1106104 SİSTEM SİMÜLASYONU Yrd Doç. Dr. Sırma Yavuz Çarşamba 13:00-15:30 (F-19) Ofis: B Blok - Kat 4 Donanım Lab. Ofis Saatleri : Çarşamba 16:00-17:00 Ders İçeriği Simülasyona Giriş: Simülasyonun avantaj ve dezavantajları, uygulama alanları Sistem-sistem modeli tipleri - Ayrık-olay simülasyonu Simülasyon Örnekleri: Kuyruk sistemleri - Envanter sistemleri Genel Prensipler Simülasyon Yazılımları- İstatiksel analiz araçları Matematiksel ve İstatiksel Modeller: Simülasyonda istatiksel modeller -Kuyruk modelleri Rasgele Sayı ve Rasgele Değişken Üretme Teknikleri Simülasyon Verilerinin Analizi - Girişlerin modellenmesi Simülasyon modelleri için doğrulama ve sağlama - Çıktı analizi Bilgisayar Ağlarının Simülasyonu 1
Kaynaklar ve Değerlendirme Banks, Carson, Nelson and Nicol - Discrete Event System Simulation - 4th Edition - Prentice Hall Ödevler %30 Proje Önerisi %10 Proje Modeli %20 Final Proje (rapor+sunum)%40 Ödev soruları/konuları sınıfta tartışılacaktır, herkesin buna hazırlıklı olarak derse gelmesi beklenmektedir. Olası proje konuları size verilecektir ancak projeyi nasıl gerçekleştireceğinize dair tekrar ayrıntılı bir öneri hazırlamanız gerekmektedir. Simülasyon Nedir? Simülasyon, gerçek hayattaki bir sitemin veya sürecin çalışmasının taklit edilmesidir (genellikle bilgisayar üzerinde). Simülasyon, sistemin yapay geçmişinin üretilmesine ve gerçek sistemin karakteristik özelliklerine dair çıkarımlar yapmak üzere bu geçmişin gözlemlenmesine olanak verir. 2
Simülasyon Nedir? Simülasyon gerçek hayattaki pek çok sorun için vazgeçilmez bir problem çözme aracıdır. Simülasyon sistemin davranışını tanımlamak ve analiz etmek ve...olursa ne olur? sorularına cevap vermek için kullanılır. Simülasyon Nedir? Simülsyonun gerçek gücü analitik bir model oluşturmayı düşünmeenin bile imkansız olduğu karmaşık sitemler üzerinde görülebilir. Sistemin belli bölümleri analitik olarak ifade edilebilirken diğer bölümleri deneysel verileri kullanabilir... 3
Farklı Simülasyon Tipleri Statik Dinamik Zamanın model içinde rolü var mı? Sürekli Ayrık Durum sürekli mi değişiyor yoksa zamanda ayrık noktalardamı? Deterministik Rasgele (stokastik) Herşey kesin mi, belirsizliğe yer var mı? En işlevsel modeller: Dinamik, ayrık, rasgele Simülasyonda Kullanılan Araçlar Genel-Amaçlı programlama dilleri (C, Java, Fortran, Pascal vs....) Tamamen esnek, hata ihtimali, vakit alıcı Destek paketleri, alt rutinler Tablolama programları 4
Simülasyonda Kullanılan Araçlar Simülasyon Dilleri, Özel Amaçlı ve Diğer Simülatörler: AutoMod Arena, Extend, Flexsim... CSIM (C, C++ tabanlı) SimPy (Python tabanlı, açık kaynak) GPSS, SIMSCRIPT, SLAM, SIMAN... 1- Problem Sağduyulu bir Analiz ile Çözülebiliyorsa: Arabaları için taşıt vergisi ödemek isteyen saatte 100 müşteri, rasgele olarak bankaya varmaktadır. İlgili memurun her müşteri için harcadığı süre değişmekle birlikte ortalama 5 dakikadır. 5
Durumu kontrol altında tutabilmek için en az 9 görevli gerekir. (5dk*100/60dk) Daha fazla görevli olursa müşterilerin bekleme süresi kısalacaktır. Bu problem simülasyonla da Çözülebilirdi ama bu çözüm için kod yazmak ve çalıştırmak daha uzun sürerdi! 2- Problem Analitik Olarak Çözülebiliyorsa: Kararlı hal kuyruk modelleri, raslantısal envanter modelleri gibi kapalı form denklemler ile çözülebilen durumlarda simülasyon daha pahalı bir yöntemdir. 6
3- Gerçek Sistem Üzerinde Değişiklik ve Deney yapmak Daha Kolaysa: Bu seçenek bariz görünmekle birlikte gözden kaçabilir: Arabaya servis seçeneği olan bir restoran için detaylı bir model oluşturulup ikinci bir servis penceresi açmanın servis süresine ne kadar katkı sağlayacağını belirlemek için bir çalışma yapılmış ve modelin tamamlanması haftalar sürmüştür. Öte yandan rakip bir restoran aynı fikri test etmek için ikinci bir elemanına uzaktan ses iletişimi kuracak bir cihaz vererek çalışmayı birkaç gün içinde tamamlamıştır. 4- Simülasyon Maliyeti Sağlanacak Kazancın Üzerinde ise: Hemen hemen tüm simülasyon projelerinin nitel faydaları olmakla birlikte mliyetler elde edilmesi umulan maddi fayda ile kıyaslanmalıdır. 7
Simülasyon projelerinin maliyetlerinin hesabında göz önüne alınması gereken faktörler: Proje planlama, problem tanımlama ve sürecin dökümante edilmesi, Model geliştirme ve test etme, Veri toplama, gözden geçirme, formatlama, Deneme ve analizler, Modelde olası yeniliklerin ve genişletmelerin yapılması Projenin dökümante edilmesi ve sunumu 5- Proje için Yeterli Kaynaklar Mevcut Değilse: Başarılı bir simülasyon projesinin tamamlanması için gerekli ana kaynaklar: İnsan-Yazılım-Bilgisayar-Para En önemli bileşen doğru detay seviyesini seçecek ve modeli oluşturacak insan(lar)dır. 8
6- Model sonuçlarından Faydalanmaya Yetecek Süre Yoksa: Proje süresi çok kısa, Modelin geliştirilmesi ve testi çok uzun. Simülasyon modeli istenen cevapları verebilecek kadar detaylı olmalı ama çok detaylı da olmamalı! 7- Gerekli Veriler Hatta Tahmin Bile Yoksa: Simülasyon projesinin tasarım aşamasında projeden beklentileri karşılayacak ve proje için planlanan detay seviyesini karşılayacak verilerin var olup olmadığı, yoksa nasıl elde edilebileceği araştırılmalıdır. 9
8- Modelin Doğrulanması ve Sağlaması Yapılamıyorsa: Validate (onay-ispat) Verify (onay-denetleme) Modeli test senaryoları karşısında doğrulamak için kullanışlı veriler mevcut olmayabilir. Yeterli zaman olmayabilir... 9- Projeden Beklentiler Karşılanabilir Düzeyde Değilse: Modeller ancak gözönüne aldıkları problemler ile ilgili sorulara cevap verebilir. Deneyimsiz yöneticiler sistem bir kez modellendiğinde sordukları tüm sorulara cevap alabileceklerini düşünebilirler! 10
10- Sistem Davranışı çok Karmaşık ise veya Sistem Modellenebilir değilse: Özellikle insan davranışının sistemin önemli bir parçası olması durumunda karşımıza çıkar. Normal bir günün simülasyonu yapıldığında model sonuçları sağlıklı iken acil durum senaryolarının Tümüyle tanımlanması veya modellenmesi İmkansız olabilir. Sonraki Ders için Ödev Literatürden bir adet - Az kullanışlı veya - Çok kullanışlı orta seviyede detaylı veya - büyük çaplı ve detaylı olarak niteleyebileceğiniz bir simülasyon çalışması örneği seçiniz. Çalışmaya ait referans, kısa özet, kısa yorumlarınız-notlarınız (1-2 sayfa) 11