Создание и реализация имитационных моделей в программной среде AnyLogic
Покупка
Тематика:
Программирование и алгоритмизация
Издательство:
Горячая линия-Телеком
Автор:
Бунцев Иван Александрович
Год издания: 2016
Кол-во страниц: 154
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-991-20487-3
Артикул: 604093.02.99
Рассмотрены подходы к созданию имитационной системы с помошью программного пакета AnyLogic, особое внимание уделено созданию имитационных моделей в области связи и телекоммуникаций. Описан подход к построению имитационной системы в контексте бизнес-моделирования. Для студентов, обучающихся по направлению «Прикладная информатика», будет полезна специалистам, связанным с прогнозированием и многовариантными аналитическими расчетами в области экономических и управленческих решений и оптимизацией бизнес-процессов предприятий электронного бизнеса и связи.
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
Москва Горячая линия – Телеком 2016 Допущено УМО по образованию в области прикладной информатики в качестве учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по направлению «Прикладная информатика»
УДК 004.434:004.94(075.8) ББК 32.973.26-018.2я73 Б91 Р е ц е н з е н т ы : доктор техн. наук, профессор В. С. Канев; доктор техн. наук, профессор С. В. Поршнев Бунцев И. А. Б91 Создание и реализация имитационных моделей в программной среде AnyLogic. Учебное пособие для вузов. — М.: Горячая линия — Телеком, 2016. — 154 с: ил. ISBN 978-5-9912-0487-3. Рассмотрены подходы к созданию имитационной системы с помощью программного пакета AnyLogic, особое внимание уделено созданию имитационных моделей в области связи и телекоммуникаций. Описан подход к построению имитационной системы в контексте бизнес-моделирования. Для студентов, обучающихся по направлению «Прикладная информатика», будет полезна специалистам, связанным с прогнозированием и многовариантными аналитическими расчетами в области экономических и управленческих решений и оптимизацией бизнес-процессов предприятий электронного бизнеса и связи. ББК 32.973.26-018.2я73 Адрес издательства в Интернет WWW.TECHBOOK.RU Âñå ïðàâà çàùèùåíû. Ëþáàÿ ÷àñòü ýòîãî èçäàíèÿ íå ìîæåò áûòü âîñïðîèçâåäåíà â êàêîé áû òî íè áûëî ôîðìå è êàêèìè áû òî íè áûëî ñðåäñòâàìè áåç ïèñüìåííîãî ðàçðåøåíèÿ ïðàâîîáëàäàòåëÿ © ÎÎÎ «Íàó÷íî-òåõíè÷åñêîå èçäàòåëüñòâî «Ãîðÿ÷àÿ ëèíèÿ – Òåëåêîì» © È. À. Áóíöåâ
Предисловие Экономико-математическое моделирование играет всё более определяющую роль в развитии экономической теории и хозяйственной практики в сфере инфокоммуникаций. Без широкого использования математических моделей и методов на основе современных информационных технологий невозможно решение на современном уровне целого ряда актуальных задач управления экономикой и социальным развитием, автоматизации технологических процессов, создания сложных технических систем. Значение экономико-математического моделирования в системе теоретических и прикладных экономических исследований шире, чем традиционный взгляд на математические модели лишь как на инструмент экономического анализа. В настоящее время экономико-математическое моделирование воспринимается как самостоятельное научно-прикладное направление, выполняющее функции связующего звена в триаде «экономическая теория — хозяйственная практика — экономическая политика». Игнорируя возможности, потенциал в области применения экономико-математического моделирования, мы рискуем оказаться в положении, когда потеряем адекватность восприятия не только достижений современной экономической теории и практики, но и экономической реальности. В современных условиях для повышения эффективности принятия управленческих решений в качестве одной из мер научно-технического прогресса во всех сферах деятельности является использование новых информационных технологий управления с применением вычислительной техники и математических методов. В этом важную роль могут играть проблемноориентированные программные среды по математическому моделированию на всех уровнях управления, к которым относится и AnyLogic — программное обеспечение для имитационного моделирования, разработанное российской компанией The AnyLogic Company.
Инструмент обладает современным графическим интерфейсом и позволяет использовать язык Java для разработки моделей. В течение последних пяти лет автор успешно использовал этот инструмент для обучения студентов направлений 010400 «Прикладная математика и информатика» — профили «Математические методы в экономике», «Прикладная информатика» (в экономике) и «Бизнес-информатика» из направления «Экономика и управление» методам имитационного моделирования. Запросы работодателей свидетельствуют, что потребности в специалистах аналитического профиля из указанных направлений стабильно растут. В настоящее время особенно остро требуются специалисты-универсалы, обладающие компетенциями в области экономико-математических знаний, которые могли бы адаптировать имеющиеся и разрабатывать новые модели функционирования бизнес-процессов предприятий электронного бизнеса и связи, осуществлять прогнозирование и многовариантные аналитические расчеты в области экономических и управленческих решений с использованием современных информационных технологий. В.С. Канев, зав. кафедрой математического моделирования бизнес процессов Сибирского государственного университета телекоммуникаций и информатики, доктор технических наук Предисловие
Введение Имитационное моделирование давно занимает одно из первых мест среди всех методов исследования. При имитационном моделировании реализующий модель алгоритм воспроизводит процесс функционирования системы во времени и пространстве, причем имитируются составляющие процесс элементарные явления с сохранением его логической временной структуры. В настоящее время моделирование стало достаточно эффективным средством решения сложных задач автоматизации исследований, экспериментов, проектирования. Но освоить моделирование как рабочий инструмент, его широкие возможности и развивать методологию моделирования дальше можно только при полном овладении приемами и технологией практического решения задач моделирования процессов функционирования систем на ЭВМ. Успешная деятельность практически во всех сферах экономики невозможна без моделирования поведения и динамики развития процессов, рассмотрения их функционирования в различных условиях. Имитационное моделирование является наиболее наглядным инструментом исследования, используется на практике для компьютерного моделирования вариантов разрешения ситуаций с целью получить наиболее эффективные решения проблем. Широкому внедрению этого метода на практике препятствует необходимость создания программных реализаций имитационных моделей, которые воссоздают в модельном времени динамику функционирования моделируемой системы. Основные усилия разработчиков программных средств имитации направлены на упрощение программных реализаций имитационных моделей. Программные средства имитации в своем развитии изменялись на протяжении нескольких поколений, начиная с языков моделирования и средств автоматизации конструирования моделей до генераторов программ, интерактивных и интеллектуальных систем, распределенных систем моделирования. Основное
назначение всех этих средств — уменьшение трудоемкости создания программных реализаций имитационных моделей и экспериментирование с моделями. Цель представленного учебного пособия состоит в ознакомлении с подходами к созданию имитационной системы с помощью программного пакета AnyLogic, особое внимание уделено созданию имитационных моделей в области связи и телекоммуникаций. Введение
Работа с моделью в среде AnyLogic Глава 1. Работа с моделью в среде AnyLogic AnyLogic — инструмент имитационного моделирования нового поколения, основанный на результатах, полученных в теории моделирования и информационных технологиях за последнее десятилетие. Язык моделирования AnyLogic доказал свою эффективность в моделировании больших систем повышенного уровня сложности. Основными строительными блоками модели AnyLogic являются активные объекты, которые позволяют моделировать любые объекты реального мира. Активный объект является экземпляром класса. Чтобы создать модель AnyLogic, вы должны создать классы активных объектов (или использовать объекты библиотек AnyLogic) и задать их взаимосвязи. AnyLogic интерпретирует создаваемые графически классы активных объектов в классы Java. Поэтому можно пользоваться всеми преимуществами объектно ориентированного моделирования: наследованием, полиморфизмом и т. д. Наследование позволяет значительно упростить процесс разработки моделей. Например, создав базовый класс, моделирующий автомобиль, можно промоделировать различные классы автомобилей (спортивные автомобили, грузовики и т.п.) с помощью подклассов этого класса. Основные характеристики будут унаследованы от базового класса, а особенные для каждого класса автомобилей характеристики будут заданы в подклассах. Активные объекты могут содержать вложенные объекты, причем уровень вложенности неограничен. Это позволяет производить декомпозицию модели на любое количество уровней детализации. С помощью инкапсуляции объектов можно прятать детали разработки моделируемого объекта. Активные объекты имеют четко определенные интерфейсы взаимодействия — они
Глава 1 8 взаимодействуют со своим окружением только посредством своих интерфейсных элементов. Это разделение внутреннего устройства активного объекта и любой информации об окружении объекта облегчает создание систем со сложной структурой, а также делает активные объекты повторно используемыми. Создав класс активного объекта, можно создать любое количество объектов — экземпляров этого класса. 1.1. Запуск AnyLogic Модель создается и запускается с помощью специальной среды разработки AnyLogic. Вначале нужно запустить AnyLogic и либо создать новый проект, либо открыть уже существующий. Затем нужно построить модель с помощью элементов AnyLogic. Создав модель, вы можете ее запустить (рис. 1.1). Рис. 1.1. Среда создания моделей AnyLogic
Работа с моделью в среде AnyLogic 1.2. Работа с проектами Когда запускаете AnyLogic, первым делом отображается «Стартовая страница» (рис. 1.2). Стартовая страница предлагает создать новый проект, открыть уже существующий или открыть один из примеров AnyLogic, который может помочь. Модель AnyLogic создается в рамках одного проекта. Рис. 1.2. Стартовая страница AnyLogic Создание нового проекта: 1) щелкните мышью по кнопке «Новый проект» на вкладке «Проекты» «Стартовой страницы», или щелкните мышью по кнопке панели инструментов «Создать», или выберите «Файл → Создать…» из главного меню, или нажмите Ctrl + N. Откроется диалоговое окно «Новый проект»; 2) задайте имя и местоположение нового проекта; 3) укажите, должен ли для этого проекта быть создан отдельный каталог; 4) щелкните мышью по кнопке «OK».
Глава 1 10 Открытие существующего проекта: 1) щелкните мышью по кнопке «Обзор» на вкладке «Проекты» «Стартовой страницы», или щелкните мышью по кнопке панели инструментов «Открыть», или выберите «Файл → Oткрыть…» из главного меню, или нажмите Ctrl + O. Откроется диалоговое окно «Открыть»; 2) сделайте двойной щелчок мышью по файлу проекта, который вы хотите открыть, или щелкните по нему мышью, а затем щелкните по кнопке «Открыть». Вы можете редактировать проект с помощью окон среды создания модели AnyLogic. При создании проекта AnyLogic автоматически отображает окна «Проект» и «Свойства» (рис. 1.3). Окно «Проект» обеспечивает легкую навигацию по элементам проекта. Окно «Свойства» используется для просмотра и изменения свойств элементов. Рис. 1.3. Окна среды создания проекта Окно «Проект» (рис. 1.4) обеспечивает легкую навигацию по элементам проекта, таким как пакеты, классы и т.д. Поскольку проект организован иерархически, то он отображается в виде дерева: сам проект образует верхний уровень дерева рабочего проекта, пакеты — следующий уровень, классы активных объектов и сообщений — следующий и т.д.