ขั้นตอนที่สองของการสร้างแบบจำลองคือขั้นตอนของอัลกอริทึมของโมเดลและการใช้งานเครื่องจักร ขั้นตอนนี้เป็นขั้นตอนที่มุ่งนำแนวคิดและโครงร่างทางคณิตศาสตร์ไปใช้ในรูปแบบของแบบจำลองเครื่องจักร กระบวนการทำงานของระบบ .

ขั้นตอนการทำงานของระบบ ถือได้ว่าเป็นการเปลี่ยนแปลงตามลำดับของสถานะในปริภูมิ k-มิติ ภารกิจการสร้างแบบจำลองกระบวนการทำงานของระบบที่กำลังศึกษา คือการสร้างฟังก์ชั่น z,บนพื้นฐานของความเป็นไปได้ในการคำนวณลักษณะที่น่าสนใจในกระบวนการทำงานของระบบ สิ่งนี้ต้องการความสัมพันธ์ที่เชื่อมต่อกับฟังก์ชัน zพร้อมตัวแปร พารามิเตอร์ และเวลาอีกด้วย เงื่อนไขเริ่มต้น mi ในช่วงเวลาหนึ่ง เสื้อ=เสื้อ 0 .

สถานะของระบบมีสองประเภท:

  • 1) พิเศษที่มีอยู่ในกระบวนการการทำงานของระบบเฉพาะในบางจุดของเวลาเท่านั้น
  • 2) ไม่ใช่เอกพจน์ซึ่งกระบวนการตั้งอยู่ตลอดเวลาที่เหลือ ในกรณีนี้ฟังก์ชันของรัฐ z ฉัน (เสื้อ)สามารถเปลี่ยนได้ทันทีและระหว่างสิ่งพิเศษ - ได้อย่างราบรื่น

อัลกอริธึมการสร้างแบบจำลองสามารถสร้างขึ้นได้ตาม "หลักการของสถานะพิเศษ" ให้เราแสดงถึงการเปลี่ยนแปลงสถานะแบบกระโดด (รีเลย์) zยังไง z,และ "หลักการของรัฐพิเศษ" - เช่น หลักการ z

« หลักการ ซี"ทำให้ระบบจำนวนหนึ่งสามารถลดต้นทุนเวลาคอมพิวเตอร์ลงอย่างมากสำหรับการนำอัลกอริธึมการสร้างแบบจำลองไปใช้ แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ แบบจำลองทางสถิติ

รูปแบบที่สะดวกในการแสดงโครงสร้างลอจิคัลของแบบจำลองกระบวนการทำงานของระบบและโปรแกรมคอมพิวเตอร์คือไดอะแกรม ในขั้นตอนต่างๆ ของการสร้างแบบจำลอง ไดอะแกรมของอัลกอริธึมการสร้างแบบจำลองและโปรแกรมต่อไปนี้จะถูกรวบรวม:

แผนภาพทั่วไป (ขยาย) ของอัลกอริทึมการสร้างแบบจำลองชุด คำสั่งทั่วไปการดำเนินการเมื่อสร้างแบบจำลองระบบโดยไม่มีรายละเอียดชัดเจน

แผนภาพโดยละเอียดของอัลกอริทึมการสร้างแบบจำลองมีการชี้แจงที่ขาดหายไปในรูปแบบทั่วไป

แผนภาพลอจิกของอัลกอริธึมการสร้างแบบจำลองแสดงถึงโครงสร้างตรรกะของแบบจำลองกระบวนการทำงานของระบบ .

โครงร่างโปรแกรมแสดงลำดับการใช้งานซอฟต์แวร์ของอัลกอริธึมการสร้างแบบจำลองโดยใช้ซอฟต์แวร์ทางคณิตศาสตร์เฉพาะ แผนภาพโปรแกรมคือการตีความแผนภาพลอจิคัลของอัลกอริธึมการสร้างแบบจำลองโดยนักพัฒนาโปรแกรมตามภาษาอัลกอริทึมเฉพาะ

ขั้นตอนของอัลกอริธึมของโมเดลและการใช้งานเครื่องจักร:

  • 1. การสร้างไดอะแกรมเชิงตรรกะของแบบจำลอง
  • 2. การได้รับความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์
  • 3. การตรวจสอบความน่าเชื่อถือของรุ่นระบบ
  • 4. การเลือกเครื่องมือสำหรับการสร้างแบบจำลอง
  • 5. จัดทำแผนการดำเนินงานด้านการเขียนโปรแกรม
  • 6. คุณสมบัติและการสร้างแผนภาพโปรแกรม
  • 7. การตรวจสอบและทวนสอบความน่าเชื่อถือของโครงร่างโปรแกรม
  • 8. ดำเนินการเขียนโปรแกรมโมเดล
  • 9. ตรวจสอบความน่าเชื่อถือของโปรแกรม
  • 10. จัดทำเอกสารทางเทคนิคสำหรับขั้นตอนที่สอง
สถาบันเทคโนโลยีมอสโก
การสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์
บูซินสกี้ วี.เอ. เคทีเอ็น
ผู้ช่วยศาสตราจารย์

มอสโก
2014

แนวคิดพื้นฐานของ CM
โมเดลเป็นวัตถุที่สร้างขึ้นอย่างเทียมซึ่งทำซ้ำได้ในบางจุด
รูปทรงของวัตถุจริง-ของดั้งเดิม
แบบจำลองคอมพิวเตอร์ - การแสดงข้อมูลเกี่ยวกับระบบที่กำลังสร้างแบบจำลอง
หมายถึงคอมพิวเตอร์
ระบบคือชุดขององค์ประกอบที่เชื่อมต่อถึงกันซึ่งมีคุณสมบัติ
แตกต่างจากคุณสมบัติของธาตุแต่ละธาตุ
องค์ประกอบคือวัตถุที่มีคุณสมบัติที่มีความสำคัญสำหรับการสร้างแบบจำลอง
ในแบบจำลองคอมพิวเตอร์คุณสมบัติขององค์ประกอบจะแสดงด้วยค่าของคุณลักษณะขององค์ประกอบ
ความสัมพันธ์ระหว่างองค์ประกอบต่างๆ ได้รับการอธิบายโดยใช้ปริมาณและอัลกอริทึมโดยเฉพาะ
สูตรคำนวณ

ในปัจจุบัน โมเดลคอมพิวเตอร์มักเป็นที่เข้าใจกันว่า:
ภาพธรรมดาของวัตถุหรือระบบบางอย่างของวัตถุ (หรือกระบวนการ)
อธิบายโดยใช้ตารางคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อถึงกัน แผนภูมิการไหล
ไดอะแกรม กราฟ ภาพวาด ภาพเคลื่อนไหว ไฮเปอร์เท็กซ์ ฯลฯ
และแสดงโครงสร้างและความสัมพันธ์ระหว่างองค์ประกอบของวัตถุ
เราจะเรียกโมเดลคอมพิวเตอร์ประเภทนี้ว่าโครงสร้าง-ฟังก์ชัน
โปรแกรมแยกต่างหาก, ชุดโปรแกรม, แพ็คเกจซอฟต์แวร์,
อนุญาตโดยใช้ลำดับการคำนวณและกราฟิก
แสดงผลการจำลอง (จำลอง) กระบวนการ
การทำงานของวัตถุ ระบบของวัตถุ ผลกระทบต่อวัตถุ
ปัจจัยต่างๆ (มักจะสุ่ม) เราจะใช้โมเดลดังกล่าวต่อไป
เรียกว่าแบบจำลอง
การสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์เป็นวิธีการแก้ปัญหาการวิเคราะห์หรือ
การสังเคราะห์ระบบที่ซับซ้อนโดยใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์
สาระสำคัญของการสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์อยู่ที่การได้รับเชิงปริมาณและ
ผลลัพธ์เชิงคุณภาพจากแบบจำลองที่มีอยู่

หัวข้อที่ 1 แนวคิดพื้นฐานของการสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์
หัวข้อที่ 2 การสร้างอัลกอริธึมการสร้างแบบจำลอง: การทำให้เป็นทางการและ
อัลกอริทึมของกระบวนการ
หัวข้อที่ 3 ความเป็นสากลของแบบจำลองทางคณิตศาสตร์
หัวข้อที่ 4 แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของระบบที่ซับซ้อน
หัวข้อที่ 5 แบบจำลองความน่าจะเป็นแบบต่อเนื่องที่กำหนด แบบไม่ต่อเนื่อง แบบไม่ต่อเนื่อง และแบบต่อเนื่อง

การสัมมนาออนไลน์ครั้งที่ 2
การสร้างอัลกอริธึมการสร้างแบบจำลอง:
การทำให้เป็นทางการและอัลกอริทึมของกระบวนการ
1. การทำให้โมเดลเป็นทางการ
2. อัลกอริทึมของกระบวนการ

ตลอดประวัติศาสตร์มนุษยชาติได้ใช้สิ่งต่างๆมากมาย
วิธีการและเครื่องมือสำหรับการสร้างแบบจำลองข้อมูล วิธีการเหล่านี้
ปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง ดังนั้นโมเดลข้อมูลยุคแรกๆ
ถูกสร้างขึ้นเป็นภาพเขียนหิน ข้อมูลปัจจุบัน
แบบจำลองมักจะสร้างและศึกษาโดยใช้ความทันสมัย
เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์
เมื่อศึกษาวัตถุใหม่ มักจะถูกสร้างขึ้นครั้งแรก
แบบจำลองข้อมูลเชิงพรรณนาโดยใช้ภาษาธรรมชาติ
และภาพวาด แบบจำลองดังกล่าวสามารถแสดงวัตถุ กระบวนการ และปรากฏการณ์ได้
ในเชิงคุณภาพ กล่าวคือ ไม่ใช้คุณลักษณะเชิงปริมาณ ตัวอย่างเช่น,
แบบจำลองเฮลิโอเซนทริกของโลกของโคเปอร์นิคัสในภาษาธรรมชาติ
ถูกกำหนดไว้ดังนี้:
โลกหมุนรอบดวงอาทิตย์และดวงจันทร์หมุนรอบโลก
ดาวเคราะห์ทุกดวงหมุนรอบดวงอาทิตย์

ภาษาทางการใช้ในการสร้างแบบเป็นทางการ
โมเดลข้อมูล คณิตศาสตร์มีความแพร่หลายมากที่สุด
ภาษาทางการที่ใช้ การใช้คณิตศาสตร์
มีการสร้างแนวคิดและสูตร แบบจำลองทางคณิตศาสตร์.
ใน วิทยาศาสตร์ธรรมชาติ(ฟิสิกส์ เคมี ฯลฯ) กำลังถูกสร้างขึ้น
แบบจำลองปรากฏการณ์และกระบวนการที่เป็นทางการ มักใช้เพื่อการนี้
สากล ภาษาคณิตศาสตร์สูตรพีชคณิต (สำหรับงานหมายเลข 3)
อย่างไรก็ตามในบางกรณีมีความเชี่ยวชาญเฉพาะทาง
ภาษาทางการ (ในวิชาเคมี - ภาษา สูตรเคมีในดนตรี - สัญกรณ์
การรู้หนังสือ ฯลฯ ) (?)

1. นักเรียน คำถาม. การทำให้เป็นทางการ
โมเดล
ขั้นตอนการสร้างโมเดลข้อมูลโดยใช้
ภาษาทางการเรียกว่าการทำให้เป็นทางการ
ในกระบวนการศึกษาแบบจำลองที่เป็นทางการมักมีการดำเนินการ
การสร้างภาพข้อมูลของพวกเขา -
ผังงานใช้เพื่อแสดงภาพอัลกอริธึม
ความสัมพันธ์เชิงพื้นที่ระหว่างวัตถุ - ภาพวาดแบบจำลอง
วงจรไฟฟ้า - ไดอะแกรมไฟฟ้า เมื่อเห็นภาพอย่างเป็นทางการ
โมเดลที่ใช้แอนิเมชั่นสามารถแสดงไดนามิกของกระบวนการ
มีการสร้างกราฟการเปลี่ยนแปลงของค่า ฯลฯ
ปัจจุบันแพร่หลาย
โมเดลภาพเชิงโต้ตอบของคอมพิวเตอร์ ในรูปแบบดังกล่าวผู้วิจัย
สามารถเปลี่ยนเงื่อนไขเริ่มต้นและพารามิเตอร์ของกระบวนการและสังเกตได้
การเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมของแบบจำลอง

ขั้นตอนแรกของการวิจัยคือการกำหนดปัญหานั้น
ถูกกำหนดโดยเป้าหมายที่กำหนด
ปัญหาถูกกำหนดเป็นภาษาธรรมดา โดยธรรมชาติของการผลิตทุกอย่าง
งานสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่มหลัก ไปที่กลุ่มแรกคุณสามารถ
รวมถึงงานที่จำเป็นในการตรวจสอบว่ามีการเปลี่ยนแปลงอย่างไร
ลักษณะของวัตถุที่อยู่ภายใต้อิทธิพลบางอย่าง “จะเกิดอะไรขึ้น
ถ้า?…". งานกลุ่มที่สอง: ควรมีผลกระทบอะไรบ้าง
วัตถุเพื่อให้พารามิเตอร์เป็นไปตามที่กำหนด
เงื่อนไข “จะทำเช่นนั้นได้อย่างไร..”
ขั้นตอนที่สองคือการวิเคราะห์วัตถุ ผลลัพธ์ของการวิเคราะห์วัตถุคือการระบุตัวตน
ส่วนประกอบ (วัตถุพื้นฐาน) และกำหนดการเชื่อมต่อระหว่างกัน
ขั้นตอนที่สามคือการพัฒนาแบบจำลองข้อมูลของวัตถุ การก่อสร้าง
โมเดลจะต้องเกี่ยวข้องกับวัตถุประสงค์ของการจำลอง แต่ละวัตถุมี
จำนวนมากคุณสมบัติต่างๆ อยู่ในขั้นตอนการสร้างแบบจำลอง
เน้นคุณสมบัติหลักที่สำคัญที่สุดว่า
ตรงตามวัตถุประสงค์
ทุกสิ่งที่กล่าวมาข้างต้นคือการทำให้เป็นทางการนั่นคือ การทดแทน
ของวัตถุหรือกระบวนการจริงตามคำอธิบายที่เป็นทางการ เช่น ของเขา
รูปแบบข้อมูล

10.

เมื่อสร้างแบบจำลองข้อมูลแล้ว บุคคลจะใช้แบบจำลองข้อมูลแทน
วัตถุดั้งเดิมเพื่อศึกษาคุณสมบัติของวัตถุนี้ทำนาย
พฤติกรรมของเขา ฯลฯ ก่อนที่จะสร้างโครงสร้างที่ซับซ้อนใดๆ
ตัวอย่างเช่น สะพาน นักออกแบบจะเขียนแบบและคำนวณ
ความแข็งแรง, น้ำหนักที่อนุญาต ดังนั้นแทนที่จะเป็นสะพานจริง
พวกเขาจัดการกับคำอธิบายโมเดลในรูปแบบของภาพวาด
สูตรทางคณิตศาสตร์
การทำให้เป็นทางการเป็นกระบวนการ
การคัดเลือกและการแปล
โครงสร้างภายในของวัตถุใน
ข้อมูลบางอย่าง
โครงสร้าง-รูปแบบ

11.

12.

ตามระดับของการทำให้เป็นทางการ แบบจำลองข้อมูลจะถูกแบ่งออกเป็น
เครื่องหมายเป็นรูปเป็นร่างและสัญลักษณ์
รุ่น Iconic สามารถแบ่งออกเป็นกลุ่มต่อไปนี้:
แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่แสดงด้วยสูตรทางคณิตศาสตร์
การแสดงความสัมพันธ์ระหว่างพารามิเตอร์ต่างๆ ของวัตถุ ระบบ หรือ
กระบวนการ;
รุ่นพิเศษที่นำเสนอในภาษาพิเศษ (แผ่นเพลง
สูตรทางเคมี ฯลฯ );
แบบจำลองอัลกอริทึมที่แสดงถึงกระบวนการในรูปแบบของโปรแกรม
เขียนด้วยภาษาพิเศษ

13.

ลำดับคำสั่งในการควบคุมวัตถุ
การดำเนินการซึ่งนำไปสู่ความสำเร็จของที่กำหนดไว้ล่วงหน้า
เป้าหมายเรียกว่าอัลกอริธึมการควบคุม
ที่มาของแนวคิด "อัลกอริทึม"
คำว่า "อัลกอริทึม" มาจากชื่อนักคณิตศาสตร์
มูฮัมหมัด อัล-คอวาริซมีตะวันออกในยุคกลาง (787-850) พวกเขาเป็น
วิธีการคำนวณทางคณิตศาสตร์ด้วย
ตัวเลขหลายหลัก ต่อมาในยุโรปเรียกเทคนิคเหล่านี้ว่า
อัลกอริธึมจากการสะกดชื่ออัล-ควาริซมีในภาษาละติน ในยุคของเรา
แนวคิดของอัลกอริธึมไม่ได้จำกัดอยู่เพียงเลขคณิตเท่านั้น
การคำนวณ

14.

อัลกอริธึมคือคำสั่งที่ชัดเจนและแม่นยำในการดำเนินการ
ลำดับการกระทำบางอย่าง
มุ่งสู่การบรรลุเป้าหมายที่กำหนดหรือ
การแก้ปัญหา
อัลกอริทึมที่ใช้กับการคำนวณ
เครื่องจักร - คำสั่งที่แน่นอน เช่น ชุดการทำงานและ
กฎสำหรับการสลับของพวกเขาด้วยความช่วยเหลือซึ่งเริ่มต้น
ด้วยข้อมูลเบื้องต้น คุณสามารถแก้อะไรก็ได้
ปัญหาประเภทคงที่

15.

คุณสมบัติของอัลกอริทึม:
ความรอบคอบ - อัลกอริธึมจะต้องแบ่งออกเป็นขั้นตอน (แยก
การดำเนินการที่เสร็จสิ้นแล้ว)
ความแน่นอน - นักแสดงไม่ควรจะมี
ความคลุมเครือในการทำความเข้าใจขั้นตอนของอัลกอริทึม (นักแสดงไม่ได้
จะต้องตัดสินใจอย่างอิสระ)
ประสิทธิภาพ (อินฟินิตี้) - อัลกอริทึมควรนำไปสู่
ผลลัพธ์สุดท้ายในจำนวนขั้นตอนที่จำกัด
ความเข้าใจ - อัลกอริธึมจะต้องเข้าใจได้สำหรับนักแสดง
ประสิทธิภาพ - จากอัลกอริธึมที่เป็นไปได้ที่เลือกไว้
อัลกอริธึมที่มี ขั้นตอนน้อยลงหรือเพื่อการนำไปปฏิบัติ
ต้องใช้เวลาน้อยลง

16.

ประเภทของอัลกอริทึม
ประเภทของอัลกอริธึมเป็นเครื่องมือทางคณิตศาสตร์เชิงตรรกะค่ะ
ขึ้นอยู่กับเป้าหมาย เงื่อนไขเบื้องต้นของปัญหา วิธีแก้ปัญหา
คำจำกัดความของการกระทำของนักแสดงแบ่งได้ดังนี้
ทาง:
อัลกอริธึมทางกลหรือกำหนดไว้อย่างอื่น
อัลกอริธึมที่ยืดหยุ่น ไม่เช่นนั้นจะเป็นความน่าจะเป็นและการศึกษาสำนึก
อัลกอริธึมเชิงกลระบุการกระทำบางอย่าง
กำหนดลำดับที่เป็นเอกลักษณ์และเชื่อถือได้
จึงให้ความต้องการหรือแสวงหาที่ชัดเจน
ผลลัพธ์หากเป็นไปตามกระบวนการหรือเงื่อนไขงานเหล่านั้น
ซึ่งอัลกอริธึมได้รับการพัฒนา
อัลกอริธึมฮิวริสติกคืออัลกอริธึมที่
การบรรลุผลสุดท้ายของโปรแกรมการดำเนินการนั้นไม่แน่นอน
ที่กำหนดไว้ล่วงหน้า เช่นเดียวกับที่ไม่ได้ระบุลำดับทั้งหมด
การกระทำของนักแสดง อัลกอริธึมเหล่านี้ใช้
ขั้นตอนตรรกะสากลและวิธีการตัดสินใจ
ขึ้นอยู่กับการเปรียบเทียบ สมาคม และประสบการณ์ แนวทางแก้ไขที่คล้ายคลึงกัน
งาน

17.

ในกระบวนการอัลกอริธึม อัลกอริธึมดั้งเดิมจะถูกแบ่งออกเป็นแยกกัน
ส่วนที่เกี่ยวข้องเรียกว่าขั้นตอนหรืออัลกอริธึมบางส่วน
อัลกอริธึมส่วนตัวมีสี่ประเภทหลัก:
อัลกอริธึมเชิงเส้น
อัลกอริธึมการแยกสาขา
อัลกอริธึมแบบวนรอบ
อัลกอริธึมเสริมหรือรอง
อัลกอริธึมเชิงเส้น - ชุดคำสั่งที่ดำเนินการ
ตามลำดับเวลากัน
อัลกอริธึมการแยกสาขาคืออัลกอริธึมที่มีอย่างน้อยหนึ่งอัน
เงื่อนไขอันเป็นผลมาจากการตรวจสอบว่าคอมพิวเตอร์เครื่องใดให้การเปลี่ยนผ่าน
หนึ่งในสองขั้นตอนที่เป็นไปได้
อัลกอริธึมแบบวน - อัลกอริธึมที่เกี่ยวข้องกับการทำซ้ำ
การดำเนินการเดียวกันกับข้อมูลเริ่มต้นใหม่ จำเป็น
โปรดทราบว่าอัลกอริธึมแบบวนรอบสามารถนำไปใช้งานได้อย่างง่ายดายโดยใช้สองวิธี
ประเภทของอัลกอริทึมที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้
อัลกอริธึมเสริมหรือรอง - อัลกอริธึมก่อนหน้านี้
พัฒนาและใช้ทั้งหมดในอัลกอริธึมเฉพาะ
งาน

18.

ในทุกขั้นตอนของการเตรียมการสำหรับอัลกอริทึมของปัญหานั้นมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย
การแสดงโครงสร้างของอัลกอริธึมในรูปแบบของบล็อกไดอะแกรม
ผังงาน - การแสดงกราฟิกของอัลกอริทึมในรูปแบบของไดอะแกรม
บล็อกสัญลักษณ์กราฟิกที่เชื่อมต่อถึงกันโดยใช้ลูกศร (เส้นเปลี่ยน) ซึ่งแต่ละอันสอดคล้องกับขั้นตอนเดียว
อัลกอริทึม ภายในบล็อกจะมีคำอธิบายการดำเนินการที่เกิดขึ้น

19.

วิธีอธิบายอัลกอริทึม
การเลือกเครื่องมือและวิธีการเขียนอัลกอริทึม
ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ (ลักษณะ) ของ
อัลกอริธึม รวมถึงใคร (อะไร) จะทำ
ผู้ดำเนินการอัลกอริทึม
อัลกอริธึมเขียนเป็น:
กฎวาจา
บล็อกไดอะแกรม
โปรแกรม

20.

วิธีการอธิบายอัลกอริธึมด้วยวาจาเป็นภาษาธรรมดาโดยทั่วไป
ด้วยการเลือกคำและวลีอย่างระมัดระวังโดยไม่ใช้คำที่ไม่จำเป็น
ความคลุมเครือและการทำซ้ำ ภาษาเสริมด้วยคณิตศาสตร์ธรรมดา
สัญกรณ์และข้อตกลงพิเศษบางประการ
อัลกอริทึมอธิบายเป็นลำดับขั้นตอน ทุกย่างก้าว
องค์ประกอบของการกระทำที่จะดำเนินการและทิศทางต่อไป
การคำนวณ นอกจากนี้หากขั้นตอนปัจจุบันไม่ได้ระบุว่าควรขั้นตอนใด
ดำเนินการต่อไป จากนั้นจึงดำเนินการเปลี่ยนไปสู่ขั้นตอนถัดไป
ตัวอย่าง. สร้างอัลกอริทึมสำหรับค้นหาจำนวนที่มากที่สุดจากสามจำนวนที่กำหนด
ตัวเลข a, b, c
เปรียบเทียบ a และ b ถ้า a>b แล้วให้ a เป็นค่าสูงสุด t มิฉะนั้น (a<=b) в
เอา b เป็นค่าสูงสุด
เปรียบเทียบ t และ c หาก t>c ให้ไปที่ขั้นตอนที่ 3 มิฉะนั้น (t สูงสุด ค (t=c)
รับ t เป็นผล
ข้อเสียของวิธีการอธิบายอัลกอริธึมด้วยวาจา:
ขาดการมองเห็น
ความแม่นยำไม่เพียงพอ

21.

วิธีการอธิบายแบบกราฟิก
อัลกอริธึมเป็นหนทาง
การนำเสนออัลกอริทึมด้วย
ใช้เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไป
ตัวเลขกราฟิกแต่ละอัน
อันไหนหรือ
อัลกอริทึมหลายขั้นตอน
ภายในบล็อกเขียนไว้ว่า
คำอธิบายของคำสั่งหรือเงื่อนไข
เพื่อบ่งชี้
ลำดับการดำเนินการ
บล็อกใช้สายสื่อสาร
(สายเชื่อมต่อ).
มีแน่นอน
กฎสำหรับการอธิบายอัลกอริทึมใน
ในรูปแบบของบล็อกไดอะแกรม -

22.

คำอธิบายของอัลกอริทึมโดยใช้โปรแกรม - อัลกอริทึมที่เขียนไว้
ภาษาโปรแกรมเรียกว่าโปรแกรม
รูปแบบการบันทึกด้วยวาจาและกราฟิกของอัลกอริธึมมีไว้สำหรับ
บุคคล. อัลกอริทึมที่ออกแบบมาเพื่อดำเนินการบนคอมพิวเตอร์
เขียนด้วยภาษาโปรแกรม (ภาษาที่คอมพิวเตอร์เข้าใจได้) ตอนนี้
รู้จักภาษาการเขียนโปรแกรมหลายร้อยภาษา ที่นิยมมากที่สุด:
C, ปาสคาล, เบสิก ฯลฯ
ตัวอย่าง. สร้างอัลกอริทึมสำหรับค้นหาจำนวนที่มากที่สุดในสาม
ให้ตัวเลข a, b, c
โปรแกรม MaxFromThree;
var
a, b, c, ผลลัพธ์: จริง;
เริ่ม
เขียน("กรอก a, b, c");
ReadLn(ก, ข, ค);
ถ้า a>b ผลลัพธ์:= ผลลัพธ์อื่น:= b;
ถ้า c>ผลลัพธ์ ผลลัพธ์:= c;
WriteLn("จำนวนสูงสุดสามตัวคือ:", ผลลัพธ์:9:2)
จบ.
(?)

23.

ตัวอย่างที่ 1
เมื่อกำหนดอาร์เรย์หนึ่งมิติ ให้คำนวณค่าเฉลี่ยเลขคณิต -
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
การแก้ปัญหา
การทดสอบโปรแกรม
อยู่ที่ i,summ:Integer;
อาร์เรย์: อาร์เรย์ของจำนวนเต็ม;
เริ่ม
สรุป:=0;
สำหรับ i:=1 ถึง 5 ทำ
เริ่ม
เขียน("ใส่องค์ประกอบอาร์เรย์: ");
ReadLn(อาร์เรย์[i]);
สรุป:=ผลรวม+มวล[i];
จบ;
เขียน ("ค่าเฉลี่ยเลขคณิตของอาร์เรย์คือ:", summ/5);
เขียนLn;
จบ.
(?)

24.

ตัวอย่างที่ 2
สร้างอัลกอริธึมสำหรับกระบวนการขว้างศพในมุมหนึ่งถึงแนวนอน
(?)

25.

วี.วี. วาซิลีฟ แอล.เอ. สิมัก, A.M. ริบนิคอฟ คณิตศาสตร์และ
การสร้างแบบจำลองกระบวนการและระบบคอมพิวเตอร์ในสภาพแวดล้อม
MATLAB/SIMULINK หนังสือเรียนสำหรับนักศึกษาระดับปริญญาตรีและบัณฑิตศึกษา 2551
ปี. 91 หน้า
การสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์ ปัญหาทางกายภาพวี
ไมโครซอฟต์วิชวลเบสิก. ผู้แต่งตำราเรียน: Alekseev D.V.
โซลอน-เพรส, 2009
ผู้แต่ง: Orlova I.V., Polovnikov V.A.
สำนักพิมพ์: หนังสือเรียนมหาวิทยาลัย
ปี: 2551

26.

อันฟิลาตอฟ, V.S. การวิเคราะห์ระบบในการจัดการ [ข้อความ]: หนังสือเรียน / V.S.
Anfilatov, A. A. Emelyanov, A. A. Kukushkin; แก้ไขโดย เอ.เอ. เอเมลยาโนวา. – ม.:
การเงินและสถิติ, 2545. – 368 น.
Vennikov, V.A.. ทฤษฎีความคล้ายคลึงและการสร้างแบบจำลอง [ข้อความ] / V.A. Vennikov, G.V.
Vennikov - ม.: มัธยมปลาย, 2527 - 439 น.
Evsyukov, V. N. การวิเคราะห์ระบบอัตโนมัติ [ข้อความ]: การศึกษาและระเบียบวิธี
คู่มือการดำเนินงาน งานภาคปฏิบัติ/ V. N. Evsyukov, A. M. Chernousova -
ฉบับที่ 2. สเปน – โอเรนบูร์ก: IPK GOU OSU, 2550. - 179 น.
Zarubin, V. S. การสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ในเทคโนโลยี [ข้อความ]: หนังสือเรียน สำหรับมหาวิทยาลัย /
เอ็ด V. S. Zarubina, A. P. Krischenko - M.: สำนักพิมพ์ของ MSTU ตั้งชื่อตาม N.E. Bauman, 2001. –
496 หน้า
Kolesov, Yu. B. การสร้างแบบจำลองระบบ ระบบไดนามิกและไฮบริด [ข้อความ]:
เอ่อ เบี้ยเลี้ยง / Yu.B. Kolesov, Yu.B. เซนิเชนคอฟ - เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก. : BHV-Petersburg, 2549 - 224 หน้า
Kolesov, Yu.B. การสร้างแบบจำลองระบบ วิธีการเชิงวัตถุ [ข้อความ]:
อุ๊ย เบี้ยเลี้ยง / Yu.B. Kolesov, Yu.B. เซนิเชนคอฟ - เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก. : BHV-Petersburg, 2549. - 192 น.
Norenkov, I. P. พื้นฐานของการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย [ข้อความ]: หนังสือเรียนสำหรับ
มหาวิทยาลัย / I. P. Norenkov – อ.: สำนักพิมพ์ของ MSTU im. น.อี. บาวแมน, 2000. – 360 น.
Skurikhin, V.I. การสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ [ข้อความ] / V. I. Skurikhin, V. V.
ชิฟริน, วี.วี. ดูบรอฟสกี้ - ก.: เทคโนโลยี, 1983. – 270 น.
Chernousova, A. M. ซอฟต์แวร์สำหรับระบบอัตโนมัติ
การออกแบบและการจัดการ: บทช่วยสอน[ข้อความ] / A. M. Chernousova, V.
เอ็น. เชอร์สโตบิโตวา. - โอเรนบูร์ก: OSU, 2549 - 301 น.

ในขั้นตอนที่สองของการสร้างแบบจำลอง - ขั้นตอนของอัลกอริทึมของแบบจำลองและการใช้งานเครื่องจักร - แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่เกิดขึ้นในขั้นตอนแรกจะรวมอยู่ในแบบจำลองเครื่องจักรเฉพาะ ขั้นตอนนี้เป็นขั้นตอนของกิจกรรมภาคปฏิบัติที่มุ่งนำความคิดและโครงร่างทางคณิตศาสตร์ไปใช้ในรูปแบบของแบบจำลองเครื่องจักรของกระบวนการทำงานของระบบ S ก่อนที่จะพิจารณาขั้นตอนย่อยของอัลกอริทึมและการนำแบบจำลองไปใช้เครื่องจักรให้เราอาศัย หลักการพื้นฐานของการสร้างอัลกอริธึมการสร้างแบบจำลองและรูปแบบการนำเสนอ

หลักการสร้างอัลกอริธึมการสร้างแบบจำลอง

กระบวนการทำงานของระบบ S ถือได้ว่าเป็นการเปลี่ยนแปลงสถานะของระบบ S ตามลำดับในปริภูมิมิติ เห็นได้ชัดว่างานในการสร้างแบบจำลองกระบวนการทำงานของระบบภายใต้การศึกษา S คือการสร้างฟังก์ชันบนพื้นฐานที่สามารถคำนวณลักษณะที่น่าสนใจในกระบวนการทำงานของระบบได้ เมื่อต้องการทำเช่นนี้ จะต้องมีความสัมพันธ์ที่เชื่อมโยงฟังก์ชันกับตัวแปร พารามิเตอร์ และเวลา รวมถึงเงื่อนไขเริ่มต้น ณ ขณะนั้น

ให้เราพิจารณากระบวนการทำงานของระบบกำหนดบางอย่างซึ่งไม่มีปัจจัยสุ่ม กล่าวคือ เวกเตอร์ของสถานะของระบบดังกล่าวสามารถกำหนดได้จาก (2.3) เป็น จากนั้นสถานะของกระบวนการในขณะนั้น

สามารถกำหนดได้โดยไม่ซ้ำกันจากความสัมพันธ์ของแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ตามเงื่อนไขเริ่มต้นที่ทราบ สิ่งนี้ช่วยให้คุณสร้างอัลกอริธึมการสร้างแบบจำลองสำหรับกระบวนการทำงานของระบบได้ ในการดำเนินการนี้ เราแปลงความสัมพันธ์ของแบบจำลองเป็นแบบฟอร์มนี้ เพื่อให้สะดวกในการคำนวณตามค่า โดยที่เราจัดระเบียบตัวนับเวลาของระบบ ซึ่งจะแสดงเวลาในช่วงแรก สำหรับช่วงเวลานี้ เพิ่มช่วงเวลา จากนั้นตัวนับจะแสดง คำนวณค่า แล้วเลื่อนไปยังช่วงเวลานั้น หากขั้นตอนเล็กพอแล้วคุณจะได้ค่าโดยประมาณด้วยวิธีนี้

ให้เราพิจารณากระบวนการการทำงานของระบบสุ่ม เช่น ระบบที่ได้รับอิทธิพลจากปัจจัยสุ่ม เช่น เวกเตอร์ของรัฐถูกกำหนดโดยความสัมพันธ์ (2.3) สำหรับระบบดังกล่าว การทำงานของกระบวนการระบุ ณ ขณะนั้น ความสัมพันธ์ของแบบจำลองจะกำหนดเฉพาะการแจกแจงความน่าจะเป็น ณ ขณะนั้นเท่านั้น ใน กรณีทั่วไปและเงื่อนไขเริ่มต้นสามารถสุ่มได้ โดยพิจารณาจากการแจกแจงความน่าจะเป็นที่สอดคล้องกัน ในเวลาเดียวกัน โครงสร้างของอัลกอริธึมการสร้างแบบจำลองสำหรับระบบสุ่มยังคงเหมือนเดิม แทนที่จะต้องระบุสถานะเท่านั้น ตอนนี้จำเป็นต้องคำนวณการแจกแจงความน่าจะเป็นสำหรับสถานะที่เป็นไปได้ ให้ตัวนับเวลาของระบบแสดงเวลา ตามการแจกแจงความน่าจะเป็นที่กำหนด สถานะจะถูกเลือก ถัดไป โดยขึ้นอยู่กับการแจกแจง สถานะจะได้รับจนกว่าจะมีการสร้างการใช้งานกระบวนการสุ่มหลายมิติที่เป็นไปได้ในช่วงเวลาที่กำหนด

หลักการพิจารณาของการสร้างอัลกอริธึมการสร้างแบบจำลองเรียกว่าหลักการ นี่คือหลักการที่เป็นสากลที่สุดที่ช่วยให้เราสามารถกำหนดสถานะลำดับของกระบวนการทำงานของระบบ S ในช่วงเวลาที่กำหนด แต่จากมุมมองของต้นทุนเวลาของคอมพิวเตอร์ บางครั้งมันก็กลายเป็นว่าไม่ประหยัด

เมื่อพิจารณาถึงกระบวนการทำงานของบางระบบจะพบว่ามีลักษณะเป็นสถานะสองประเภท: 1) สถานะพิเศษที่มีอยู่ในกระบวนการการทำงานของระบบเฉพาะในบางจุดของเวลาเท่านั้น (ช่วงเวลาที่รับอินพุตหรือ การควบคุมการกระทำการรบกวน สภาพแวดล้อมภายนอกฯลฯ ไม่ใช่เอกพจน์ ซึ่งกระบวนการนี้ตั้งอยู่ตลอดเวลาที่เหลือ สถานะพิเศษมีลักษณะเฉพาะด้วยความจริงที่ว่าฟังก์ชันของรัฐในช่วงเวลาเหล่านี้เปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันและระหว่างสถานะพิเศษการเปลี่ยนแปลงพิกัดเกิดขึ้นอย่างราบรื่นและต่อเนื่องหรือไม่เกิดขึ้นเลย ดังนั้นเมื่อสร้างแบบจำลองระบบ S ให้ปฏิบัติตามเฉพาะความพิเศษเท่านั้น

ระบุในช่วงเวลาที่สถานะเหล่านี้เกิดขึ้น มีความเป็นไปได้ที่จะได้รับข้อมูลที่จำเป็นสำหรับการสร้างฟังก์ชัน แน่นอนว่าสำหรับประเภทระบบที่อธิบายไว้ อัลกอริธึมการสร้างแบบจำลองสามารถสร้างขึ้นได้ตาม "หลักการของสถานะพิเศษ" ให้เราแสดงถึงการเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหัน (รีเลย์) ในสถานะเป็นและ "หลักการของสถานะพิเศษ" เป็นหลักการ

ตัวอย่างเช่นสำหรับระบบคิว (-scheme) สามารถเลือกสถานะเป็นสถานะพิเศษในขณะที่ได้รับการร้องขอบริการในอุปกรณ์ P และในขณะที่เสร็จสิ้นการให้บริการคำขอโดยช่อง K เมื่อสถานะของ ระบบซึ่งประเมินตามจำนวนคำขอในนั้นมีการเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหัน

โปรดทราบว่าคุณลักษณะของกระบวนการทำงานของระบบดังกล่าวที่มีสถานะพิเศษนั้นประมาณโดยใช้ข้อมูลเกี่ยวกับสถานะพิเศษ และสถานะที่ไม่พิเศษจะไม่ถูกพิจารณาในระหว่างการสร้างแบบจำลอง “หลักการทำให้ระบบจำนวนหนึ่งสามารถลดต้นทุนของเวลาคอมพิวเตอร์ลงอย่างมากสำหรับการนำอัลกอริธึมการสร้างแบบจำลองไปใช้เมื่อเปรียบเทียบกับ “หลักการ” ตรรกะของการสร้างอัลกอริธึมการสร้างแบบจำลองที่ใช้ “หลักการแตกต่างจากที่พิจารณา “หลักการ” เพียงแต่ว่าจะมีขั้นตอนในการกำหนดช่วงเวลาของเวลาที่สอดคล้องกับระบบสถานะพิเศษถัดไป S. เพื่อศึกษากระบวนการทำงาน ระบบขนาดใหญ่มีเหตุผลที่จะใช้หลักการรวมของการสร้างอัลกอริธึมการสร้างแบบจำลอง โดยรวมข้อดีของแต่ละหลักการที่พิจารณา

รูปแบบการนำเสนออัลกอริธึมการสร้างแบบจำลอง

รูปแบบที่สะดวกในการแสดงโครงสร้างลอจิคัลของแบบจำลองกระบวนการทำงานของระบบและโปรแกรมคอมพิวเตอร์คือไดอะแกรม ในขั้นตอนต่างๆ ของการสร้างแบบจำลอง จะมีการรวบรวมไดอะแกรมลอจิคัลทั่วไปและรายละเอียดของอัลกอริธึมการสร้างแบบจำลอง รวมถึงไดอะแกรมโปรแกรม

แผนภาพทั่วไป (ขยายใหญ่) ของอัลกอริธึมการสร้างแบบจำลองจะระบุขั้นตอนทั่วไปสำหรับการสร้างแบบจำลองระบบโดยไม่ต้องให้รายละเอียดชัดเจน แผนภาพทั่วไปแสดงสิ่งที่ต้องทำในขั้นตอนการสร้างแบบจำลองถัดไป เช่น การเข้าถึงเซ็นเซอร์ตัวเลขสุ่ม

แผนภาพโดยละเอียดของอัลกอริธึมการสร้างแบบจำลองประกอบด้วยคำชี้แจงที่ขาดหายไปในรูปแบบทั่วไป แผนภาพโดยละเอียดไม่เพียงแต่แสดงสิ่งที่ควรทำในขั้นตอนต่อไปของการสร้างแบบจำลองระบบ แต่ยังแสดงวิธีดำเนินการด้วย

แผนภาพลอจิคัลของอัลกอริธึมการสร้างแบบจำลองแสดงถึงโครงสร้างลอจิคัลของแบบจำลองกระบวนการทำงานของระบบ S แผนภาพลอจิคัลระบุลำดับที่เรียงลำดับตามเวลา การดำเนินการเชิงตรรกะที่เกี่ยวข้องกับการแก้ปัญหาการสร้างแบบจำลอง

แผนภาพโปรแกรมแสดงลำดับการใช้งานซอฟต์แวร์ของอัลกอริธึมการสร้างแบบจำลองโดยใช้ซอฟต์แวร์ทางคณิตศาสตร์เฉพาะ แผนภาพโปรแกรมคือการตีความแผนภาพลอจิคัลของอัลกอริธึมการสร้างแบบจำลองโดยนักพัฒนาโปรแกรมตามภาษาอัลกอริทึมเฉพาะ ความแตกต่างระหว่างโครงร่างเหล่านี้คือ แผนภาพแบบลอจิคัลสะท้อนถึงโครงสร้างลอจิคัลของแบบจำลองกระบวนการการทำงานของระบบ และแผนภาพโปรแกรมสะท้อนถึงตรรกะของการนำเครื่องจักรไปใช้งานในแบบจำลองโดยใช้ซอฟต์แวร์เฉพาะ วิธีการทางเทคนิคการสร้างแบบจำลอง

แผนภาพลอจิกของอัลกอริทึมและแผนภาพโปรแกรมสามารถนำมาใช้ได้ทั้งในรูปแบบขยายและรายละเอียด ในการวาดไดอะแกรมเหล่านี้จะใช้ชุดสัญลักษณ์ซึ่งกำหนดโดย GOST 19.701 - 90 (ISO 5807 - 85) “ระบบเอกสารประกอบโปรแกรมแบบครบวงจร

แผนผังของอัลกอริธึม โปรแกรม ข้อมูล และระบบ

อนุสัญญาและกฎการดำเนินการ” สัญลักษณ์ที่ใช้กันมากที่สุดบางส่วนในการฝึกการสร้างแบบจำลองด้วยคอมพิวเตอร์แสดงไว้ในรูปที่ 1 3.3 ซึ่งแสดงสัญลักษณ์พื้นฐาน เฉพาะ และพิเศษของกระบวนการ ซึ่งรวมถึง: สัญลักษณ์หลัก: a - กระบวนการ - สัญลักษณ์แสดงการทำงานของการประมวลผลข้อมูลใด ๆ (การดำเนินการบางอย่างหรือกลุ่มการดำเนินการซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงค่ารูปแบบหรือตำแหน่งของข้อมูลหรือเพื่อกำหนดว่าสิ่งใด ควรย้ายทิศทางการไหลหลายทิศทาง) สัญลักษณ์กระบวนการเฉพาะ: b - การตัดสินใจ - สัญลักษณ์แสดงถึงการตัดสินใจหรือฟังก์ชันประเภทสวิตช์ที่มีอินพุตหนึ่งรายการและเอาต์พุตทางเลือกจำนวนหนึ่ง ซึ่งหนึ่งรายการเท่านั้นที่สามารถเปิดใช้งานได้หลังจากประเมินเงื่อนไขที่กำหนดไว้ภายในสัญลักษณ์นี้ (ผลการคำนวณที่สอดคล้องกัน สามารถบันทึกติดกับเส้นที่แสดงถึงเส้นทางเหล่านี้) c - การเตรียมการ - สัญลักษณ์แสดงการแก้ไขคำสั่งหรือกลุ่มคำสั่งเพื่อให้มีอิทธิพลต่อฟังก์ชันที่ตามมา (การตั้งค่าสวิตช์การแก้ไขการลงทะเบียนดัชนีหรือการเริ่มต้นโปรแกรม) d - กระบวนการที่กำหนดไว้ล่วงหน้า - สัญลักษณ์แสดงกระบวนการที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ซึ่งประกอบด้วยการดำเนินการตั้งแต่หนึ่งรายการขึ้นไปหรือขั้นตอนของโปรแกรมที่กำหนดไว้ที่อื่น (ในรูทีนย่อย โมดูล) d - การดำเนินการด้วยตนเอง - สัญลักษณ์แสดงกระบวนการใด ๆ ที่ดำเนินการโดยบุคคล สัญลักษณ์พิเศษ: e - ขั้วต่อ - สัญลักษณ์แสดงทางออกไปยังส่วนหนึ่งของวงจรและทางเข้าจากส่วนอื่นของวงจรนี้และใช้ในการแยกสายและไปต่อที่อื่น (สัญลักษณ์ตัวเชื่อมต่อที่เกี่ยวข้องจะต้องมีการกำหนดที่ไม่ซ้ำกันเหมือนกัน ); g - เทอร์มิเนเตอร์ - สัญลักษณ์แสดงทางออกสู่สภาพแวดล้อมภายนอกและอินพุตจากสภาพแวดล้อมภายนอก (จุดเริ่มต้นหรือจุดสิ้นสุดของแผนภาพอัลกอริทึม การใช้งานภายนอกหรือปลายทางข้อมูล)

ข้าว. 3.3. สัญลักษณ์และแผนภาพของอัลกอริธึมการสร้างแบบจำลอง

รูปภาพตัวอย่างของแผนภาพอัลกอริธึมการสร้างแบบจำลองจะแสดงในรูปที่ 1 3.3, ชม.

โดยทั่วไปแล้ว ไดอะแกรมเป็นรูปแบบที่สะดวกที่สุดในการแสดงโครงสร้างของอัลกอริธึมการสร้างแบบจำลอง ในบางกรณีมีการใช้รูปแบบอื่นในการแสดงอัลกอริธึมการสร้างแบบจำลองเช่นรูปแบบของแผนภาพกราฟ (รูปที่ 3.3, i) นี่คือจุดเริ่มต้น - จุดสิ้นสุด - การคำนวณ - การสร้าง - การตรวจสอบเงื่อนไข - ตัวนับ - ผลลัพธ์ของผลลัพธ์ โดยที่ คือจำนวนตัวดำเนินการทั้งหมดของอัลกอริทึมการสร้างแบบจำลอง เพื่อเป็นการอธิบายแผนภาพกราฟของอัลกอริธึม ข้อความดังกล่าวจะให้การเปิดเผยเนื้อหาของตัวดำเนินการ ซึ่งทำให้การนำเสนออัลกอริธึมง่ายขึ้น แต่ทำให้การทำงานมีความซับซ้อนมากขึ้น

อัลกอริธึมการสร้างแบบจำลองสามารถแสดงเป็นไดอะแกรมตัวดำเนินการได้ สัญลักษณ์ของตัวดำเนินการในแผนภาพดังกล่าวสอดคล้องกับสัญลักษณ์ของแผนภาพกราฟ สำหรับตัวอย่างที่พิจารณา แผนภาพตัวดำเนินการของอัลกอริทึมจะมีรูปแบบ

เราจะทำความคุ้นเคยกับรูปแบบการนำเสนอโครงสร้างลอจิคัลของอัลกอริธึมการสร้างแบบจำลองและโปรแกรมเครื่องจักรเมื่อพิจารณาแบบจำลองการจำลองกระบวนการทำงาน เราจะทำความคุ้นเคยกับรายละเอียดมากขึ้น ระบบต่างๆและวิธีการใช้งานบนคอมพิวเตอร์

ขั้นตอนย่อยของขั้นตอนที่สองของการสร้างแบบจำลอง

ให้เราพิจารณาขั้นตอนย่อยที่ดำเนินการระหว่างอัลกอริทึมของโมเดลระบบและการใช้งานเครื่องโดยให้ความสนใจเป็นพิเศษกับงานของแต่ละขั้นตอนย่อยและวิธีการแก้ไข

2.1. การสร้างไดอะแกรมเชิงตรรกะของแบบจำลองขอแนะนำให้สร้างแบบจำลองตามหลักการบล็อกนั่นคือในรูปแบบของบล็อกมาตรฐานบางชุด การก่อสร้างแบบจำลองของระบบเอสจากดังกล่าว

บล็อกให้ความยืดหยุ่นที่จำเป็นในระหว่างการดำเนินงาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในขั้นตอนของการดีบักเครื่อง เมื่อสร้างแบบจำลองบล็อก กระบวนการทำงานของระบบจะแบ่งออกเป็นกระบวนการย่อยที่แยกจากกันและค่อนข้างเป็นอิสระ ดังนั้น โมเดลจึงถูกแบ่งตามการใช้งานออกเป็นโมเดลย่อย ซึ่งแต่ละโมเดลสามารถแบ่งออกเป็นองค์ประกอบที่เล็กกว่าได้ บล็อกของรุ่นนี้มีสองประเภท: หลักและเสริม แต่ละบล็อกหลักสอดคล้องกับกระบวนการย่อยจริงที่เกิดขึ้นในระบบจำลอง S และบล็อกเสริมเป็นเพียงส่วนหนึ่งของโมเดลเครื่องจักรเท่านั้น โดยไม่ได้สะท้อนถึงการทำงานของระบบจำลอง และจำเป็นเฉพาะสำหรับการใช้งาน การบันทึก และการประมวลผลของเครื่องจักรเท่านั้น ของผลการจำลอง

2.2. การได้รับความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์พร้อมกับการดำเนินการขั้นตอนย่อยของการสร้างไดอะแกรมเชิงตรรกะของแบบจำลอง จำเป็นต้องได้รับความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์หากเป็นไปได้ในรูปแบบของฟังก์ชันที่ชัดเจน เช่น เพื่อสร้างแบบจำลองการวิเคราะห์ ขั้นตอนย่อยนี้สอดคล้องกับข้อกำหนดโดยนัยของความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์ที่เป็นไปได้ในขั้นตอนของการสร้างแบบจำลองแนวคิด เมื่อดำเนินการระยะแรกอาจยังไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์ประเภทใดโดยเฉพาะ และในขั้นตอนที่สองจำเป็นต้องได้รับความสัมพันธ์เหล่านี้แล้ว แผนภาพรุ่นเครื่องควรเป็น การสะท้อนกลับทั้งหมดแนวคิดที่ฝังอยู่ในโมเดลและมี: ก) คำอธิบายบล็อคทั้งหมดของโมเดลพร้อมชื่อ; ข) ระบบแบบครบวงจรการกำหนดและหมายเลขของบล็อก c) การสะท้อนตรรกะของแบบจำลองกระบวนการทำงานของระบบ d) การระบุความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์ในรูปแบบที่ชัดเจน

ดังนั้น ในกรณีทั่วไป โมเดลเครื่องจักรที่สร้างขึ้นของระบบจะมีลักษณะผสมผสาน กล่าวคือ สะท้อนถึงแนวทางการวิเคราะห์-จำลอง เมื่อส่วนหนึ่งของกระบวนการในระบบได้รับการอธิบายเชิงวิเคราะห์ และอีกส่วนหนึ่งถูกจำลองโดยความเหมาะสม อัลกอริธึม

2.3. การตรวจสอบความน่าเชื่อถือของโมเดลระบบการตรวจสอบนี้เป็นการตรวจสอบครั้งแรกที่ดำเนินการในระหว่างขั้นตอนการนำแบบจำลองไปใช้ เนื่องจากแบบจำลองเป็นคำอธิบายโดยประมาณของกระบวนการการทำงานของระบบจริง S ดังนั้นจนกว่าจะพิสูจน์ความน่าเชื่อถือของแบบจำลอง จึงไม่สามารถระบุได้ว่าด้วยความช่วยเหลือนั้นจะได้รับผลลัพธ์ที่ตรงกับที่สามารถรับได้ในระหว่าง การทดลองเต็มรูปแบบด้วยระบบจริง S ดังนั้นการพิจารณาความน่าเชื่อถือของแบบจำลองจึงถือได้มากที่สุด ปัญหาสำคัญเมื่อสร้างแบบจำลองระบบ ระดับความเชื่อมั่นในผลลัพธ์ที่ได้จากวิธีการสร้างแบบจำลองขึ้นอยู่กับวิธีแก้ไขปัญหานี้ การทดสอบแบบจำลองในขั้นตอนย่อยที่อยู่ระหว่างการพิจารณาควรตอบคำถามว่าแผนภาพเชิงตรรกะของแบบจำลองระบบและความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์ที่ใช้สะท้อนถึงการออกแบบแบบจำลองที่เกิดขึ้นในขั้นตอนแรกมากน้อยเพียงใด ในกรณีนี้ จะมีการตรวจสอบสิ่งต่อไปนี้: ก) ความเป็นไปได้

การแก้ปัญหา b) ความแม่นยำของการสะท้อนของการออกแบบในแผนภาพลอจิก c) ความสมบูรณ์ของแผนภาพเชิงตรรกะของแบบจำลอง d) ความถูกต้องของความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์ที่ใช้

หลังจากที่นักพัฒนามั่นใจโดยการตรวจสอบความถูกต้องของข้อกำหนดทั้งหมดอย่างเหมาะสมแล้วเท่านั้นที่เราจะพิจารณาว่ามีไดอะแกรมเชิงตรรกะของระบบรุ่น 5 ซึ่งเหมาะสำหรับการทำงานต่อไปในการใช้งานโมเดลบนคอมพิวเตอร์

2.4. การเลือกเครื่องมือการสร้างแบบจำลองในขั้นตอนย่อยนี้ มีความจำเป็นต้องแก้ไขปัญหาในที่สุดว่าคอมพิวเตอร์เครื่องใด (คอมพิวเตอร์, AVM, GVK) และเครื่องใด ซอฟต์แวร์ขอแนะนำให้ใช้สำหรับการดำเนินการตามแบบจำลองของระบบ S โดยทั่วไปการเลือกเครื่องมือคำนวณสามารถทำได้ในขั้นตอนย่อยก่อนหน้า แต่ขั้นตอนย่อยที่พิจารณาจะเป็นขั้นตอนสุดท้ายเมื่อต้องทำการเลือกนี้ในที่สุดเนื่องจากเป็นอย่างอื่น ความยากลำบากจะเกิดขึ้นในการดำเนินงานเพิ่มเติมเกี่ยวกับการนำแบบจำลองไปใช้ คำถามในการเลือกคอมพิวเตอร์ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดต่อไปนี้:

ก) ความพร้อมใช้งานของซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ที่จำเป็น b) ความพร้อมใช้งานของคอมพิวเตอร์ที่เลือกสำหรับผู้พัฒนาโมเดล c) รับรองทุกขั้นตอนของการนำแบบจำลองไปใช้ d) ความสามารถในการรับผลลัพธ์ในเวลาที่เหมาะสม

2.5. จัดทำแผนการดำเนินงานด้านการเขียนโปรแกรมแผนดังกล่าวควรช่วยในการเขียนโปรแกรมโมเดลโดยคำนึงถึงการประมาณปริมาณของโปรแกรมและค่าแรงในการจัดทำ แผนเมื่อใช้คอมพิวเตอร์สากลควรรวมถึง: ก) การเลือกภาษาการเขียนโปรแกรม (ระบบ) สำหรับแบบจำลอง; b) การบ่งชี้ประเภทของคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ที่จำเป็นสำหรับการสร้างแบบจำลอง c) การประเมินจำนวน RAM ที่ต้องการและหน่วยความจำภายนอกโดยประมาณ d) ต้นทุนเวลาคอมพิวเตอร์โดยประมาณสำหรับการสร้างแบบจำลอง e) เวลาโดยประมาณที่ใช้ในการเขียนโปรแกรมและการดีบักโปรแกรมบนคอมพิวเตอร์

2.6. ข้อมูลจำเพาะและการสร้างแผนภาพโปรแกรมข้อมูลจำเพาะของโปรแกรมคือการนำเสนออย่างเป็นทางการของข้อกำหนดสำหรับโปรแกรมที่ต้องปฏิบัติตามในระหว่างการพัฒนา ตลอดจนคำอธิบายของงาน เงื่อนไข และผลกระทบของการกระทำ โดยไม่ระบุว่าจะต้องทำอย่างไรจึงจะบรรลุผล การมีไดอะแกรมบล็อกแบบลอจิคัลของโมเดลช่วยให้คุณสร้างไดอะแกรมโปรแกรมที่ควรสะท้อนถึง: ก) การแบ่งโมเดลออกเป็นบล็อก บล็อกย่อย ฯลฯ

b) คุณสมบัติของการเขียนโปรแกรมโมเดล c) ทำการเปลี่ยนแปลงที่จำเป็น d) ความสามารถในการทดสอบโปรแกรม e) การประเมินต้นทุนเวลาของคอมพิวเตอร์ f) รูปแบบการนำเสนอข้อมูลเข้าและส่งออก

การสร้างไดอะแกรมโปรแกรมเป็นหนึ่งในงานหลักในขั้นตอนการนำโมเดลไปใช้เครื่องจักร โดยที่ ความสนใจเป็นพิเศษควรมอบให้กับคุณสมบัติของภาษาที่เลือกเพื่อใช้แบบจำลอง: ภาษาอัลกอริทึมทั่วไป

วัตถุประสงค์หรือภาษาการสร้างแบบจำลอง (เช่น SIMULA, SIMSCRIPT, GPSS)

2.7. การตรวจสอบและทวนสอบความน่าเชื่อถือของโครงร่างโปรแกรมการตรวจสอบโปรแกรมเป็นการพิสูจน์ว่าพฤติกรรมของโปรแกรมเป็นไปตามข้อกำหนดของโปรแกรม การตรวจสอบนี้เป็นครั้งที่สองในขั้นตอนของการนำเครื่องจักรไปใช้ในแบบจำลองระบบ เห็นได้ชัดว่าไม่มีประเด็นใดที่จะดำเนินการนำแบบจำลองไปใช้ต่อไป หากไม่มีความเชื่อมั่นว่าโครงร่างโปรแกรมซึ่งจะดำเนินการเขียนโปรแกรมเพิ่มเติมนั้น มีข้อผิดพลาดที่ทำให้ไม่เพียงพอต่อโครงร่างเชิงตรรกะของแบบจำลอง และด้วยเหตุนี้ ไม่เพียงพอกับวัตถุการสร้างแบบจำลองนั่นเอง ในกรณีนี้ จะมีการตรวจสอบความสอดคล้องของแต่ละการดำเนินการที่แสดงในแผนภาพโปรแกรมที่มีการดำเนินการที่คล้ายกันในแผนภาพลอจิกของแบบจำลอง

2.8. ดำเนินการเขียนโปรแกรมโมเดลด้วยแผนภาพโปรแกรมที่มีรายละเอียดเพียงพอซึ่งสะท้อนถึงการทำงานทั้งหมดของวงจรลอจิคัลของโมเดล คุณจึงสามารถเริ่มการเขียนโปรแกรมโมเดลได้ หากมีการออกแบบโปรแกรมที่เพียงพอ การเขียนโปรแกรมก็เป็นงานสำหรับโปรแกรมเมอร์เพียงอย่างเดียว โดยไม่ต้องมีส่วนร่วมหรือความช่วยเหลือจากผู้พัฒนาโมเดล เมื่อใช้แพ็คเกจแอปพลิเคชันการสร้างแบบจำลอง โปรแกรมการทำงานสำหรับการสร้างแบบจำลองออบเจ็กต์เฉพาะจะถูกสร้างขึ้นโดยตรง กล่าวคือ โมเดลจะถูกตั้งโปรแกรมในโหมดอัตโนมัติ

2.9. การตรวจสอบความถูกต้องของโปรแกรมนี่เป็นการตรวจสอบครั้งสุดท้ายในขั้นตอนการใช้งานเครื่องจักรของแบบจำลองซึ่งจะต้องดำเนินการ: ก) โดยการแปลโปรแกรมแบบย้อนกลับเป็นวงจรดั้งเดิม; b) การทดสอบแต่ละส่วนของโปรแกรมเมื่อแก้ไขปัญหาการทดสอบต่างๆ c) รวมทุกส่วนของโปรแกรมและตรวจสอบโดยรวม กรณีทดสอบการสร้างแบบจำลองตัวแปรของระบบ S

ในขั้นตอนย่อยนี้ จำเป็นต้องตรวจสอบเวลาประมาณของคอมพิวเตอร์ที่จำเป็นสำหรับการจำลองด้วย นอกจากนี้ยังมีประโยชน์ในการรับการประมาณการวิเคราะห์ที่ค่อนข้างง่ายของการพึ่งพาต้นทุนเวลาของคอมพิวเตอร์กับจำนวนการใช้งานซึ่งจะช่วยให้ผู้พัฒนาแบบจำลอง (ลูกค้า) สามารถกำหนดข้อกำหนดได้อย่างถูกต้องเพื่อความแม่นยำและความน่าเชื่อถือของผลการสร้างแบบจำลอง

2.10. จัดทำเอกสารทางเทคนิคสำหรับขั้นตอนที่สองเพื่อให้ขั้นตอนการใช้งานเครื่องจักรของแบบจำลองเสร็จสมบูรณ์ จำเป็นต้องจัดทำเอกสารทางเทคนิคที่มี: ก) แผนภาพเชิงตรรกะของแบบจำลองและคำอธิบาย; b) โครงร่างโปรแกรมที่เหมาะสม และ สัญกรณ์ที่ยอมรับ- c) ข้อความเต็มของโปรแกรม; ง) รายการปริมาณเข้าและออกพร้อมคำอธิบาย e) คำแนะนำสำหรับการทำงานกับโปรแกรม f) การประเมินต้นทุนเวลาคอมพิวเตอร์สำหรับการสร้างแบบจำลอง โดยระบุทรัพยากรคอมพิวเตอร์ที่ต้องการ

ดังนั้นในขั้นตอนนี้จึงมีการพัฒนาไดอะแกรมของระบบรุ่น S โดยดำเนินการอัลกอริธึมและการเขียนโปรแกรม

การใช้เครื่องมือซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์เฉพาะ เช่น แบบจำลองเครื่องจักรถูกสร้างขึ้นเพื่อใช้ทำงานเพื่อให้ได้ผลการสร้างแบบจำลองที่จำเป็นเพื่อประเมินลักษณะของกระบวนการทำงานของระบบ S (งานวิเคราะห์) หรือเพื่อค้นหาโครงสร้างที่เหมาะสมที่สุด อัลกอริธึม และพารามิเตอร์ของ ระบบ S (งานการสังเคราะห์)