Иванова А.И.
Мы живем в мире систем.Cистемы включают финансовый, производство, инвентарь, биологический, химический, термодинамический или технологический процесс.Системы могут быть смоделированы как переменные системы представления узлов и соединение линий, представление причинно-следственных связей. Изменяющаяся ценность одной переменной может вызвать увеличение или уменьшение как описано уравнениями. Понимание, как система действительно работы - первый шаг к использованию, улучшению, автоматизации или объяснению этого другим. Эта статья показывает как образцовым динамическим системам, моделированиям времени, которыми управляют и поведение системы с диаграммами и графами. Это показывает модель в качестве примера для прироста населения, банковского сальдо, демография, производства и управления водными ресурсами.
Причинные Диаграммы относят к образцовым динамическим системам. Простая диаграмма представляет собой скопление узлов и линий, идентифицирует важные переменные в системе и определяет как они должны взаимодействовать. Диаграмма представляет концептуальную модель как систему работы. Факты о системе используются, чтобы параметризовать модель. Каждый узел становится переменной, которая идентифицирует измеримую собственность системы, которая изменяется в течение долгого времени. У каждой линии могут быть уравнения, которые формализуют, как одна переменная влияет на другую. У параметризовавшей модели есть вся информация, должен был моделировать динамический ответ из системы по ряду приращений времени. Модель декларативна в этом диаграмма, переменные и уравнения только объявляют факты о системе. Контраст это с aпроцедурный подход, написанный на языке программирования как C, где алгоритмы были бы должны быть развиты и осуществлены, чтобы моделировать динамический ответ системы. WinA&D моделирование инструмента обеспечивает окружающую среду моделирования это автоматически производит подлинник моделирования для динамического ответа на управляемые условия пользователя и переменные ценности. Данные продукции могут быть рассмотрены, экспортированы или изображены в виде графика с маленьким человеком усилие. Даже если Вы никогда не управляете моделированием, простым процессом создания описания модель очень ценна. Это вынуждает Вас продумать и понять как система действительно работает. Моделирование - процесс старта с начальной ценности в каждой переменной и управлении набор уравнений для многократных приращений времени. Каждый раз приращение, все уравнения обработанный, чтобы произвести новую переменную оценивает от текущих ценностей. Получающиеся данные для переменные каждый раз увеличивают, представляет тот, которым управляют моделирования. Во время моделирования модель ведут входные данные и производит данные продукции. Данные могут произойдите из начальных ценностей в модели, пользовательском входе или файле с данными. Данные продукции могут храниться в модели или в файлах с данными продукции и используемый, чтобы вести формируемые диаграммы, графы и столы. Интегрированный редактор Файла с данными облегчает создавать, рассматривать, импортировать данные из или экспорт данные к другим заявлениям.
Причинная Диаграмма Петли (CLD) идентифицирует каждую переменную в системе как государство или узел и причинные аффекты между узлами, показанными как линии. Например, Ваш счет экономии мог быть показан как простая система, состоящая из двух узлов, Банковского сальдо и Заработанным Интерес. Количество Банковского сальдо определит количество Заработанного Интерес как представлено твердой линией, указывающей от Банковского сальдо до Полученных Процентов. Причинный аффект между этими узлами формирует положительную петлю укрепления. Как Банк Баланс растет, Заработанная ценность Интереса также выращивает каждый раз приращение. Поскольку ценность Полученных Процентов растет, Подоходный налог растет. У того налога есть отрицание причинный аффект на берегу Баланс как обозначено на диаграмме с твердым точечным примечанием на линии, оттянутой от Подоходного налога до Банковского сальдо. Так как узлы в этой модели могут назначьте объективно измеренные ценности, мы будем использовать твердое примечание коробки. Пример выше показывает причинные аффекты других переменных, вовлеченных в банк счет. Позже мы определим уравнения для каждой твердой линии, указывающей как одна переменная аффекты другой. У расплющенных линий нет уравнений. Они - средства управления, которые обеспечивают a переменная для других уравнений на линиях, входящих в тот узел. Например, Интерес Ценность нормы затрагивает, как Заработанная ценность Интереса вычислена на линию, прибывающую из Узел Счета в банке. Поскольку Вы можете видеть, случайные диаграммы петли просты потянуть и понять. Есть дополнительные письменные украшения, предлагаемые статьями и книгами по моделированию системы, но они - только обработки на этих простых понятиях. WinA&D осуществляет наиболее популярные примечания.
Есть два главных шага, чтобы параметризовать модель, формируя центральные переменные и назначьте уравнения на причинные линии. В WinA&D, каждый узел и линия из диаграммы создает словарную статью для проекта. Данные конфигурации введены в Детали диалог, чтобы определить переменные и уравнения. Например, Банковское сальдо могло быть определено как числовая переменная с начальной ценностью и единицы в долларах. Переменные могут также формироваться как константы, расчетные ценности, последовательности, множества, список или Booleans. У переменной может быть Минимальный и Максимальный диапазон и быть прочитанным от или написанным файлам с данными во время моделирования. У линии от Счета в банке до Полученных Процентов есть простое уравнение, которое определяет как переменное изменение ценностей каждый раз увеличивает. EarnedInterest = Процентная ставка * BankAccount В WinA&D, каждый узел становится названной переменной. Уравнения используют те названия с целое число, или булевы операторы с плавающей запятой как “+”, “/”,<>, и т.д. Уравнения могут включайте множества и стандартные математические функции как синус, косинус, квадратный корень, exponentials или множества для того, чтобы управлять более сложным набором данных. У каждой твердой линии в модели будет список одного или более уравнений, которые определяют его причинное аффект. Иногда, уравнения - иждивенец заказа. Например, Полученные Проценты должны быть вычисленный перед Подоходным налогом. Ту зависимость можно показать на диаграмме с a число последовательности на причинной линии. После формирования переменных и уравнений, модель готова к моделированию.
WinA&DЖs проверки команды Моделирования на законченность в модели, затем представляет Диалог моделирования, показанный ниже. На покинутой стороне диалога, определите Единицы Времени и Приращение рассчитывает, затем переменная начальной буквы набора оценивает как желательный в столе Переменных. Измените переменные ценности в столе или используйте представленное использование бара ползунка диапазона ценности ранее формируются. Щелкните кнопка Run выполняют моделирование, которым управляют, используя назначенные ценности. Результаты моделирование сохранено в файле с данными и может быть представлено в формируемом столе, диаграмме или граф. В этом примере важные переменные данные представлены в столе. Если Вы изменяетесь переменная оценивает как процентная ставка, налоговая ставка, и т.д и щелчок кнопка Run снова, Вы добавите другой пробег данных моделирования к файлу продукции. Формируемая диаграмма может показать определенное данные бегут, последний пробег или многократные пробеги сразу.
Во время моделирования, WinA&D производит подлинник, который представляет динамическую систему тогда пробеги, что подлинник для ряда приращений времени. Во время поколения подлинника, каждого пользователя введенный список уравнений автоматически преобразован в WinA&DЖs встроенный scripting язык. В сложном моделировании пользователь может непосредственно определить часть подлинника это осуществляет причинную линию в модели. Например, уравнение: EarnedInterest = Процентная ставка * BankAccount преобразован в подлинник: %% SV ”EarnedInterest = Процентная ставка * BankAccount” В диалоге Деталей для причинной линии пользователь может переключиться назад и вперед между Уравнение или определение Подлинника. WinA&DЖs встроенный scripting язык открывает мир возможностей, создавая сложные модели и моделирования. Подлинники могут выполнить вычисления с переменными, множествами или перечислите, сделайте обработки строк, сделайте условную логику, назовите рутины, захватите данные от любого WinA&D документ, прочитайте и напишите данные от файлов и фактически чего - нибудь еще, что это возможный с типичного языка программирования. У scripting языка даже есть свое собственное исходный отладчик уровня для единственного продвижения через подлинник и рассмотрения или изменения переменные на лету. Большинство пользователей может смоделировать и управлять моделированиями, не сочиняя подлинники. Краткое объяснение как подлинник моделирования, произведенный WinA&D работы, может разъяснить процесс. Во-первых, переменные созданы и калибруются к ставкам, сделанным от модели, Переменных стол в Причинном диалоге Моделирования Петли или от входных файлов с данными. Затем, есть большое петля, которая управляет подготовленной рутиной, полученной из Ваших уравнений для каждой линии перехода в модель. Петля повторяет через каждое приращение в счете приращения и магазинах переменная во множестве пробега создана для каждой переменной в модели. Наконец, произведенный данные произведены к одному или более файлам с данными. Диаграммы & Графы Диаграммы часто используются, чтобы рассмотреть моделируемые результаты модели системы, которая была параметризовавший с переменными определениями и уравнениями. Есть много типов диаграмм для динамически представляющая переменная и данные множества как столы, диаграммы и графы. Диаграммы динамичный в том смысле, что их ведут данные от файла с данными, который когда изменено будет автоматически измените диаграмму Диалог Строителя Диаграммы используется, чтобы формировать динамическую диаграмму. Данные конфигурации состоит из типа диаграммы, значения данных, чтобы представить и информация форматирования как названия, лейблы, цвета, текстовые шрифты и размеры. Могут формироваться многократные названные диаграммы. В модели Счета в банке, иллюстрированной выше, многократные пробеги моделирования модели в различные процентные ставки можно показать на том же самом графе линии. Диаграмма области проявляет накопленный интерес и налог за эти годы. Трудная интеграция между моделью моделирование и диаграммы делают это быстрым и легким исследовать и сообщите различные сценарии. Файлы с данными Входа/Продукции Модель может получить введенные данные от файла или написать данные моделирования файлу. Файлы с данными XML отформатировал текстовые файлы, используемые, чтобы сохранить, управлять, импортировать и экспортировать данные. Файлы с данными может использоваться как входной или произведено в моделируемой модели, заставить динамические диаграммы или используемый читать и напишите данные в пределах scripting окружающей среды. Файлы с данными содержат список названных пунктов каждая Переменная типа, Множество или Список. Продукция из любого моделирования производит несколько общих Переменных пунктов типа включая RunCount и IncrementCount. Каждый пробег моделирования добавляет множество пробега для каждой переменной формируемый в модели. Множество пробега содержит ценность той переменной каждый раз приращение. Каждое моделирование, которым управляют, добавляет другой набор множеств, которыми управляют, формы RunX_VariableName. Кнопки Import и Export облегчают разделять данные с другим заявлением как a крупноформатная таблица, база данных или чертящий инструмент, используя счет или разграниченные запятой файлы. Популяционный Пример Прирост населения - типичный пример для того, чтобы продемонстрировать модели системы. В этой модели, Коэффициент рождаемости, Иммиграция и переменные Показателя смертности управляют, как население изменяется в течение долгого времени.
В демографической модели население разделено на различные возрастные группы так аффекты из коэффициента рождаемости могут более точно управляться показатель смертности и другие факторы. Модель ниже классифицирует людей как детей, молодых взрослых, середина в возрасте или пожилой основанный на их возраст, затем позволяет переменные контроля измененному для каждого моделирования, которым управляют для каждой возрастной группы.
Фирма-изготовитель должна отследить и затраты контроля, доходы, производительность, инвентаризируйте и сделайте проектирования занятости, чтобы максимизировать доход. Эта модель принимает те еженедельные продажи единицы будут беспорядочно колебаться +/-25 % от коммерческого прогноза.
Эта модель использует 10 x 10-акровых сеток, осуществленных как переменная множества для водораздела из ирригационного водоема. Каждый месяц меры дождя в каждом углу измеряют ливень. Те измерения используются, чтобы оценить ливень на каждом акре и основанный на его сетке число от 0 до 1 определит, сколько из той воды входит в водоем. Ежемесячное испарение и ирригационные числа определяют, сколько вода уезжает из водоема. Ливень, испарение и ирригационные числа в этой модели прибывают из входного файла с данными.