모델링과 시뮬레이션

시스템과 모델

실시스템 -> 모델링 -> 모델 -> 시뮬레이션 -> 시뮬레이터

시뮬레이션 모델의 이용 범주

• 설명적장치 : 시스템이나 문제를 정의
• 분석도구 : 한계적 구성요소를 결정
• 설계평가도구 : 제안된 해결방안을 종합하고 평가
• 예측도구 : 미래의 개발계획을 예측

시스템

어떤 목적을 위하여 하나 이상 서로 관련된 구성요소들이 결합된 집합

• 시스템의 범위 결정
• 외적 요인들 : 포함하거나, 무시하거나, 입력변수로 한다.

 

모델 설계

쉬운 경우

• 물리적 규칙이 이용 가능하다.
• 도형적 표현이 가능하다.
• 입력/출력/구성요소의 변화가 통제가능하다.

어려운 경우

• 기본 규칙이 없다.
• 표현하기 어려운 많은 절차적 요소.
• 랜덤 구성 요소
• 정량화가 어려운 정책적인 요소
• 인간의 의사결정이 큰 영향을 주는 경우

모델링

구성요소들 간의 관계 표현

• 모델작성 목적 수립
• 시스템 영역 확정
• 모델 상세성 확정
• 평가척도 및 재설계

시뮬레이션 모델의 종류

• 결정적 모델과 확률적 모델 : 확률변수의 존재 유무로 판별
• 정적 모델과 동적 모델 : 시간의 흐름에 따라 변하는지로 판별
• 이산 모델과 연속 모델 : 데이터가 연속적인가
• 물리적 모델과 수리적 모델 : 현실에 모형을 만들었는가?

몬테칼로 시뮬레이션

랜덤값을 이용하여 함수의 값을 계산하는 방법

예) 파이 값 구하기.

시뮬레이션 특징과 과정

• 실제 구축 없이 예측 평가 가능
• 해석적 방법이 불가능한 경우 실험적 대안
• 비용이 높고 위험한 경우
• 다양한 환경 설정과 반복실험 가능
• 장시간, 단시간 시스템 연구가 가능

 

시뮬레이션 과정

1. 문제 정의
2. 모델 설계
3. 자료 수집
4. 모델 변환 : 컴퓨터 처리 형태로 변환
5. 검증 : 컴퓨터 프로그램이 정확한가?
6. 타당성 검토 : 실시스템과 모델이 일치한가?
7. 실험계획 수립
8. 실험
9. 결과 분석
10. 구현 및 문서화