Формализация и алгоритмизация процессов функционирования систем

Методы составление математического описания объекта

Применяются в основном три метода составления математического описания объектов:

1) Аналитический

2) Экспериментальный

3) Экспериментально-аналитический

Аналитический метод предполагает наличие теоретических сведений о физико-химических свойствах, о кинетике химического превращения, знание и сведений о конструкции объекта и гидродинамической структуре потоков протекающих в пределах этой конструкции. Основу аналитического метода являются фундаментальные законы сохранения энергии, вещества, импульса (количества движения), термодинамические свойства веществ (законы термодинамического равновесия) и химического превращения. Аналитические методы используются, как правило при проектировании новых объектов.

Экспериментальные методы построения модели используются для задач управления процессом и исследования изменения входных и выходных параметров в узком (рабочем) диапазоне. Построение моделей экспериментальным методом обычно предполагает линейную зависимость параметров между собой их сосредоточенность, такие модели обычно записываются в виде алгебраических уравнений или линейных обыкновенных дифференциальных уравнений или линейных обыкновенных уравнений. Основным недостатком моделей полученных экспериментальным путем является невозможность установления связей между параметрами процесса, физико-химическими свойствами веществ и конструктивными характеристиками объекта.

Экспериментально-аналитический метод предполагает использование методов экспериментального исследования и применение фундаментальных законов сохранения.

Сущность машинного моделирования системы состоит в проведении на вычислительной машине эксперимента с моделью, которая представляет собой некоторый программный комплекс, описывающий формально и (или) алгоритмически поведение элементов системы в процессе ее функционирования, т. е. в их взаимодействии друг с другом и внешней средой.

Требования пользователя к модели.Сформулируем основные требования, предъявляемые к модели процесса функционирования системы.

1.Полнота модели должна предоставлять пользователю возможность получения необходимого набора оценок характеристик системы с требуемой точностью и достоверностью.

2.Гибкость модели должна давать возможность воспроизведения различных ситуаций при варьировании структуры, алгоритмов и параметров системы.

3.Длительность разработки и реализации модели большой системы должна быть по возможности минимальной при учете ограничений на имеющиеся ресурсы.

4.Структура модели должна быть блочной, т. е. допускать возможность замены, добавления и исключения некоторых частей без переделки всей модели.

5.Информационное обеспечение должно предоставлять возможность эффективной работы модели с базой данных систем определенного класса.

6.Программные и технические средства должны обеспечивать эффективную (по быстродействию и памяти) машинную реализацию модели и удобное общение с ней пользователя.

7. Должно быть реализовано проведение целенаправленных (планируемых) машинных экспериментов с моделью системы с использованием аналитико-имитационного подхода при наличии ограниченных вычислительных ресурсов.