Performanța sistemelor de calcul

În prezent majoritatea simulărilor se realizează pe calculatoare numerice de cele mai diverse tipuri, de la calculatoare personale până la supercalculatoare sau sisteme distribuite. Dar, ocazional, se mai utilizează şi calculatoare analogice, ale căror blocuri funcţionale, cu modele matematice bine precizate, sunt interconectate pentru a obţine reprezentarea fidelă a modelului matematic al sistemului analizat. Totuşi, simularea numerică este preponderentă, analistul având posibilitatea să aleagă dintr-o mare varietate de limbaje şi programe de simulare pe cel mai potrivit scopului şi posibilităţilor sale.

Programul destinat simulării unui anumite clase de modele (numit simulator), poate fi scris fie într-un limbaj de programare de uz general (C, Pascal, FORTRAN etc.) utilizând eventual biblioteci special concepute, fie într-un limbaj de simulare (GPSS, SIMAN, ACSL, etc.). Analistul poate să implementeze propriul său simulator sau poate să opteze pentru utilizarea unuia dintre numeroasele simulatoare specializate, care nu implică programare efectivă, ci doar selectarea, prin intermediul meniurilor, a componentelor modelului de simulare şi, eventual, definirea unor parametri ai acestora.

Clasificare În funcţie de modul în care evoluează timpul simulării, există două clase de simulări:

- Simularea cu timp continuu, unde schimbările de stare apar continuu în timp, caracterizarea sistemului putând fi făcută cu ajutorul sistemelor de ecuaţii diferenţiale; acest model este potrivit pentru a caracteriza fenomenele meteorologice sau dinamica fluidelor.

- Simularea cu timp discret, unde apariţiile evenimentelor sunt instantanee şi apar numai la

anumite momente de timp; acest model se poate utiliza pentru modelarea traficului aerian, a reţelelor de comunicare sau a sistemelor de calcul.

Modelele de simulare continuă se pot converti în modele discrete, considerând momentul de început al unui eveniment ca fiind totodată şi momentul când acesta se termină.

Simularea discretă poate fi la rândul ei de două tipuri, din punctul de vedere al modului cum avansează timpul în simulare: - În simularea discretă orientată pe timp, timpul avansează în paşi de dimensiune constantă, deci observarea sistemului dinamic este discretizată în intervale de timp unitare. În alegerea intervalului de timp trebuie să se facă un compromis între acurateţea simulării şi timpul necesar pentru execuţie: de obicei intervalele suficient de scurte pentru a garanta precizia dorită duc la un timp de execuţie mai lung. Dacă evenimentele apar în mod neregulat în timp, acest algoritm este ineficient.

- Simularea orientată pe evenimente discrete (Discrete Event Simulation -DES) realizează

observarea sistemului simulat numai în momentele când apar evenimente. Simulatorul menţine un ceas intern, care indică evoluţia timpului (virtual) al simulării. Fiecare eveniment are asociată o amprentă de timp (momentul în care se produce) , iar evenimentele ce trebuiesc procesate sunt organizate cronologic într-o coadă cu priorităţi. La fiecare pas al simulării, se extrage din listă pentru prelucrare evenimentul cu amprenta de timp minimă, iar timpul virtual avansează, devenind egal cu cel al evenimentului luat în considerare la pasul curent. Procesarea unui eveniment poate avea ca efect schimbarea unor variabile de stare şi / sau planificarea unor noi evenimente.

Etapele analizei prin simulare

Simularea unui sistem este, în marea majoritate a cazurilor, un proces iterativ, care impune deseori reluarea unor etape, până la obţinerea unor rezultate concludente. Principalele etape ale acestui proces sunt următoarele: - Stabilirea cadrului simulării este etapă esenţială, în care trebuie definite clar atât sistemul analizat, cât şi obiectivele urmărite: întrebările la care trebuie dat un răspuns, variantele care trebuie analizate, criteriile aplicate pentru compararea variantelor, modul de prezentare a rezultatelor, etc. În definirea sistemului analizat este bine să intervină toate detaliile cunoscute, care pot contribui la o mai bună înţelegere a funcţionării acestuia, chiar dacă ulterior unele dintre ele vor fi considerate nerelevante pentru obiectivul urmărit.

- Elaborarea modelului conceptual, folosind notaţii matematice sau grafice adecvate. În această etapă poate fi vorba fie de un model unic, fie de un prim model dintr-un grup, care să constituie punctul de pornire pentru modele elaborate ulterior, prin modificarea unor elemente sau prin includerea unor elemente noi. Modelul trebuie să reflecte esenţa sistemului real, fără a include detalii inutile.

- Definirea experimentelor de simulare care trebuie realizate pentru verificarea şi validarea modelului de simulare şi, respectiv, în scopul obţinerii rezultatelor necesare pentru atingerea obiectivelor stabilite.