2.3 Перспективы из Германии (Петер Лоренц)
 
Язык GPSS стал огромной силой за 40 лет. Давайте рассмотрим некоторые вероятные причины его долго жительства и обдумаем перспективы их продолжения. Свои мысли по этому поводу я изложу в последующих параграфах.
 
2.3.1 Изучение опыта
 
Язык GPSS создавался в результате раннего опыта, накопленного при разработке имитационных моделей (Gordon 1981). И в последующее время дальнейшая эволюция GPSS, все больше основывалась на все более широком использовании опыта, совмещая это с извлечением выгоды из практических приложений. Классы GPSS и связанные с ними методы, не манна небесная, а плод исследовательского духа. Наиболее важные классы объектов (транзакты) и другие классы объектов (например, устройства, памяти и логические ключи) и их свойства (блоки) отображаются в языке имитационного моделирования элементами, которые используются в реальных вычислительных сетях и в других дискретных системах. В действительности - GPSS приспосабливается так быстро и легко, так хорошо представляет реальные дискретные системы и сделан так рано (вовремя) в истории вычислительной техники и имитационного моделирования, что все это обусловило его долголетие.
 
2.3.2 Приобретение друзей за рубежом
 
GPSS и его производные твердо заявили о себе в Германии (и восточной и западной) и еще более широко в Европе (и восточной и западной) и это помогло его более интенсивному использованию и развитию. 

Как прокладывал GPSS свою дорогу в Европе? Я уверен, что это произошло, во-первых, через публикации, сопровождаемое использованием соответствующего программного обеспечения и затем через разработку различных вариантов GPSS подобных систем, но часто с расширением возможностей. Самыми первыми публикациями, появившимися в Европе, были руководства по использованию GPSS и ассоциируются они с документацией ставшей доступной в Западной Европе после установке IBM компьютеров, начиная с середины 60-х годов (GPSS, был создан IBM в октябре 1961 года). Впервые практические применения, основанные на GPSS, были представлены в 1967 году на "Конференции по использованию GPSS" и в дальнейшем практическое имитационное моделирование в более широком понятии (не обязательно GPSS) демонстрировалось и публиковалось на этой знаменитой, ставшей ежегодной, конференции (сейчас она называется Зимняя конференция по моделированию). Затем появилась книга Джулиана Рейтмана "Моделирование приложений на компьютере" (Reitman 1971), которая в дальнейшем практически узаконила имитационное моделирование и обучение моделированию, и практическое использование, как в целом так и на GPSS в частности.

В восточной Европе (включая то, что было тогда Восточной Германией) IBM совместимые компьютеры были созданы в начале 70-х годов. Система GPSS/360 разработанная для IBM и его преемник, GPSS V могли использоваться на этих машинах. Для этих машин было разработано специальное программное обеспечение, реализующее математические методы. И оно, в том числе, включало SIMDIS (коммерческое название VOPS SIMDIS) язык дискретно событийного моделирования, созданный в Дрездене в 1972-73 годах, доработанный в 1974 как PS SIMDIS для PC и как SIMDIS - 2 в 1982 году и наконец как SIMDIS-3 в Магдебургском Университете имени Отто фон Гуерик в 1987 (Preuss 1987). SIMDIS был сделан по образцу GPSS V, после описания IBM GPSS V в руководстве пользователя. Но SIMDIS не был просто копированием GPSS V. Он был расширен за счет включения возможностей работы с базами данных. Например, в него были введены новые блоки подобно MSELECT и MCOUNT (чтобы выполнять выбор и подсчет операций в пределах строк и столбцов матриц). Кроме того, SIMDIS-3 имел интерактивные функции. Изучение и использование SIMDIS в частности и моделирования вообще также были стимулированы в Германии появлением учебника на немецком языке (Франка и Лоренца 1979). SIMDIS имел большое использование в течение 70-х и 80-ых в Восточной Германии и в (затем) Российской Федерации (включая Балтийские государства Эстонию, Латвию, и Литву) и в таких (тогда) странах Советского блока как Болгария, Чехословакия (теперь Чешская Республика и Словакия), Венгрия, Польша и Румыния. 

Почему производители вычислительных систем выбрали GPSS как наиболее приемлемый язык для создания моделей, а не один из альтернативных языков того времени (например, GASP, SIMSCRIPT, Simula)? На это есть простой ответ. GPSS был назван в начале 70-х как один из наиболее важных языков в истории языков программирования. Действительно, GPSS был удостоен десятой позиции в списке тринадцати наиболее важных языков программирования (Sammet 1972). Этот результат был достигнут в период, когда сотни новых языков и систем создавались ежегодно в Европейских и Американских университетах (Огромное большинство их давно ушло в небытие). Также помощь распространению GPSS в Европе и в других местах оказала " Красная Книга " Тома Шрайбера (Schriber 1974). Много копий этой книги (переиздававшейся приблизительно 40 раз за двадцать лет) нашли своих читателей в Европе и в других регионах мира. Красная книга также оказала непосредственное влияние на использование GPSS и его вариантов в Российской федерации и в странах советского блока в ее переводе на русский язык в 1980 году тиражом в 10000 экземпляров. Таким образом, GPSS получил много сторонников в Европе и в других местах вне Соединенных Штатов, и это было один из факторов, способствующих его долго жительства.

 
2.3.3 Расширения и обновления
 
Система GPSS "Гранд Дама" языков имитационного моделирования, она во многих случаях являлась предметом расширений и обновлений. Некоторые ключевые разработчики, получившие за это признание, находятся вместе с нами как участники дискуссии. 

Началом расширений в области интерактивных и корпоративных средств облегчающих использование GPSS при моделировании крупномасштабных систем была разработка Norden Division (в течение 60-х годов) под руководством Джулиана Рейтмана. 

Сделал GPSS быстрее и надежнее и дал ему язык управления - Джим Хенриксен в разработке GPSS/H (появился в 1977 году). 

Разработал GPSS для пользователей персональных компьютеров и создал для его новый интерактивный интерфейс и графический выход Спрингер Кокс в системе GPSS/PC (появился в 1984 году). Затем Кокс создал очень хороший Windows ориентированный GPSS World (создал для OS/2в 1994 году и в 2000 году перевел в Windows).

Реализовал простейшую и легкую в изучении версию GPSS - Ингольф Сталл в виде Micro-GPSS, появившемся в 1990 году (Stahl 1990), и WebGPSS (webgpss.hk-r.se), появившемся в 1999 году 1999 (Herper и Stahl 1999).

Разработчики подобные Рейтману, Хенриксену и Коксу внесли основные расширения в GPSS за эти годы, что также способствовало долголетию языка.

 
2.3.4 Переносимость и машинная независимость
 
В середине 70-х идея переносимости и машинной независимости стала популярной при разработке программного обеспечения. Цель переносимости и машинной независимости могла быть достигнута в случае использования Фортрана, как языка для реализации GPSS. Такая реализация была сделана в Западной Германии (Niemeyer 1972) и (Schmidt 1979) и в Восточной Германии (Lohse и Knocke 1989). Эти разработки освободили GPSS от специфики аппаратной части компьютеров, значительно расширив и сделав возможным непосредственный открытый доступ пользователям к большей части программ.

Переносимость, это достижение при одинаковом входе точно совпадающего выхода, могла быть достигнута в GPSS в пределах соответствия входных файлов и выходных результатов GPSS/H. Модели GPSS/H независимо выполнялись на мэйнфреймах, в системе Solaris и в системе DOS на PC. Это был действительно сюрприз для меня: после сравнения 100 килобайт вывода на GPSS/H в системе DOS PC и в системе UNIX результаты были абсолютно идентичны, и не было ни единой крупицы (или байта) различий.

 
2.3.5 Легкость расширения моделей
 
Общий метод в разработке имитационных приложений состоит в том, что нужно начинать с простейшей модели и затем добавлять все более и более деталей. Спецификации системы и модель системы часто растут и развиваются в течение разработки приложения. Сам GPSS хорошо приспособлен для этого. Когда обучают моделированию, используют такой же метод - сначала простейшая модель, а затем шаг за шагом усложняют ее. Снова GPSS поддерживает этот процесс отлично. Может быть, легкость в расширении моделей одна из причин, что GPSS занимает лидирующее место в обучении и обеспечивает собственное выживание в практическом моделировании?
 
2.3.6 Простота и гибкость системы ввода вывода и интерфейса
 
Система GPSS вводит данные и выводит результаты, как ASCII файлы. Это обеспечивает легкость использования этих файлов как интерфейса между другим программным обеспечением и системой GPSS или с предыдущей версией. Как пример, это приведенный ниже Proof Animation. Дополнительным примером такого интерфейса являются интерфейсы приведенные Сталлом в главе 3 (Stahl 2001). Эти средства упрощают и делают гибче ввод данных и анализ результатов и могут также служить обоснованием продолжения затрат на моделирование и на GPSS в частности.
 
2.3.7 GPSS и анимация
 
Дружба между GPSS и анимацией имеет длинную историю. Рейтман (1971, стр. 386) описал раннюю модель аэропорта на GPSS (разработанной группой Рейтмана в Norden) "рисует картинки" которые "динамически изменяются …в процессе моделирования". Это было первое использование анимации в дискретно событийном моделировании. GPSS/PC (Cox 1984), SIMFOR (Lohse and Knocke 1989) и SIMPC (Schulze 1988) показали примеры объединения GPSS с буквенно-мозаичной графикой. Интересно, что эти ссылки были сделаны в тот момент, когда графические мониторы еще не стали стандартом компьютерных систем. 

Позднее, Proof Animation (Wolverine 1993) стал важным развитием мира анимации в целом и GPSS/H анимации в частности. Пакет Proof Animation показал важнейшие примеры того, как файлы вывода GPSS/H могут быть связаны с другим программным обеспечением (потому, что ASCII являются входом в Proof Animation обеспечивая анимацию сущностью моделируемой системы). Анимация играет важную роль, когда я начинаю обучение студентов моделированию. Мой начальный материал сделан с использованием Proof Animation так как это простейшая имитационная система с графическим выводом. Эффект в том, что студенты и так очень напряжены при изучении моделирования, а им еще необходимо и рисовать!

Кроме того, Proof Animation использует векторную графику, которой придается особое внимание в Магдебургском Университете. Мы надеемся создать быструю, высококачественную анимацию для Web-представления, преобразуя формат Proof в альтернативный формат. Анимация на сегодняшний день рассматривается как обязательная компонента коммерческих имитационных систем. Тот факт, что GPSS использовал внутри себя хорошую анимацию, также является одной из причин его долголетия.

 
2.3.8 Пригодность для преподавания и изучения
 
Как упоминалось выше, GPSS модели могут быть легко расширены. Но это не одно преимущество GPSS при использовании его при преподавании и изучении. Можно привести следующие преимущества:

"Возможность избегать метод "Черного ящика" при обучении программного обеспечения имитационного моделирования. Эта простота приносит возможность понимания студентами внутренней логики и алгоритмов используемых GPSS (Schriber 1991, и Schriber и Brunner 1998).

"Существует много книг по имитационному моделированию, а также документ "Моделирование и анимация", который может быть найден на http://www.isgsim1.cs.uni-magdeburg.de/ ~pelo/s1e/sim1.shtml

"отсутствие сложных структур типа объект-класс".

"Простой интерфейс Proof Animation, который легок для понимания, изучения и использования". 

Эти причины объясняют почему, по данным обследования взятого в 1997 (Reinhard 1997), GPSS наиболее часто используемый язык имитационного моделирования в учебных курсах университетов в Германии, Австрии и в немецко-говорящей части Швейцарии. Обследование показало, что GPSS используют в 20 курсах, Simula в 16 и т.д.

 
2.3.9 Будущее
 
Разрешите завершить выступление личным взглядом на один из аспектов будущих возможностей GPSS. Этот аспект состоит в потенциале GPSS в пределах сети Интернет. GPSS в 1996 году стал одним из первых симуляторов доступных в сети (Lorenz и другие, 1997). Моделирование могло быть выполнено, а также просмотрены анимационные результаты на наших Магдебургских Web-страничках. Затем появилась В2В имитационная инициатива на узле сети http://www.b2bsim.de/, позволяющая посмотреть, что происходит в области имитационного моделирования. Много из того, что вы увидите, базируется на GPSS и некоторые вещи на Proof Animation. Заметим, однако, что В2В имитационная инициатива открыта для всех языков и систем и не ограничивается GPSS.

В этой точке развития вполне возможно GPSS может стать одним из пионеров в образовании новой сферы компьютерного бизнеса "Провайдер имитационного сервиса". База всех этих Web-разработок одна, я верю, что GPSS выживет не только ради Джеффри Гордона, человека который задумывал его, но также продолжит жизнь и ради тех его преемников, которые сидят здесь на этой дискуссии.

 
назад

вперед