Разработка систем дискретного имитационного моделирования информационных сетей

• Автор: Родионов, Алексей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 249 с. : ил

Содержание
Введение
1. Этапы создания системы дискретного имитационного моделирования и связанные с ними задачи
1.1. Исследование прикладной области
1.1.1. Описание предмета исследований
1.1.2. Определение возможных целей исследования
1.1.3. Определение окружения и его параметров
1.2. Анализ доступных аппаратно-программных средств
1.2.1. Выбор языков программирования
1.2.2. Объектно-ориентированное программирование и объектно-ориентированное моделирование
1.2.3. Определения объектно-ориентированного программирования
1.2.4. Акторский и процессный подходы к программированию
1.2.5. Применение объектной ориентации в имитационном моделировании
1.3. Реализация объектно-ориентированных систем моделирования
1.3.1. Объектная ориентация при проектировании окружения
1.3.2. Примеры систем объектно-ориентированного моделирования
1.4. Применение искусственного интеллекта в имитации
1.5. Выбор базового языка реализации
1.5.1. Модула-2 как язык программирования систем дискретного имитационного моделирования
1.5.2. Модула-подобные системы имитации
1.5.3. Оберон-2 как наследник Модула-2 в имитации
1.5.4. Оберон-2 и С+-Ь
1.6. Проектирование системы
1.6.1. Основные структуры данных в имитации
1.7. Реализация системы
1.8. Выводы по главе
2. Организация управления дискретными событиями
2.1. Основные понятия и обозначения
Содержание
2.2. Программные модели систем
2.3. Способы планирования событий
2.3.1. Реализация оператора WAIT UNTIL в процессно-ориентированных системах моделирования
2.3.2. Отложенные события в событийно-ориентированных системах моделирования
2.4. Использование групп событий для повышения эффективности моделирования
2.4.1. Строго последовательные цепочки
2.4.2. Одновременные события
2.4.3. Отложенные события, происходящие при наступлении одного и того же условия
2.4.4. Одноименные события
2.5. Управление событиями в транзактно-ориентированных системах моделирования
2.5.1. События, связанные с использованием устройств .
2.5.2. События, связанные с блоком задержки транзактов ADVANCE
2.6. Синхронизация событий в распределенных системах ДИМ
2.6.1. Основные проблемы осуществления распределенной имитации
2.6.2. Синхронизация событий
2.7. Диагностика и предупреждение ошибок в имитационном моделировании
2.7.1. Основные стадии моделирования и связанные с ними возможные ошибки
2.7.2. Ошибки в ходе моделирования
2.7.3. Некоторые специальные случаи систем моделирования
2.8. Выводы
Генерация псевдослучайных объектов
3.1. Объектно-ориентированные структуры датчиков псевдослучайных объектов
3.2. Моделирование процессов с заданными маргинальным распределением и автокорреляционной функцией
3.2.1. Основные понятия
3.2.2. Определение матрицы переходных вероятностей
3.2.3. Пример с регулярной, быстро сходящейся к нулю АКФ
3.2.4. Пример дискретного маргинального распределения и нерегулярной АКФ
Содержание

3.2.5. Влияние выбранной длины АКФ
3.3. Случайные графы
3.3.1. Базовые алгоритмы выбора случайного индекса
3.3.2. Непосредственная генерация случайных графов с учетом заданных свойств
3.3.3. Метод отбраковки
3.3.4. Метод последовательной генерации
3.3.5. Метод проб и ошибок
3.3.6. Случайные суграфы
3.3.7. Организация случайного выбора ребер
3.3.8. Графы, похожие на реальные сети
3.4. Генерация случайных битовых строк
3.4.1. Обозначения
3.4.2. Распределение Хп{р)
3.4.3. Построение Хп(р) с заданной р ...
3.4.4. Случай равномерного распределения длин серий
3.5. Выводы
Реализация технологических решений построения систем ДИМ
4.1. Моделирование распределенных дискретных систем на Симула-67 (Класс ССМО)
4.1.1. Реализация блоков класса ССМО
4.1.2. Реализация блока ADVANCE
4.1.3. Сбор статистики по поведению модели
4.1.4. Средства отладки
4.2. Пакет моделирования СИДМ-
4.2.1. Состав пакета
4.2.2. Программная реализация
4.2.3. Статистическая поддержка моделирования
4.2.4. Комбинированное моделирование в пакете СИДМ-2
4.2.5. Модуль WorkRec
4.2.6. Пакет СШШ-ТР
4.2.7. Моделирование интеллектуальных деятелей
4.3. Пакет моделирования ObSim-
4.4. Выводы
Практическое использование предложенных решений
5.1. Особенности цифровых сетей связи как объекта моделирования
5.1.1. Учет структурных особенностей цифровых сетей .
1.5. Выбор базового языка реализации

своем удобстве, не может составить конкуренцию другим языкам. Все остальные языки имеют эффективные реализации и при выборе следует руководствоваться, кроме всего прочего, задачами построения системы ДИМ.
C++ имеет наибольшее распространение в практике создания пакетов моделирования среди названных языков [69, 163, 109, 194].
Объектно-ориентированный Паскаль используется, главным образом, для создания учебных пакетов моделирования [61], что обуславливается широким применением языка именно в целях начального обучения программированию. Использование языка поддерживается распространенным семейством компиляторов фирмы Borland. Однако принятое в нем объектно-ориентированное расширение не является стандартом, что делает разработанные на нем продукты трудно переносимыми. Кроме того, Паскаль мало распространен на суперЭВМ.
Язык Java привлек внимание разработчиков систем ДИМ в последнее время в связи с проблемой создания распределенных систем моделирования, особенно ориентированных на использование мобильных агентов и акторского подхода [160, 187, 203, 204].
Автор не знаком с завершенными системами ДИМ, реализованными на Delphi, но под его руководством выполнялись учебные студенческие проекты по созданию компонент систем ДИМ, показавшие принципиальную возможность использования этого языка в практике объектно-ориентированного ДИМ.
Что касается языков Модула-2 и Оберон-2, то автор использовал эти языки для создания нескольких версий пакета имитационного моделирования СИДМ-2. Ниже обосновывается этот выбор. Качества языков Модула-2 и Оберон-2 с точки зрения сформулированных в п.1.2.1, требований обсуждались автором в [25, 30, 42].
На момент написания первой из этих работ язык Оберон-2 еще был мало известен, и выбор был сделан в пользу языка Модула-2. В работе же [42] приводятся доводы в пользу замены языка Модула-2 на Оберон-2 в практике создания систем моделирования. В этой же работе проведено сравнение языков Оберон-2 и C++. Автор убежден, что широчайшему распространению в качестве инструмента создания проблемно-ориентированных систем моделирования последний обязан не только своим изобразительным средствам, но и, в большой степени наличию огромного количества библиотек и “брэндовых” компиляторов. Существование систем, подобных Visual Studio, позволяет существенно сокращать время проектирования систем, но делается это зачастую в ущерб качеству кода. Думается, что обещанное появление на рынке компилятора с Оберон-2 компании Microsoft может несколько переломить ситу-