تعریف شبیه‌سازی کامپیوتری
تکنیکی برای فهم وتجزیه وتحلیل یک سیستم می‌باشد. درشبیه‌سازی کامپیوتری مدلی از یک سیستم تحت بررسی ساخته می‌شود و به صورت یک برنامه بر روی کامپیوتر اجرا می‌شود.
نکته: تکنولوژی در خدمت مدیران، مهندسان صنایع و تحلیلگران سیستم که قبل از اتخاذ تصمیم در خصوص هر سیستم تولیدی آن را شبیه‌سازی می‌نمایند.
کاربرد شبیه‌سازی
- طراحی سیستم:
شبیه‌سازی را می‌توان به عنوان یک وسیله طراحی مورد استفاده قرارداد. مثل ساخت هواپیما، موشک و ...
- تجزیه وتحلیل سیستم:
توسط شبیه‌سازی می‌توان تجزیه و تحلیل‌های ریاضی و بررسی‌های آزمایشگاهی را انجام داد.
- تعلیم و تربیت:
امروزه یکی از کاربردهای وسیع شبیه‌سازی در تعلیم و تربیت است. زیرا آموزش بر روی بعضی از سیستم‌ها غیر ممکن و یا پر هزینه است.
نکته: در شبیه‌سازی مدلی که ازسیستم تحت بررسی ساخته می‌شود به صورت یک برنامه کامپیوتری است یعنی کلیه اشیاء سیستم به ساختارهای برنامه‌ای و کلیه مشخصات و رفتار آن به متغیرها و توابع ریاضی تبدیل می‌گردند.
مزایای شبیه‌سازی کامپیوتری
- داشتن قدرت فشردن زمان:
اینکه چندین سال از فعالیت یک سیستم را در چند ثانیه بررسی و ملاحظه می‌کنیم، بنابراین چندین طرح از یک سیستم را در زمان کوتاهی مطالعه ونتایج آن را با هم مقایسه می‌کنیم.
- داشتن قدرت گسترش زمان:
بوسیله جمع آوری آمار و اطلاعات لازم در برنامه شبیه‌سازی، بررسی کننده قادر است جزئیات تغییراتی که در زمان واقعی قابل مشاهده نیستند را مطالعه کند. تغییراتی که به علت بالا بودن سرعت ایجاد آنها در سیستم واقعی، قابل مشاهده یا مطالعه نمی‌باشند. مثل بررسی جزئیات عملکرد ایربگ اتومبیل با شبیه‌سازی.
- انجام یک آزمایش به دفعات:
با شبیه‌سازی کامپیوتری می‌توان یک آزمایش را با حفظ کلیه شرایط اولیه و رفتار، بوسیله یک برنامه تکرار نمود.
- بررسی تغییرات جدید بر روی سیستم موجود:
با شبیه‌سازی کامپیوتری می‌توان قبل از هرگونه صرف نیرو، سرمایه و زمان، تغییرات را در سیستم اعمال کرد.
- پاسخگویی به یک پدیده خاص:
اغلب مدیران مایلند بدانند که چرا یک پدیده خاص در داخل یک سیستم واقعی اتفاق می‌افتد. بوسیله شبیه‌سازی می‌توان با ساخت مدل و انجام آزمایشهای میکروسکوپی بر روی آن به چرا‌ها پاسخ داد.
- ایجاد رضایت:
پذیرش نتایج حاصل از شبیه‌سازی. مثلاً بالا بردن تولید یا تقلیل زمان انتظار برای سرویس، که حاصل ایجاد یک مدل، تست، اعتبار سنجی و نمایش تصویری آن می‌باشد. با انجام شبیه‌سازی تمامی تست هایی که منجر به رضایت مشتری وسرویس دهنده می‌شود قابل انجام است.
شبیه‌سازی سیستم‌های گسسته
درشبیه‌سازی رویدادهای گسسته، عملکرد سیستم با یک ترتیب زمانی از رویدادها صورت می‌گیرد.
مثال: (سیستم آسانسور)
برای چگونگی کار کرد شبیه‌سازی سیستم‌های گسسته ملزم به مدل کردن صف هستیم. مثلاً برای مشتریانی که به بانک یا هر سیستم دیگری وارد می‌شوند صفی در نظر بگیریم که مشتری در آن قرار گرفته و پس از رسیدن به ابتدای صف توسط سرویس دهنده (در مثال، بانک تحویلدار) پاسخ داده می‌شود.
اجزای یک سیستم گسسته
- Clock:
شبیه ساز باید مقاطع زمان کنونی شبیه‌سازی را نگه داری کند. در شبیه‌سازی رویداد گسسته، رویدادها به ترتیب انجام می‌شوند در حالیکه در سیستم‌های بلادرنگ این گونه نیست. یعنی Clock به طورآنی به یک رویداد خاص می‌رود.
- Event List: (لیست رویداد)
یک شبیه ساز حداقل یک لیست از رویدادهای شبیه‌سازی را نگه داری می‌کند. هر رویداد باید یک زمان شروع، کدی که از کارایی خود رویداد تشکیل شده و یک زمان پایان تشکیل شده باشد.
- Random Number Generator:
یک شبیه ساز نیاز به تولید اعداد تصادفی وابسته به مدل سیستم دارد.
- Statistics: (آماره)
شبیه ساز به عنوان نمونه، مقاطع آماری از سیستم را نگه داری می‌کند که شامل کیفیت این سیستم می‌باشد (جلب رضایت). مثلاً جنبه رضایت برای بانک، پیگیری زمان سرویس دهی به مشتری می‌باشد.
- Ending Condition: (شرایط اتمام)
چون رویدادها خود راه انداز هستند یک شبیه ساز رویداد گسسته باید هر زمانی اجرا شود بنابراین طراح باید تصمیم بگیرد که چه زمانی شبیه‌سازی پایان می‌پذیرد.
- Start:
- مقداردهی اولیه برای شرایط تصمیم.
- مقداردهی اولیه برای متغیرهای حالت سیستم.
- مقداردهی اولیه برای ساعت، که معمولاً زمان شروع شبیه‌سازی را صفر در نظر می‌گیرند.
- زمانبندی یک رویداد.
- Loop:
- زمان را برای رویداد بعدی تنظیم می‌کند
- رویداد بعدی را انجام داده وآن را از لیست رویدادها حذف می‌کند
- آمار را بروز (Update) می‌کند
- End:
پایان برنامه و تولید گزارش‌های آماری
زبان‌های شبیه‌سازی سیستم
- GPSS (General Purpose Simulation System)
- Simscript 2.5
- Fortran
- Simula (Simulation Language) 1964 – 1967
- Show Flow
- SimPy (Simulation in Python)
- Automod
شبیه‌سازی سیستم‌ها
یکی از کاربردهای کامپیوتر استفاده در شبیه‌سازی سیستم‌ها می‌باشد. به این ترتیب که عملکرد سیستم بوسیله نرم‌افزار شبیه‌سازی می‌گردد این شبیه‌سازی اطلاعاتی را در مورد سیستم و مشکلات آن در اختیار ما قرار می‌دهد، با استفاده از این اطلاعات می‌توان اصلاحاتی در سیستم بوچود آورد و عملکرد آن را بهبود بخشید.
مثال: کارگاهی را در نظر بگیرید که 2 ماشین صنعتی A و B دارد. این کارگاه سفارشاتی را می‌پذیرد این سفارشات ابتدا باید روی ماشین A و سپس روی ماشین B پردازش شود زمان لازم برای انجام پردازش‌ها به صورت زیر است:
شامل 52 صفحه فایل word قابل ویرایش
دانلود تحقیق شبیه‌سازی کامپیوتری