Peter Lorenz English smaller fonts Simulation und Animation

Zielstellung und Inhalt

Die Arbeit an dem hier vorgestellten Begleitmaterial für einen Einführungskurs in Simulation und Animation ist 1995 begonnen worden. Zur Nutzung in verschiedenen Umgebungen ist es zweisprachig. Am Beginn und am Ende jeder Seite findet man einen Schalter, mit dem man zur englischen Version umschalten kann.

Zielstellung Top

Die Teilnehmer des Kurses Simulation und Animation sollen

Sie sollen am Ende des Kurses in der Lage sein, auf der Basis verfügbarer Dokumentationen und Softwaresysteme sowie des WWW-Supports

Basissoftware Top Line

Der Einführungkurs nutzt frei verfügbare Studentenversionen folgender Software:

Proof Animation™ P5 ist ein 2D-Animationssystem, das in Verbindung mit beliebigen Programmen benutzt werden kann, um sowohl Objektbewegungen darzustellen als auch die Entwicklung des Wertverlaufs von Parametern des modellierten Systems zu präsentieren. P5 ist ein Post-Run-Animationssystem, das von anderen Programmen, insbesondere Simulationsprogrammen erzeugte Ablaufdarstellungen (Animationstracefiles oder ATF-Files) als Eingangsdatei verarbeitet und in bewegte Bilder umsetzt.

Proof Animation 3D (P3D) ist die relativ neue 3D-Erweiterung von P5. 3D-Modelle von Szenen oder Objektklassen können modelliert oder importiert und mit ATF-Files bewegt werden.

GPSS/H ist ein langjährig bewährtes Softwaresystem für diskrete transaktionsorientierte Simulation. GPSS/H ist ein besonders schnelles Simulationssystem, das auch bei überdurchschnittlichen Modellgrößen relativ wenig Abarbeitungszeit benötigt, deshalb große Serien von Wiederholungen mit veränderten Zufallszahlen oder Parametern erlaubt und so zum Experimentieren gut geeignet ist. GPSS/H wird im Rahmen dieses Kurses als Simulationssystem benutzt, mit dem Modelle konstruiert und Animationstracefiles geschrieben werden.

SLX (Simulation Language with eXtensibility) ist ein erweiterbares, extrem schnelles Simulationssystem für höchste Anforderungen an Laufzeit und Modellgröße. Die Grundlagen von SLX sind für Kenner der Sprache C leicht erlernbar.

Für die vorgestellten Systeme sind Studentenversionen verfügbar. Alle vorgestellten Systeme sind Produkte der Wolverine Software Corporation. Die Studentenversionen können von der Webseite dieses Unternehmens kostenfrei heruntergeladen werden.

GPSS/H, P5, P3D and SLX sind MS-Windows-Applikationen. Um die in diesem Text enthaltenen Beispiele nachzuvollziehen und um die gestellten Aufgaben zu lösen, müssen sie lokal, d. h. auf dem PC des Nutzers, installiert sein.

Studenten der Universität Magdeburg haben darüber hinaus die Berechtigung, die professionelle Version von GPSS/H auf einem Server zu nutzen.

Inhaltsverzeichnis Top Line

Gesamtübersicht
Inhalt
1.Einführung in Modellierung, Simulation und Animation.
2.Proof Animation™.
3.GPSS/H als Programmiersprache.
4.GPSS/H-Bedienungsmodelle.
5.GPSS/H-Steuerungskonzepte.
Anhang/Index
Kontrollfragen
Scheine und Prüfungen
Termine
1. Einführung in Modellierung, Simulation und Animation
1.1.Modelle und Modellierung
1.2.Simulation
1.3.Animation
1.4.Geschichte von S&A an der Universität Magdeburg
2. Proof Animation™
2.1.2D-Animation mit Proof 5
2.2.3D-Animation mit Proof 3D
2.3.Debugging
2.4.Präsentationen
2.5.Galerie Magdeburger Animationen
3. GPSS/H als Programmiersprache
3.1.Konstanten und Ampervariablen
3.2.Ausdrücke
3.3.Anweisungen
3.4.Ein- und Ausgaben
3.5.Standardattribute
3.6.Funktionen
3.7.Variablen
3.8.Zufallszahlen
3.9.Graphische Darstellung von Daten
4. GPSS/H-Bedienungsmodelle
4.1.Transaktionen und Einrichtungen
4.2.Blöcke, Steueranweisungen und Compilerdirektiven
4.3.Warteschlangen und Speicher
4.4.Logikschalter und Verzweigungen
4.5.Attribute von Transaktionen
4.6.Suchen, Zählen und Klassifizieren
5. GPSS/H-Steuerungskonzepte
5.1.GPSS/H Makros und Subroutinen
5.2.Interne Steuerung von GPSS/H
5.3.Vorrangbelegung und Nutzerketten
5.4.Verbände und Gruppen
5.5.Steuerung von Experimenten
Appendix
Blöcke
Steueranweisungen
Standardattribute
Modellelementklassen
Programmbeispiele
Präsentationskommandos
GPSSH-Debugging

Kapitelinhaltsübersichten Top Line

1. Einführung in Modellierung, Simulation und Animation

Hier werden Grundbegriffe der Modellierung, Simulation und Animation eingeführt. Behandelte Aspekte und Themen: Geschichte der Modellierung, Modellierung und Simulation, Simulation und Animation, Gründe für und gegen die Methode der Modellierung, Ziele der Modellnutzung, Analogieschlüsse zur Übertragung von Erkenntnissen aus Modellexperimenten auf Originalsysteme.

2. Proof Animation™

Eine Einführung in die 2D-Animation erfolgt am Beispiel von Proof Animation™ P5. Mit diesem System kann man auf gewohnte, interaktive, intuitiv erlernbare Weise maßstabstreue Bilder oder Layouts realer Systemen gestalten und in Layoutfiles(name.LAY) speichern. Man definiert im Layout Objektklassen.

In Animationstracefiles (name.ATF) kann man die Erzeugung und die Bewegung von Objekten dieser Klassen beschreiben. ATF-Files sind Text-Files, die mit beliebiger Software (z.B. einem Texteditor, Basic, Java, C oder fast jedem Simulationssystem) erzeugt werden können.

Wege, Nachrichten (Messages), Balkengraphiken (Bars) und Diagramme (Plots) sind weitere, in Proof Animation™ angebotene spezielle Objektklassen, die sich im Layoutfile spezifizieren und durch Anweisungen im Tracefile modifizieren lassen.

Proof Animation™ hat schließlich sein eigenes, leicht handhabbares Präsentationssystem, um fertige Animationen mit Bildern zu schmücken und gewünschte Szenen in Menüs zur Auswahl anzubieten.

3. GPSS/H als Programmiersprache

GPSS ist eines der klassischen, bereits Anfang der sechziger Jahre entworfenen Simulationssysteme. Es wird hier als Beispiel eines universell nutzbaren, auf kein bestimmtes Anwendungsgebiet spezialisierten Simulationssystems eingeführt.

In diesem Abschnitt wird eine Einführung in GPSS/H, ein gegenüber dem Original erweiterte GPSS-Version, zunächst auf die enthaltene Basis-Programmiersprache beschränkt. Die einfache, Basic-ähnliche Sprache wird zuerst dazu benutzt, Animationstracefiles für leicht zu bearbeitende Aufgabenstellungen zu schreiben. Später dient sie vorrangig zur Steuerung von Simulationsexperimenten.

4. GPSS/H-Bedienungsmodelle

GPSS wird nun in seiner ursprünglichen Orientierung auf die Modellierung von Bedienungssystemen und -netzen eingeführt. Transaktionen, Bedienungseinrichtungen, Warteschlangen und Speicher werden als Modellelementklassen vorgestellt. Blöcke beschreiben die Wege der Transaktionen durch ein System.

Auch hier wird die Erzeugung von Animationstracefiles behandelt, welche die Funktionsweise von Bedienungssystemen und -netzen und den Fluss der Transaktionen visuell erfassbar machen.

5. GPSS/H-Steuerungskonzepte

GPSS ist heute weit über seine ursprüngliche Funktion als Simulationssystem für Bedienungsnetze hinausgewachsen. Es ist ein universelles, für beliebig komplizierte Systeme geeignetes Simulationssystem. In diesem Abschnitt erfolgt eine Einführung in sein Nutzerketten- und Gruppenkonzept, in Makro- und Unterprogrammtechniken und in sein internes Steuerungssystem.


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Last Modified Mon 02-18-13 10:47 GMT Valid CSS!

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