Simülasyon sistemlerde devs tabanlı kavramsal modelleme ve değerlendirme

Abstract

ÖZET: DE VS, kavramsal modelleme, simülasyon, VV&A Özellikle bilgisayar yazılım ve donanım teknolojilerindeki kaydedeğer gelişmeler maliyet-etkin bir yöntem olan simülasyonun daha fazla kullanılmasına ve buna bağlı olarak büyük ölçekli, karmaşık simülasyon sistemlerinin geliştirilmesi gereksinimine yol açmıştır. Ortaya çıkan gereksinimler doğrultusunda dağıtık mimaride, modüler, tekrar kullanılabilir ve etkileşimli çalışabilir simülasyon modellerinin ve sistemlerinin geliştirilmesi için özgün metodoloji ve yaklaşımlar ortaya konulmuştur. Bu kapsamda özellikle büyük ölçekli simülasyon sistemlerinin geliştirilmesi sürecinde kavramsal analiz ve modelleme yapılarak, simülasyon modellerinin ve sistem işlevlerinin bu modellere dayandırılması öngörülmektedir. Simülasyon kavramsal modeli görev uzayı ve sistem uzayı olmak üzere iki ayrı başlık atında ele alınmaktadır. İlgili literatüre ve uygulamalara bakıldığında simülasyon kavramsal analiz ve modellemesi konusunda daha çok hangi konulan ve kavranılan içereceği ile bunlan ele alırken ve modelleri tanımlarken hangi yaklaşımlann kullanılacağına ilişkin çalışmalar yapıldığı, ancak kullanılacak somut yöntem ve gösterimler konusunda kısıtlı sayıda çalışmalann yapıldığı görülmektedir. Bu çalışma kapsamında simülasyon kavramsal analiz ve modellemesinin içeriği ve hangi genel yaklaşımlann kullanılacağı konusu da ele alınmakla birlikte, simülasyon sistemlerinin kavramsal modellenmesinde ve elde edilen modellerin değerlendirilmesinde kullanılmak üzere somut bir yöntem ortaya konulmaktadır. Bu yaklaşımda, olay tabanlı simülasyon modelleme formalizmi olan DEVS yapısı değiştirilerek, simülasyon kavramsal model içeriğine uygun yapısal bir modelleme formalizmi elde edilmiştir. Bu yapı, 'DEVS-CM' olarak adlandınlmaktadır. Aynca DEVS-CM simülasyon kavramsal modellerinin bilgisayar tabanlı olarak oluşturulması ve değerlendirilmesine (doğrulama, geçerleme analiz vb.) uygun bir çatı da bu çalışma kapsamında ortaya konulmuştur. Bu çatıda, DEVS-CM ile modellenen simülasyon kavramsal modellerinin mantıksal ve zamansal işletimi ve temporal formüllerle belirtilen davranış ve başarım özelliklerini sağlayıp sağlamadıklan değerlendirilmiştir. Bu değerlendirmede ise yapay dil ve dilbilgisi tabanlı model doğrulama yaklaşımı önerilmiştir. Ortaya konulan bu çatı ile simülasyon sistemlerinin aynntılı ön tasanm ve analizinin yapılmasına olanak sağlanarak ve sistem ırıimarisinden ve nihai sistemden geri dönüşlerin azaltılması hedeflenmektedir. Ortaya konulan yaklaşım bir radar simülasyon sisteminin geliştirilmesine dönük yapılan kavramsal modelleme ve değerlendirme çalışması ile örneklendirilmiştir.

DEVS BASED SIMULATION CONCEPTUAL MODELING AND EVALUATION SUMMARY Keywords: Conceptual modeling, DEVS, simulation, W&A In recent years, Modeling and Simulation has been evaulated as a standalone engineering discipline with its own theory and methodologies. In parallel to the significant improvement in software and hardware technology, simulation has been more and more utilised as its a cost-effective solution for many of the real life requirements.In response to the need for typically distributed, modular,reusable, and interoperable simulation models and other peripheral functions, customised modeling and simulation methods and practices has been put forward. In this context, especially for the development of complex large scale simulation systems, performing conceptual analysis and modeling and deriving system design descriptions and implementation on these models is enforced. Simulation conceptual analysis and modeling is twofolded namely mission space and simulation space conceptual modeling. When the related literature is reviewed many of the relevant study on simulation conceptual modeling are targeting the context and content as well as the guidelines on how to tackle it rather than making up and suggesting concrete methods. So it still mainly remains an art. During this study, in addition to exploring the context of simulation conceptual modeling, a concrete simulation conceptual modeling formalism called DEVS -CM, which is derived from the DEVS simulation modeling formalism, is proposed. Also a framework allowing the computerized development and evaluation of DEVS -CM simulation conceptual models for their logical and performance succes is suggested. The framework makes use of temporal logic and formal language theory for the definition and evaluation of logical and performanc properties to be satisfied by the conceptual models. This approach will promote the early analysis of simulation models' features as well as other system structures and functions, contracting the need for costly (and deadly in bigger projects!) re-examinations and revisions during simulation system detailed design and implementation.The proposed ideas and methods are exemplified in a radar simulation system development example. XI