Черненький Валерий Михайлович
д.т.н., профессор МГТУ имени Н. Э. Баумана
Концепция GPSS в свете теории процессного описания

Начальные теоретические положения процессных описаний были заложены в работах Дейкстры, Н. Бусленко, Н. Моисеева и др. Сейчас теоретические положения процессных описаний активно использовались Бучем при создании системы UML и ее приложений (например, ARIS). В МГТУ им. Н.Э. Баумана в течение уже достаточно долгого времени проводятся работы по моделированию информационных систем как аналитическими, так и имитационными методами. В направлении развития этих работ у нас была сделана попытка обобщения теоретических положений описания процессов в виде основ теории процессного описания функционирования дискретных систем.

В качестве определения процесса принято определение, данное в работе «Лекции по теории сложных систем» (авторы Н. Бусленко, И. Коваленко, В. Калашников). Далее определяются понятия объекта, подпроцесса, операций над процессами, анализируется операторный способ задания процесса, особенности взаимодействия процессов в объектах. На основании проведенного анализа предлагается в качестве основного способа задания процесса принять разработанную нами Алгоритмическую Модель (АМП). В основе АМП лежат понятия элементарного оператора, трека и инициатора. Трек представляет собой линейный граф операторов, элементарный оператор – совокупность операторов состояния и условия продвижения инициатора, инициатор – динамический объект, обладающий свойством инициирования выполнения элементарного оператора. 

Предложенная модель позволила выполнить ряд формальных преобразований над каждым из компонент АМП. Так, преобразования трека, как графа, позволили сформировать понятие структуры, классифицировать виды структур, определить способы развертки структуры в трек. Анализ элементарного оператора позволил сформулировать понятия эквивалентности, определить обобщенные и объединенные операторы, уровни описания, преобразования описаний, классифицировать условные элементарные операторы. Дальнейшее развитие понятия инициатора позволило определить понятие локальной среды процесса. В результате удается задать способы компактного описания совокупности связанных процессов, определить понятие ресурса, конфликта процессов на ресурсе и дать способы его разрешения. Компактное задание процесса или группы однородных процессов сводится к блочному описанию взаимодействующих процессов. Предлагаются 3 типа блоков: агрегаты, процессоры и контроллеры. Блоки отличаются друг от друга типами операторов, структурами описаний, отношением к инициаторам, взаимодействием с локальной средой процессов. Предложенная формализованная схема позволяет выполнять графовые преобразования с целью декомпозиции всей схемы на ресурсные узлы (описываемые как СМО в терминологии теории массового обслуживания), сети узлов (сети массового обслуживания), независимые участки процессов. В результате можно дать рекомендации об использовании того или иного математического аппарата (прямые и вложенные описания, применения ТМО, имитационного моделирования и пр.).

В свете этой теории язык моделирования GPSS может рассматриваться как система, обладающая всеми вышеперечисленными элементами, присутствующими для пользователя в явном виде (чего нельзя сказать, например, относительно системы SIMULA). Транзакты выступают в роли инициаторов, локальная среда - в виде параметров транзакта, блоки GPSS имеют все разновидности элементарных блоков. GPSS имеет и блоки агрегатного типа, напимер, GENERATE. В GPSS развиты условные операторы продвижения инициатора. Большая часть блоков GPSS выполнена в виде макросов (SEIZE, ENTER и другие). Таким образом, систему GPSS можно рассматривать, как универсальный инструмент как процессных, так и блочных описаний, позволяющий сформировать и промоделировать любую существующую или вновь разрабатываемую концепцию дискретного моделирования.