Программное обеспечение, реализующее имитационную модель

    Назначение разработанного программного обеспечения заключается в проведении имитационного моделирования иерархической системы обработки информации. Результатом работы программы является набор наиболее вероятных конфигураций структур системы – количество элементов системы на каждом уровне обработки. Для каждой структуры рассчитываются средние суммарные затраты на эксплуатацию.

 

    Функциональные возможности:

· настройка границ распределения интенсивности потока задач;

· создание выборки потока задач и её проверка на соответствие заданному закону по критерию Смирнова;

· задание параметров системы с произвольным количеством уровней иерархии;

· расчёт наиболее вероятного количества элементов на каждом уровне системы;

· расчёт наиболее вероятных затрат на эксплуатацию системы;

· построение непараметрической оценки плотности вероятности величины суммарных затрат с выделением доверительного интервала;

· получение данных для проведения исследований зависимости суммарных затрат на эксплуатацию системы от следующих факторов:

o ширины интервала распределения интенсивности потока задач;

o значения затрат на обслуживание технических средств для каждого элемента заданного уровня;

o интенсивности потока решений (производительность) для каждого элемента заданного уровня.

    В качестве среды разработки была выбрана среда Borland Delphi 7. Язык программирования – Паскаль с расширениями, соответствующими выбранной среде разработки. Данный выбор обусловлен наличием успешного опыта разработки программного обеспечения, реализующего синтез непараметрических оценок плотностей вероятностей случайных величин.

 

    Структура разработанного программного обеспечения соответствует структуре имитационной модели. Таким образом, в ней присутствуют следующие блоки:

· датчик случайных чисел, генерирующий текущее значение потока задач;

· блок расчёта оптимального количества элементов на каждом уровне системы и суммарных затрат на эксплуатацию данной системы;

· блок имитации, запускающий процесс расчёта оптимальных параметров с новыми входными данными;

· блок формирования результатов имитационного моделирования;

· блок обработки результатов, выявляющий наиболее вероятные конфигурации структур системы;

    Для проведения исследований зависимостей суммарной стоимости, также был разработан блок, автоматически запускающий процесс имитационного моделирования с различными значениями исследуемого параметра, и собирающий результаты в массив данных.

 

    Процесс использования разработанного программного обеспечения прост и понятен пользователю за счёт использования интуитивно-понятного пользовательского интерфейса.

    Рассмотрим последовательность действий пользователя, которые необходимо выполнить для проведения имитационного моделирования:

1. Получить выборку случайной величины  с заданным законом распределения:

Рис. 3. Программное обеспечение имитационного моделирования:
создание выборки

 

    В окне программы показаны параметры создания случайной величины , графики теоретической и эмпирической плотностей вероятности, и заключение о корректности полученной выборки. Данное заключение делается на основе критерия Смирнова о тождественности законов распределения случайных величин.

2. Установить параметры имитационной модели системы обработки информации согласно исходным данным:

Рис. 4. Программное обеспечение имитационного моделирования:
установка параметров модели системы

3. Выполнить расчёт оптимальных значений параметра  и соответствующую им оценку затрат на эксплуатацию системы . Построим оценку плотности вероятности типа Розенблатта-Парзена величины :

Рис. 5. Программное обеспечение имитационного моделирования:
получение графика плотности вероятности суммарных затрат

4. Получить наиболее вероятные значения количества элементов i -го уровня  и соответствующие им оценки затрат на эксплуатацию системы :

Рис. 6. Программное обеспечение имитационного моделирования:
получение результатов имитационного моделирования

 

    Наиболее вероятными исходами считаются наборы параметров , оценка эффективности для которых лежит в пределах доверительного интервала. Для одинаковых наиболее вероятных наборов  вычисляются средние значения критерия  и параметра , соответствующие полученным результатам.

    После расчёта и вывода результатов моделирования, в разделе «Имитация» на графике оценки плотности вероятности  строится доверительный интервал:

Рис. 7. Программное обеспечение имитационного моделирования:
отображение доверительного интервала