Розробка архітектури комбінованого підходу до імітаційного моделювання систем з паралелізмом

Автор(и)

  • Оксана Олександрівна Супруненко Черкаський національний університет імені Богдана Хмельницького, Україна https://orcid.org/0000-0002-4917-2431

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.239212

Ключові слова:

архітектура комбінованого підходу, формальні мови мереж Петрі, засоби динамічного моделювання

Анотація

Описані парадигми і графоаналітичний інструментарій для побудови засобів імітаційного моделювання та формування архітектури комбінованого підходу вивчення динамічних властивостей систем з паралелізмом. Представлене розширення формальної мови мереж Петрі, яке має більшу потужність моделювання ніж WF-мережі. Властивості ієрархічних мереж Петрі використовуються для синтезу цілісної моделі.

Підґрунтям для комбінованого підходу до імітаційного моделювання систем з паралелізмом виступили дискретно-подієве моделювання та моделювання динамічних систем, які дозволяють відображати кількісні та якісні характеристики елементів в одній моделі. На їх основі запропоновано графоаналітичні інструментальні засоби, які надають можливість опису модельованої системи, дотримуючись принципу структурної подібності. Вони мають засоби динамічної імітації, що спрощує візуальний аналіз та коригування моделі. Також запропонований інструментарій передбачає аналіз динамічних властивостей моделі, який дозволяє виявляти накопичені явища, що можуть призвести до непередбачуваного функціонування системи.

Запропоновано концептуальну модель синтезу та аналізу систем з паралелізмом, яка передбачає побудову складових моделі на основі архітектурного рішення. Їх поетапний аналіз та формування цілісної моделі програмної системи здійснюється з використанням мережевого представлення, за матричним описом якого розраховуються інваріанти. Аналіз інваріантів дозволяє отримати динамічні властивості моделі та визначити локалізацію конструкцій, що приводять до критичних ситуацій при їх виявленні.

Побудовано архітектуру комбінованого підходу до імітаційного моделювання систем з паралелізмом, яка забезпечує вивчення їх динамічних властивостей для підвищення надійності функціонування програмних систем

Біографія автора

Оксана Олександрівна Супруненко, Черкаський національний університет імені Богдана Хмельницького

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра програмного забезпечення автоматизованих систем

Посилання

  1. Stoian, V. A. (2008). Modeliuvannia ta identyfikatsiya dynamiky system iz rozpodilenymy parametramy. Kyiv: Kyivskyi universytet, 201.
  2. Strogalev, V. P., Tolkacheva, I. O. (2008). Imitatsionnoe modelirovanie. Moscow: Izd-vo MGTU im. N.E. Baumana, 280.
  3. Samarskiy, A. A., Mihaylov, A. P. (2001). Matematicheskoe modelirovanie. Idei. Metody. Primery. Moscow: Fizmatlit, 320.
  4. Suprunenko, O. (2013). Paradigms of simulation modeling in studying complex parallel systems. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (4 (65), 63–67. Available at: http://journals.uran.ua/eejet/article/view/18353/16394
  5. Sergienko, I. V. (2018). Mathematical and program modelling of complicated systems using supercomputer technologies. Visnik Nacional’noi’ Academii’ Nauk Ukrai’ni, 3, 39–48. doi: https://doi.org/10.15407/visn2018.03.039
  6. Karpov, Yu. G. (2005) Imitatsionnoe modelirovanie sistem. Vvedenie v modelirovanie s AnyLogic 5. Sankt-Peterburg: BHV-Peterburg, 400.
  7. Braude, E. (2004). Tekhnologiya razrabotki programmnogo obespecheniya. Sankt-Peterburg: Piter, 655. Available at: http://www.immsp.kiev.ua/postgraduate/Biblioteka_trudy/TekhnologiyaRazrabProgrBraude2004.pdf
  8. Van Hee, K. (2002). Workflow management: models, methods, and systems. The MIT Press. doi: https://doi.org/10.7551/mitpress/7301.001.0001
  9. Karpov, Yu. G. (2010). Model Checking. Verifikatsiya parallel'nyh i raspredelennyh programmnyh sistem. Sankt-Peterburg: BHV-Peterburg, 560.
  10. Kuzmuk, V. V., Suprunenko, O. A. (2014). The means for the description of information flows in dynamic models of medical hardware-software systems. Theoretical & Applied Science, 7 (15), 11–18. doi: https://doi.org/10.15863/tas.2014.07.15.2
  11. Van der Aalst, W. M. P. (2013). Business Process Management: A Comprehensive Survey. ISRN Software Engineering, 2013, 1–37. doi: https://doi.org/10.1155/2013/507984
  12. Jensen, K., Rozenberg, G. (Eds.) (1991). High-level Petri Nets: Theory and Application. Springer, 724. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-642-84524-6
  13. Kuz'muk, V. V., Suprunenko, O. O. (2010). Modifitsirovannye seti Petri i ustroystva modelirovaniya parallel'nyh protsessov. Kyiv: Maklaut, 252.
  14. Peterson, Dzh. (1984). Teoriya setey Petri i modelirovanie sistem. Moscow: Mir, 264.
  15. Lomazova, I. A. (2004). Vlozhennye seti Petri: modelirovanie i analiz raspredelennyh sistem s obektnoy strukturoy. Moscow: Nauchniy mir, 208.
  16. Lomazova, I. A. (2009). Adaptivnoe i dinamicheskoe modelirovanie potokov rabot na osnove vzaimodeystvuyuschih setey Petri. Metody i sredstva obrabotki informatsii. Trudy ІІІ Vserossiyskoy nauchnoy konferentsii. Moscow: Izdatel'skiy otdel fakul'teta vychislitel'noy matematiki i kibernetiki MGU, 32–37.
  17. Bashkin, V. A. (2012). Approximating bisimulation in one-counter nets. Automatic Control and Computer Sciences, 46, 317–323. doi: https://doi.org/10.3103/s014641161207005x
  18. Bashkin, V. A. (2017). On the Resource Equivalences in Petri nets with Invisible Transitions. Petri Nets and Software Engineering (PNSE'17). Zaragoza, 51–68.
  19. Belusso, C. L. M., Sawicki, S., Roos-Frantz, F., Frantz, R. Z. (2016). A Study of Petri Nets, Markov Chains and Queueing Theory as Mathematical Modelling Languages Aiming at the Simulation of Enterprise Application Integration Solutions: A First Step. Procedia Computer Science, 100, 229–236. doi: https://doi.org/10.1016/j.procs.2016.09.147
  20. Kuz'min, E. V., Sokolov, V. A. (2005). Vpolne strukturirovannye sistemy pomechennyh perekhodov. Moscow: Fizmatlit, 176.
  21. Hack, M. (1975). Decision Problems for Petri Nets and Vector Addition Systems, Computation Structures Group Memo 95, Project MAC. Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts, March 1974, pp. 79. revised as Memo 95-1, August 1974; Technical Memo 59, Project MAC, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts, March 1975, pp. 7.
  22. Murata, T. (1989). Petri nets: Properties, analysis and applications. Proceedings of the IEEE, 77 (4), 541–580. doi: https://doi.org/10.1109/5.24143
  23. Suprunenko, O. O. (2019). Combined approach to simulation modeling of the dynamics of software systems based on interpretations of Petri nets. KPI Science News, 5-6, 43–53. doi: https://doi.org/10.20535/kpi-sn.2019.5-6.174596
  24. Nesterenko, B. B., Novotarskiy, M. A. (2007). Algebra protsessov dlya modelirovaniya slozhnyh sistem s real'noy rabochey nagruzkoy. Reiestratsiya, zberihannia ta obrobka danykh, 9 (4), 49–59.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-08-30

Як цитувати

Супруненко, О. О. (2021). Розробка архітектури комбінованого підходу до імітаційного моделювання систем з паралелізмом. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(4(112), 74–82. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.239212

Номер

Том 4 № 4(112) (2021): Математика та кібернетика - прикладні аспекти

Розділ

Математика та кібернетика - прикладні аспекти

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Oksana Suprunenko

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.