23405

Мови та інструментальні засоби ІМ і CASE-технології

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

НАВЧАЛЬНОМАТЕРІАЛЬНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ наочні посібники схеми таблиці ТЗН та інше Діапроектор дидактичні слайди НАВЧАЛЬНІ МАТЕРІАЛИ Універсальні мови високого рівня Современные ЭВМ вычислительные комплексы и сети являются мощными средствами исследования сложных систем с использованием технологий имитационного моделирования. Соответствующим образом осуществляется развитие и инструментальных программных средств обеспечивающих решение широкого спектра задач методами имитационного моделирования. Эти средства можно условно разделить на три...

Украинкский

2013-08-03

79 KB

1 чел.

МІНІСТЕРСТВО   ІНФРАСТРУКТУРИ   УКРАЇНИ

Державний університет інформаційно-комунікаційних технологій

КАФЕДРА           інфокомунікацій____________

ЗАТВЕРДЖУЮ

Завідуючий кафедрою

_______________ Костік Б.Я.

       (підпис, прізвище)

“ ____ “  _____________  2011  року

ЛАБОРАТОРНЕ ЗАНЯТТЯ №  6

з навчальної дисципліни __моделювання компютерних мереж 

напряму підготовки _______інформаційні технології________

освітньо-кваліфікаційного рівня ____cпеціаліст_____________

спеціальності _____ компютерні системи та мережі_________

       Тема Мови та інструментальні засоби ІМ і CASE-технології

                                              (повна назва лекції)

Лабораторне заняття №6 розроблено стар. викл каф. Інф. Срочинська Г.С.

(вчена ступінь та звання,  прізвище та ініціали автора)

Обговорено на засіданні кафедри (ПМК)

Протокол № __________

“ ____ “ _____________ 2011 року

Київ


Навчальні цілі: Вивчення основних понять моделювання, ознайомлення з поняттями системи та моделі, співвідношенням між моделлю та системою, класифікацією  моделей,  видами  моделей, технологію моделювання;

Виховні цілі: Формування у студентів інженерно-технічного кругозору, методами  імітаційного моделювання для побудови  комп’ютерних систем та мереж, вміння ставити та вирішувати складні інженерні задачі, проводити аналіз, аргументовано робити висновки.       

Час  90 хв.

ПЛАН ПРОВЕДЕННЯ ЗАНЯТТЯ ТА РОЗРАХУНОК ЧАСУ

Вступ                                                                                                   10  хвилин

Навчальні питання

1. Універсальні мови високого рівня                                               70  хвилин

 

Заключення                                                                                           10  хвилин

ЛІТЕРАТУРА:

(рекомендована для студентів)

1. В.Г. Кривуца, В.В. Барковський, Л.Н. Беркман. Математичне моделювання телекомунікаційних систем: Навч. посібник. –К.: Звязок, 2007.

НАВЧАЛЬНО-МАТЕРІАЛЬНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

(наочні посібники, схеми, таблиці, ТЗН та інше)

Діапроектор, дидактичні слайди


НАВЧАЛЬНІ МАТЕРІАЛИ

  1.  Універсальні мови високого рівня

Современные ЭВМ, вычислительные комплексы и сети являются мощными средствами исследования сложных систем с использованием технологий имитационного моделирования. Соответствующим образом осуществляется развитие и инструментальных программных средств, обеспечивающих решение широкого спектра задач методами имитационного моделирования. Эти средства можно условно разделить на три группы :

  1.  универсальные языки высокого уровня и, прежде всего, языки, реализующие технологии объектно-ориентированного программирования;
  2.  специализированные языки имитационного моделирования, реализующие концепции имитационного моделирования того или иного класса систем;
  3.  встроенные инструментальные средства и расширения языков высокого уровня, обеспечивающие возможности имитационного моделирования систем.

Использование универсальных языков высокого уровня для имитационного моделирования систем предполагает реализацию в полном объеме технологий и приемов построения исследовательских моделей в ходе самостоятельной разработки программных продуктов, ориентированных на решение конкретной задачи или проблемы. Данный подход требует наличия определенной подготовки и навыков работы с ИМ. Одновременно обеспечивается предельно глубокий уровень проникновения в исследуемую предметную область, высокая степень гибкости и детализация описания системы в рамках разрабатываемой модели.

Языки имитационного моделирования (ЯИМ) являются проблемно-ориентиро- ванными средствами, позволяющими описывать системы в терминах и категориях, опирающихся на общепринятую методологию и технологию процесса имитации, а также на типовые математические схемы элементов систем и их взаимодействия. Целесообразность использования ЯИМ определяется такими причинами:

  •  удобство программирования и достаточно «мягкие» требования к подготовке разработчика-пользователя, что играет существенную роль при машинной реализации моделирующих алгоритмов;
  •  концептуальная направленность языка на исследуемый класс систем, что обеспечивает предоставление необходимого спектра возможностей при построении моделей на основе модульного принципа.

Эти факторы обеспечивают существенное сокращение сроков разработки и эксплуатации ИМ, а также реализацию стандартных форм обработки, интерпретации и документирования результатов моделирования. Одновременно следует отметить, что стандартные рамки специализированного ЯИМ не всегда позволяют исследовать достаточно «тонкие» и индивидуальные особенности сложной системы, что ведет к необходимости некоторого «угрубления» ее описания в рамках разрабатываемой модели.

Обобщенная архитектура ЯИМ реализует концепцию взаимосвязи элементов языка и технологию перехода от системы к ее машинной модели. Ее можно представить следующим образом: объекты моделирования (системы) описываются или отображаются с помощью некоторых атрибутов языка; атрибуты взаимодействуют с процессами, адекватными реально протекающим явлениям в моделируемой системе; процессы требуют конкретных условий, определяющих логическую основу и последовательность их взаимодействия во времени; условия связаны с событиями, имеющими место внутри объекта моделирования; события отображают изменение состояния модели системы в пространстве и во времени.

В настоящее время известно несколько десятков языков имитационного моделирования. Исторически ЯИМ достаточно условно были разбиты на две основные группы, которые соответствовали непрерывному и дискретному подходам к описанию экзогенных и эндогенных переменных, или переменных, описывающих состояния модели. В последнее время все большее внимание уделяется использованию комбинированного подхода. В рамках этих групп дальнейшая классификация проводится по способам описания динамики моделирования объектов и организации квазипараллелизма имитационной модели.

Непрерывный подход к представлению систем сводится к составлению уравнений, с помощью которых устанавливается связь между непрерывными переменными модели. Примером подобных уравнений являются обыкновенные дифференциальные уравнения, т. е. в данном случае в полном объеме используется формализм D-схем. Реализуя имитацию дифференциальных уравнений, подобные средства в ЭВМ используют различные способы численного интегрирования, в том числе и на основе задания разностных уравнений, что означает фактически дискретный во времени характер задания экзогенных и эндогенных переменных. Подобный подход был реализован в наиболее распространенных языках данной группы - DYNAMO и MIMYC.

При реализации дискретного или комбинированного подходов реализуются типовые схемы, в которых используются как непрерывные переменные, так и дискретные переменные. При этом выделяют несколько принципиально различающихся подгрупп ЯИМ.

Первая подгруппа ЯИМ реализует имитацию путем составления списка, или календаря событий, отличающих моменты окончания выполнения различных функциональных действий. Продвижение времени осуществляется по событиям, а программа модели организована в виде совокупности процедур обслуживания событий. Выполнение этих процедур синхронизируется списковым механизмом планирования (расписания) событий. Классическим представителем данной подгруппы является язык SIMSCRIPT.

Вторая подгруппа языков ориентирована на просмотр активностей (работ) с целью проверки выполнения условий их начала или окончания. Просмотр активностей осуществляется непрерывно и определяет очередность появления событий. Завершение выполнения активностей может привести к инициализации новых активностей. Языки данного типа реализуют в своей основе поисковый алгоритм функционирования, а динамика системы описывается в терминах работ. Наиболее известным представителем данной подгруппы ЯИМ является язык FORSIM.

Еще одна подгруппа ЯИМ реализует процессный способ описания систем. Под процессом понимается последовательность событий, связь между которыми устанавливается логикой определенных отношений. Описание каждого класса процесса оформляется в виде процедуры, которая выполняется одновременно для всех представителей данного класса, существующих в системе в текущее время. Программы имитационных моделей, написанные на языке данной подгруппы, отличаются тем, что имеют ту же структуру, что и моделируемый объект. Примерами языков процессов является язык SIMULA, который породил много последующих разработок, используемых в настоящее время, и язык ПЛИС.

Наконец, в отдельную подгруппу следует выделить ЯИМ, реализующие транзактный способ имитации, и ее наиболее известный и широко используемый в настоящее время типопредставитель - язык GPSS (GPSS WORLD, GPSS/PC). Язык моделирования GPSS специально разработан для построения ИМ сложных дискретных систем и представляет собой интерпретирующую языковую систему, применяющуюся для описания пространственно-временного движения объектов. Такие объекты называются транзактами, которые чаще всего являются элементами потока заявок. Функцию каждого из них можно представить как процесс создания, продвижения по системе и уничтожения. Основными схемами, для имитации которых используется язык GPSS, являются, прежде всего, системы массового обслуживания (g-схемы), автоматы (F-, Р- схемы), сети Петри (TV-схемы) и даже агрегаты (Л-схемы).

К числу современных ЯИМ, реализующих комбинированный (непрерывно-дискретный) подход, относятся языки GASP, NEDIS, а из современных версий - язык Modelica, который реализует принципы объектно-ориентированного программирования применительно к моделированию больших, сложных и физически разнородных систем. Их компоненты могут иметь различную физическую природу. Язык поддерживает имитацию гибридного поведения элементов систем и в настоящее время активно развивается. Существенной особенностью данного продукта является его ориентация на реализацию технологий визуального моделирования и создания анимационных 30-проектов.

Помимо языков имитационного моделирования в практике решения конкретных проблем исследования и проектирования систем находят свое применение средства автоматизации моделирования: пакеты прикладных программ моделирования; подсистемы визуального моделирования; всевозможные расширения языков программирования. Их главной задачей является обеспечение перевода математической модели объекта на некоторый входной язык моделирования, или язык задания, который является средством общения разработчика системы с базовым языком программирования, расширением которого, по сути, является язык задания. В качестве базового языка пакета может быть выбран любой язык общего назначения. Например, подсистема визуального моделирования Simulink, которая с практической точки зрения подробно рассматривается далее, функционирует на основе языка MATLAB. Интегрированная графическая оболочка системы Model Vision Studium, применяемая для быстрого создания моделей сложных динамических систем и проведения с ними вычислительных экспериментов в форме виртуального лабораторного стенда, основана на использовании специального внутреннего языка моделирования MVL, базирующегося, в свою очередь, на использовании синтаксиса языка Ada.


II. МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

           Дисципліна “ Моделювання комп’ютерних систем ”- це теоретичні основи принципів вивчення основних понять імітаційного моделювання, ознайомлення з поняттями системи та моделі, співвідношенням між моделлю та системою, класифікацією  моделей,  видами  моделей, технологію моделювання; побудовою  імітаційної моделі персонального комп’ютера; технологічних етапів випробування та експлуатації імітаційних моделей.

Основні форми поточного контролю – спостереження за діями студентів, проведення модульного контролю.

Самостійна робота студента по підготовці до поточних занять, модульного контролю в межах відведеного часу планується особисто кожним студентом.

III. ВИКОРИСТАНА ЛІТЕРАТУРА

1. В.Г. Кривуца, В.В. Барковський, Л.Н. Беркман. Математичне моделювання телекомунікаційних систем: Навч. посібник. –К.: Звязок, 2007.

Розробник лабораторного заняття старший викладач кафедри інфокомунікацій

___                          Срочинська Г.С.

(підпис, прізвище)

“ ____ “  _____________  2011  року

PAGE  6


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

74540. HTTP. HyperText Transfer Protocol - протокол передачи гипертекста 17.41 KB
  HyperText Trnsfer Protocol протокол передачи гипертекста протокол прикладного уровня передачи данных. HTTP используется также в качестве транспорта для других протоколов прикладного уровня таких как SOP XMLRPCWebDV. Особенностью протокола HTTP является возможность указать в запросе и ответе способ представления одного и того же ресурса по различным параметрам: формату кодировке языку и т. Именно благодаря возможности указания способа кодирования сообщения клиент и сервер могут обмениваться двоичными данными хотя данный...
74541. WWW. World Wide Web 14.77 KB
  Годом рождения Всемирной паутины считается 1989 год. Именно в этом году Тим БернерсЛи предложил общий гипертекстовый проект который получил впоследствии название Всемирной паутины. Создатель паутины Тим БернесЛи работая в лаборатории физики элементарных частиц европейского центра ядерных исследований CERN В Женеве Швейцария совместно с партнером Робертом Кайо занимались проблемами применения идей гипертекста для построения информационной среды которая упростила бы обмен информацией между физиками. Итогом данной работы явился...
74546. Программирование. Языки программирования низкого и высокого уровней 25.55 KB
  Языки программирования низкого уровня Первым компьютерам приходилось программировать двоичными машинными кодами. Для упрощения этой задачи стали появляться языки программирования низкого уровня которые позволяли задавать машинные команды в более понятном для человека виде. Примером языка низкого уровня является ассемблер. Языки низкого уровня ориентированы на конкретный тип процессора и учитывают его особенности поэтому для переноса программы на ассемблере на другую аппаратную платформу ее нужно почти полностью переписать.
74547. Unix 16.31 KB
  Именно в 1969 году была создана первая Unix система компанией TT и торговая марка Unix по праву теперь принадлежит этой компании. Unix – это многопользовательская многотерминальная операционная система которая в силе выполнять множество задач как под Вашим чутким руководством так и без. Существует целое семейство так называемых Unix подобных систем которые в большинстве случаев могут быть совместимы друг с другом на уровне исходных текстов программ. Все пользователи операционной системы Linux а именно потому что имеем возможность...