Розробка архітектури комбінованого підходу до імітаційного моделювання систем з паралелізмом

Paradigms and graphical-analytical tools for building simulation tools and forming the architecture of a combined approach to studying the dynamic properties of systems with parallelism are described. An extension of the formal language of Petri nets is presented, which has greater modeling power than WF nets. The properties of hierarchical Petri nets are used to synthesize a holistic model. Discrete-event modeling and modeling of dynamic systems, which allow reflecting the quantitative and qualitative characteristics of the elements of the systems under study, served as the basis for the combined approach to the simulation of systems with parallelism. On their basis, graphic-analytical tools are proposed that provide the ability to describe the modeled system, adhering to the principle of structural similarity. They have dynamic simulations that make it easy to visually analyze and correct the model. Also, the proposed toolkit provides for the analysis of the dynamic properties of the model, which makes it possible to identify accumulated phenomena that can lead to unpredictability of the system’s functioning. A conceptual model for the synthesis and analysis of systems with parallelism is proposed, which provides for the construction of the components of the model based on the architecture. Their step-by-step analysis and the formation of an integral model of the software system are carried out using a network representation, according to the matrix description of which invariants are calculated. The analysis of invariants allows one to obtain the dynamic properties of the model and determine the localization of structures that lead to critical situations when they are detected. The architecture of the combined approach to the simulation of systems with parallelism is built, which provides the study of their dynamic properties to improve the reliability of the functioning of software systemsОписаны парадигмы и графоаналитический инструментарий для построения средств имитационного моделирования и формирования архитектуры комбинированного подхода изучения динамических свойств систем с параллелизмом. Представлено расширение формального языка сетей Петри, которое имеет большую мощность моделирования, чем WF-сети. Свойства иерархических сетей Петри используются для синтеза целостной модели. Основаниями для комбинированного подхода к имитационному моделированию систем с параллелизмом выступили дискретно-событийное моделирование и моделирование динамических систем, которые позволяют отражать количественные и качественные характеристики элементов изучаемых систем. На их основе предложены графоаналитические инструментальные средства, которые предоставляют возможность описания моделируемой системы, придерживаясь принципа структурного подобия. Они имеют средства динамической имитации, что упрощает визуальный анализ и корректирование модели. Также предлагаемый инструментарий предусматривает анализ динамических свойств модели, который позволяет выявлять накопленные явления, которые могут привести к непредсказуемости функционирования системы. Предложена концептуальная модель синтеза и анализа систем с параллелизмом, которая предусматривает построение составляющих модели на основе архитектуры. Их поэтапный анализ и формирование целостной модели программной системы осуществляется с использованием сетевого представления, по матричному описанию которого рассчитываются инварианты. Анализ инвариантов позволяет получить динамические свойства модели и определить локализацию конструкций, которые приводят к критическим ситуациям при их обнаружении. Построено архитектуру комбинированного подхода к имитационному моделированию систем с параллелизмом, которая обеспечивает изучение их динамических свойств для повышения надежности функционирования программных системОписані 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 систе

Підвищення ефективності динамічного аналізу комбінованої імітаційної моделі програмного забезпечення з паралелізмом

Software design uses the set of tools for building and analyzing models which do not allow solving the complex problem of improving the quality of design solutions. This task includes not only the synthesis of the software model with parallelism, the detection and localization of errors for the correction of the model, but also the visual analysis of the model for the synthesis of new or corrected design solutions. The study object is the building and analyzing processes of software models with parallelism. Techniques and a method‘s of synthesis and analysis of the software model with parallelism are proposed, which are based on the combined approach to simulation modelling of the systems with parallelism. The analysis of the software model with parallelism begins at the stage of creating and static analyzing component models. The proposed method provides dynamic analysis of component models and partial model in the process of assembling the complete software model. Building of component models is carried out based on the rules for building PN-models, PN-templates and the principle of structural similarity, while their static properties are checked. The dynamic analysis of the component models of software is carried out using simulation modeling and the method of invariants. In process of the model assembling, the complete model is gradually formed by assembling it from the models of software components, and its dynamic properties are analyzed. In this case, the convolution method, the method of invariants, and simulation modelling are used. Through in-depth dynamic analysis the presented method‘s provides an opportunity to check the static and dynamic properties of the studied models, which ensures an increase in the quality of project solutions at the software design stage. It can be used to reduce the cost of software development, as well as to analyze the developed software to improve the efficiency of supportПри проєктуванні програмного забезпечення (ПЗ) використовується набір засобів для побудови та аналізу моделей, що не дозволяє вирішити комплексно задачу підвищення якості проектних рішень. Ця задача включає на тільки синтез моделі ПЗ з паралелізмом, виявлення та локалізацію помилок для корекції моделі, але і візуальний аналіз моделі для синтезу нових чи корегованих проектних рішень. Об’єктом дослідження є процеси побудови та аналізу моделей ПЗ з паралелізмом. Пропонуються способи та методика для синтезу та аналізу моделі ПЗ з паралелізмом, які базуються на комбінованому підході до імітаційного моделювання систем з паралелізмом. Аналіз моделі ПЗ з паралелізмом починається на етапі створення та статичного аналізу моделей компонентів. У пропонованій методиці передбачено проведення динамічного аналізу моделей компонентів та часткової моделі у процесі збірки цілісної моделі ПЗ. Побудова моделей компонентів проводиться на основі правил побудови PN-моделей, PN-патернів та принципу структурної подібності, при цьому перевіряються їх статичні властивості. Динамічний аналіз моделей компонентів ПЗ здійснюється з використанням імітаційного моделювання та методу інваріантів. При збірці поступово формується цілісна модель шляхом її складання з моделей компонентів ПЗ, проводиться аналіз її динамічних властивостей. При цьому використовуються метод згортки, метод інваріантів та імітаційне моделювання. Представлена методика завдяки поглибленому динамічному аналізу надає можливість перевірити статичні та динамічні властивості досліджуваних моделей, що забезпечує підвищення якості проєктних рішень на етапі проєктування ПЗ. Вона може застосовуватись для зниження витрат на розробку ПЗ, а також при аналізі розробленого ПЗ для підвищення ефективності супровод

Combined toolkit for building a simulation model of a softwaresystem

Combined toolkit for building a simulation model of a softwaresyste

Restorative and productive methods of environmental management in the implementation of environmental policy

The objective of this work is to define and base the principles of environmental management through the introduction of regenerative (restorative) and productive methods of environmental policy. The problems were solved with the help of such general and special research methods, such as generalization, systematization, analysis, synthesis, and the empirical method. It is argued that the operation of industrial enterprises without a balanced set of appropriate environmental measures always has negative consequences. The formation of environmental awareness of entrepreneurs, assigning to environmental management the status of a mandatory component of the policy to achieve regional environmental objectives, requires greater attention and effective methodological developments. The strategic directions of ecological development of one of the regions of Ukraine are indicated. The essence of the concept of “environmental management” is defined. The definition of “regenerative method of ecological management” and “productive method of ecological management” is offered. In conclusion, scientific ideas on the feasibility of implementing environmental management in companies are presented. The need for ecological measures for the implementation of ecological policy is based