий в системном времени, работа с множествами.

FORSIM - пакет ПП на языке FORNRAN позволяет оперировать только фиксированными массивами данных, описывающих объекты моделируемой системы. Удобен для описания систем с большим числом разнообразных ресурсов.

SIMULA - расширение языка ALGOL. Блочное представление моделируемой системы. Функционирование процесса разбивается на этапы, происходящие в системном времени. Главная роль в языке SIMULA отводится понятию параллельного оперирования с процессами в системном времени, универсальной обработки списков с процессами в роли компонент.

GPSS - интегрирующая языковая система, применяющаяся для описания пространственного движения объектов. Такие динамические объекты в языке GPSS называются транзактами и представляют собой элементы потока. Транзакты "создаются" и "уничтожаются". Функцию каждого из них можно представить как движение через модель М с поочерёдным воздействием на её блоки. Функциональный аппарат языка образуют блоки, описывающие логику модели, сообщая транзактам, куда двигаться и что делать дальше. Данные для ЭВМ подготавливаются в виде пакета управляющих и определяющих карт, которым составляется по схеме модели, набранной из стандартных символов. Созданная программа GPSS, работая в режиме интерпретации, генерирует и передаёт транзакты из блока в блок. Каждый переход транзакта приписывается к определенному моменту системного времени.

К сожалению, ни один из вышеперечисленных языков моделирования не поддерживает сети Петри напрямую, а значит их использование для создания имитационных моделей сложных дискретных устройств формализованных в виде сети Петри не представляется возможным. Тем не менее, существуют отдельные программные продукты, работающие с сетями Петри. Рассмотрим некоторые из них.

1.1Обзор программных средств для работы с сетями Петри.

Название	Достоинства	Недостатки
Petri NetWork 2.0	Позволяет анализировать широкий спектр свойств построенной сети Петри.	Неудобный редактор, невозможность запуска процесса моделирования.
Сети Петри 2.2 от NU Software	Позволяет строить сети Петри на основании кода прикладных программ для последующей их оптимизации.	Узкоспециализированный продукт без справочной системы.
Visual Petri.	Удобный графический интерфейс. Возможен запуск процесса моделирования.	Не поддерживает цветные сети Петри. Не позволяет замерять характеристики процесса моделирования, что ограничивает возможности анализа сети.
HPSim	Удобный и мощный редактор с анимацией моделируемой сети.	Не поддерживает цветные сети Петри. Иностранный продукт.

Как видно из таблицы все эти средства обладают определенными недостатками, поэтому было решено разработать новый программный продукт, позволяющий создавать и редактировать сети Петри, а также проводить моделирование в этих сетях.