АНАЛІЗ ІМОВІРНИХ ВИТОКІВ ПОМИЛОК В ОБЧИСЛЕННІ МАТЕМАТИЧНИХ МОДЕЛЕЙ БОЙОВИХ ДІЙ У КОМП’ЮТЕРНИХ СИСТЕМАХ ІМІТАЦІЙНОГО МОДЕЛЮВАННЯ
DOI:
https://doi.org/10.46972/2076-1546.2024.27.03Ключові слова:
подання чисел із плаваючою комою, математична модель, система моделювання бойових дій, архітектура комп’ютера, помилки моделювання, помилки округлення, діапазон точності чисел, стандарт ІЕЕЕ 754Анотація
На сьогодні є безліч ситуацій, коли практично провести науковий дослід або відтворити певні обставини для прийняття виваженого рішення є неможливим чи потребує значних фінансових витрат. У такому разі завжди приходять на допомогу комп’ютерні системи імітаційного моделювання, які вже тривалий час використовуються для прийняття рішень, що впливають на людські життя, планування бойових дій, напрямки розвитку видів Збройних Сил та галузей промисловості й навіть перспективи державотворення. Але фахівці у відповідних сферах, ґрунтуючись на підсумках комп’ютерних розрахунків із поданням чисел у двійковому коді з плаваючою комою, не враховують особливостей точності цих розрахунків із двійковими числами та впливу двійкової арифметики на результати імітаційного моделювання. Як правило, математичні результати комп’ютерних розрахунків прийнято вважати достовірними, хоча вони можуть містити похибку, яка залежить від апаратного забезпечення електронно-обчислювальної машини, а саме від розрядності шини процесора. Це зумовлено технічним стандартом ІЕЕЕ 754 для арифметики з плаваючою комою.
У статті проаналізовано математичні моделі, які використовуються в системах імітаційного моделювання бойових дій, та підходи до їх розв’язання. Проведено деталізацію подання бінарних чисел із плаваючою комою в комп’ютерних системах різної розрядності та визначено можливі витоки помилок у разі подання чисел у двійковому коді, а також проведено математичні розрахунки. Такий підхід дозволяє враховувати можливі межі похибок на етапі введення даних у комп’ютерні системи для обчислення та безпосередньо в ході проведення математичних розрахунків в електронно-обчислювальних системах.
Посилання
Shynkaruk, O., & Mykhailyshyn, O. (2019). Okremi aspekty zastosuvannia imitatsiinoho modeliuvannia u pidhotovtsi skladovykh sektoru bezpeky i oborony Ukrainy [Some Aspects of Simulation Modeling Usage in the Training of the Components in the Security and Defense Sector of Ukraine]. Zb. nauk. prats Nats. akademii Derzh. prykordon. sluzhby Ukrainy [Collection of Scientific Works of the National Academy of the State Border Service of Ukraine], 80 (2), 227–241 https://doi.org/10.32453/3.v80i2.201 [in Ukrainian].
Kim, B., Kang, B., Choi ,S., & Rim, T. (2017). Data Modeling Versus Simulation Modeling in the Big Data era: Case Study of a Greenhouse Control System SAGE Publications, 93 (7), 579–594. https://doi.org/10.1177%2F0037549717692866
Blake, J. (2019). Uncertainty and Error in Combat Modeling, Simulation, and Analysis: Dissertation for Philosophiae Doctor. USA. Retrieved from https://apps.dtic.mil/sti/trecms/
pdf/AD1089578.pdf
Zhang, B., Wang, Q., Wang, X., & Liang, Y. (2019). Research on Application Method of 3D Digital Simulation Technology in Spacecraft Assembly. Lecture Notes in Electrical Engineering Signal and Information Processing, Networking and Computers, 550, 400-409. https://doi.org/10.1007/978-981-13-7123-3_47
Hatledal, L. (2021). Protocols and Standard for Simulation Co-Simulation – For Demanding Maritime Operations: Dissertation for Philosophiae Doctor 03.2021. Trondheim. Retrieved from https://ntnuopen.ntnu.no/ntnu-xmlui/handle/11250/2755142
Nidhra, S., & Dondeti, J. (2012). Black Box and White Box Testing Techniques: a literature review. International Journal of Embedded Systems and Applications (IJESA), 2 (2), 29–50. http://dx.doi.org/10.5121/ijesa.2012.2204
Kasaie, P., Sohn, H., & Kendall, E. et al. (2017). Exploring the Epidemiological Impact of Universal Access to Rapid Tuberculosis Diagnosis Using Agent-Based Simulation. Winter Simulation Conference (WSC), 1097–1108. https://doi.org/10.1109/WSC.2017.8247858
Banerjee, D., Saxena, A., & Hashmi, M. et al. (2019). A Compact Dual-Band Impedance Matching Network Based on All-Pass Coupled Lines. In IEEE 61st International Midwest Symposium on Circuits and Systems (MWSCAS), 937–939. https://doi.org/10.1109/
MWSCAS.2018.8623957
Kovtun, V. (2023). Matematychni modeli viiny na osnovi rivniannia Lanchestera: vypuskna kvalifikatsiina robota bakalavra. Spets. 113 Prykladna matematyka [Mathematical Models of War Based on the Lanchester Equation: Bachelor's Final Qualifying Work. Specialization 113 Applied Mathematics.]. Kyiv. Retrieved from https://ir.library.knu.ua/handle/123456789/5757 [in Ukrainian].
Tolk, A. (2012). Engineering Principles of Combat Modeling and Distributed Simulation: Monograph. New Jersey. https://doi.org/10.1002/9781118180310.fmatter
Mikayılov, T., & Bayramov, A. (2020). Principles of Using the Mathematical Models of Combat Activities and Means of Destructions During Operational Preparation of the Troops. Suchasni informatsiini systemy [Modern Information Systems], 4 (1), 24–27. https://doi.org/10.20998/2522-9052.2020.1.04
Kress, M. (2020). Lanchester Models for Irregular Warfare. Mathematics, 8 (5), 737–752. https://doi.org/10.3390/math8050737
Fisac, J., & Sastry, S. (2015). The Pursuit-Evasion-Defense Differential Game in Dynamic Constrained Environments. In IEEE 54th Annual Conference on Decision and Control (CDC). (pp. 4549–4556). https://doi.org/10.1109/cdc.2015.7402930
Chandler, D. (1987). Introduction to Modern Statistical Mechanics: Monograph. University of California, Berkley. Retrieved from https://de.scribd.com/document/438766762/David-Chandler-Introduction-to-modern-statistical-mechanics-Oxford-University-Press-1987-pdf
Jackson, D. (1998). Classical Electrodynamics: Monograph. 3rded. Published by Wiley-VCH. Retrieved from https://ru.scribd.com/doc/48520397/Jackson-Classical-Electrodynamics-3rd-edition.
Basar, T., & Olsder, G. (1999). Dynamic Noncooperative Game Theory: Monograph. Published by Society for Industrial and Applied Mathematics. Retrieved from https://epubs.siam.org/doi/book/10.1137/1.9781611971132
Kleinrock, L. (1976). Queueing Systems. Vol. 2: Computer Applications: Monograph. Published by Wiley-Interscience, New York. https://doi.org/10.1002/net.3230070308
Bracken, M. (1995). Lanchester Models of the Ardennes Campaign. Naval Research Logistics, 42 (4), 559–577. https://doi.org/10.1002/1520-6750(199506)42:4<559::AID-NAV3220420405>3.0.CO;2-R
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
