DEVS
डी. ई. वी. एस. संक्षेपी विविक्त घटना प्रणाली विनिर्देशन सामान्य प्रणालियों के प्रतिरूपण और विश्लेषण के लिए एक मॉड्यूलर और पदानुक्रमित औपचारिकता है जो विविक्त घटना प्रणालियाँ हो सकती हैं जिन्हें अवस्था संक्रमण तालिकाओं द्वारा वर्णित किया जा सकता है, और निरंतर अवस्था प्रणालियाँ जिन्हें विभेदक समीकरणों द्वारा वर्णित किया जा सकता है, और संकर निरंतर स्थिति और विविक्त घटना प्रणालियाँ। डी. ई. वी. एस. एक समयबद्ध कार्यक्रम प्रणाली है। इतिहास डी. ई. वी. एस. असतत घटना प्रणालियों (डी. ई. एस.) के प्रतिरूपण और विश्लेषण के लिए एक औपचारिकता है। डी. ई. वी. एस. औपचारिकता का आविष्कार बर्नार्ड पी. ज़िगलर ने किया था, जो एरिजोना विश्वविद्यालय में एमेरिटस प्रोफेसर हैं। डी. ई. वी. एस. को 1976 में ज़िगलर की पहली पुस्तक, थ्योरी ऑफ मॉडलिंग एंड सिमुलेशन में जनता के सामने पेश किया गया था, जबकि ज़िगलर मिशिगन विश्वविद्यालय में एक सहयोगी प्रोफेसर थे। डी. ई. वी. एस. को मूर मशीन औपचारिकता के विस्तार के रूप में देखा जा सकता है, जो एक सीमित अवस्था स्वचालित है जहां आउटपुट केवल वर्तमान स्थिति द्वारा निर्धारित किए जाते हैं (और सीधे इनपुट पर निर्भर नहीं होते हैं)। विस्तार प्रत्येक राज्य [ज़िगलर76] के साथ एक जीवनकाल को जोड़कर किया गया था, जो एक ऑपरेशन के साथ एक पदानुक्रमित अवधारणा प्रदान करता है, जिसे कपलिंग [ज़िगलर84] कहा जाता है। चूँकि प्रत्येक अवस्था का जीवनकाल एक वास्तविक संख्या (अधिक सटीक रूप से, गैर-नकारात्मक वास्तविक) या अनंत है, इसलिए इसे असतत समय प्रणालियों, अनुक्रमिक मशीनों और मूर मशीनों से अलग किया जाता है, जिसमें समय को गैर-नकारात्मक पूर्णांकों द्वारा गुणा किए गए टिक समय द्वारा निर्धारित किया जाता है। इसके अलावा, जीवनकाल एक यादृच्छिक चर हो सकता है; उदाहरण के लिए किसी दिए गए राज्य के जीवनकाल को तेजी से या समान रूप से वितरित किया जा सकता है। डी. ई. वी. एस. के अवस्था संक्रमण और उत्पादन कार्य भी यादृच्छिक हो सकते हैं। ज़िगलर ने 1984 में डी. ई. वी. एस. मॉडल अनुकरण के लिए एक पदानुक्रमित एल्गोरिथ्म का प्रस्ताव रखा [ज़िगलर84] जिसे 1987 में सिमुलेशन पत्रिका में प्रकाशित किया गया था। तब से, डी. ई. वी. एस. से कई विस्तारित औपचारिकताएं अपने स्वयं के उद्देश्यों के साथ शुरू की गई हैंः संयुक्त निरंतर और असतत घटना प्रणालियों के लिए डी. ई. एस. एस./डी. ई. वी. एस., समानांतर डी. ई. एस. के लिए पी-डी. ई. वी. एस., डी. ई. एस. के टुकड़ों में निरंतर स्थिति प्रक्षेपवक्र मॉडलिंग के लिए जी-डी. ई. वी. एस., वास्तविक समय डी. ई. एस. के लिए आर. टी.-डी. ई. वी. एस., सेलुलर डी. ई. एस. के लिए सेल-डी. ई. वी. एस., अस्पष्ट डी. ई. एस. के लिए फजी-डी. ई. वी. एस., डी. ई. एस. के लिए गतिशील संरचना डी. ई. वी. एस. अपनी युग्मन संरचनाओं को गतिशील रूप से बदलते हुए, और इसके विस्तार के अलावा, सिस्टम गुणों की निर्णायकता प्राप्त करने के लिए एस. पी.-डी. ई. वी. एस. और एफ. डी.-डी. ई. वी. एस. जैसे कुछ उपवर्गों पर शोध किया गया है। मॉड्यूलर और पदानुक्रमित मॉडलिंग विचारों के साथ-साथ इसकी अनुकरण-आधारित विश्लेषण क्षमता के कारण, डी. ई. वी. एस. औपचारिकता और इसकी विविधताओं का उपयोग इंजीनियरिंग के कई अनुप्रयोगों (जैसे हार्डवेयर डिजाइन, हार्डवेयर/सॉफ्टवेयर कोडसाइन, संचार प्रणाली, विनिर्माण प्रणाली) और विज्ञान (जैसे जीव विज्ञान और समाजशास्त्र) में किया गया है। डी. ई. वी. एस. औपचारिकता में प्रणाली व्यवहार को इनपुट और आउटपुट घटनाओं के साथ-साथ अवस्थाओं का उपयोग करके वर्णित किया जाता है। उदाहरण के लिए, अंजीर के पिंग-पोंग खिलाड़ी के लिए। 1, इनपुट घटना 'प्राप्त करें' है और आउटपुट घटना 'भेजें' है। प्रत्येक खिलाड़ी, ए, बी, के अपने राज्य हैंः भेजें और प्रतीक्षा करें। सेंड स्टेट में गेंद को वापस भेजने में 0.1 सेकंड का समय लगता है जो कि आउटपुट घटना है! सेंड, जबकि प्रतीक्षा स्थिति तब तक रहती है जब तक कि खिलाड़ी को गेंद प्राप्त नहीं हो जाती जो कि इनपुट घटना है? रिसीव। पिंग-पोंग खेल की संरचना दो खिलाड़ियों को जोड़ना हैः प्लेयर ए आउटपुट इवेंट! सेंड को प्लेयर बी इनपुट इवेंट? रिसीव में प्रेषित किया जाता है, और इसके विपरीत। क्लासिक डी. ई. वी. एस. औपचारिकता में परमाणु डी. ई. वी. एस. प्रणाली के व्यवहार को दर्शाता है, जबकि युग्मित डी. ई. वी. एस. प्रणाली की संरचना का वर्णन करता है। निम्नलिखित औपचारिक परिभाषा क्लासिक DEVS [ZKP00] के लिए है। इस लेख में, हम समय आधार का उपयोग करेंगे, जो कि गैर-नकारात्मक वास्तविक संख्याओं का समूह है; विस्तारित समय आधार, जो कि गैर-नकारात्मक वास्तविक संख्याओं और अनंत का समूह है। परमाणु DEVS एक परमाणु DEVS मॉडल को 7-टुपल के रूप में परिभाषित किया गया है जहां इनपुट घटनाओं का सेट है; आउटपुट घटनाओं का सेट है; अनुक्रमिक अवस्थाओं का सेट है (या आंशिक अवस्थाओं का सेट भी कहा जाता है); प्रारंभिक स्थिति है; समय अग्रिम कार्य है जिसका उपयोग किसी राज्य के जीवनकाल को निर्धारित करने के लिए किया जाता है; बाहरी संक्रमण कार्य है जो परिभाषित करता है कि कैसे एक इनपुट घटना प्रणाली की स्थिति को बदलती है, कुल अवस्थाओं का सेट कहां है, और अंतिम घटना के बाद से बीत चुका समय है; आंतरिक संक्रमण कार्य है जो परिभाषित करता है कि प्रणाली की स्थिति आंतरिक रूप से कैसे बदलती है (जब बीत चुका समय स्थिति के जीवनकाल तक पहुंचता है); आउटपुट कार्य है जहां एक मूक घटना या एक अनऑब्स है। यह कार्य परिभाषित करता है कि कैसे प्रणाली की एक स्थिति एक उत्पादन घटना उत्पन्न करती है (जब बीत चुका समय राज्य के जीवनकाल तक पहुंच जाता है); पिंग-पोंग खिलाड़ियों के लिए परमाणु DEVS मॉडल आकृति के खिलाड़ी A के लिए परमाणु DEVS मॉडल। 1 खिलाड़ी = ऐसा दिया जाता है कि खिलाड़ी ए और खिलाड़ी बी दोनों परमाणु डी. ई. वी. एस. मॉडल हैं। परमाणु डी. ई. वी. एस. का व्यवहार सीधे शब्दों में कहें तो दो मामले हैं कि एक परमाणु डी. ई. वी. एस. मॉडल अपनी स्थिति को बदल सकता हैः (1) जब कोई बाहरी इनपुट प्रणाली में आता है; (2) जब बीत चुका समय उस जीवनकाल तक पहुंच जाता है जिसके द्वारा परिभाषित किया जाता है। ((2) के एक ही समय में, एक आउटपुट उत्पन्न करता है जिसे परिभाषित किया जाता है।) .. परमाणु डी. ई. वी. एस. मॉडल के औपचारिक व्यवहार विवरण के लिए, पेज बिहेवियर ऑफ डी. ई. वी. एस. देखें। परमाणु डी. ई. वी. एस. मॉडल के व्यवहार को लागू करने के लिए कंप्यूटर एल्गोरिदम परमाणु डी. ई. वी. एस. के लिए सिमुलेशन एल्गोरिदम में उपलब्ध हैं। युग्मित डी. ई. वी. एस. युग्मित डी. ई. वी. एस. परिभाषित करता है कि कौन से उप-घटक इसके हैं और वे एक दूसरे के साथ कैसे जुड़े हुए हैं। एक युग्मित DEVS मॉडल को एक 8-टुपल के रूप में परिभाषित किया गया है जहां इनपुट घटनाओं का सेट है; आउटपुट घटनाओं का सेट है; उप-घटकों का नाम सेट है; उप-घटकों का सेट है जहां प्रत्येक के लिए या तो एक परमाणु DEVS मॉडल या एक युग्मित DEVS मॉडल हो सकता है। बाहरी इनपुट कपलिंग का सेट है; आंतरिक कपलिंग का सेट है; बाहरी आउटपुट कपलिंग फ़ंक्शन है; टाई-ब्रेकिंग फ़ंक्शन है जो परिभाषित करता है कि एक साथ होने वाली घटनाओं के सेट से घटना का चयन कैसे किया जाए; पिंग-पोंग गेम के लिए युग्मित DEVS मॉडल अंजीर का पिंग-पोंग गेम है। 1 को एक युग्मित DEVS मॉडल के रूप में मॉडल किया जा सकता है जहाँ;;; ऊपर के रूप में वर्णित है;;; और। युग्मित डी. ई. वी. एस. का व्यवहार सीधे शब्दों में कहें तो परमाणु डी. ई. वी. एस. वर्ग के व्यवहार की तरह, एक युग्मित डी. ई. वी. एस. मॉडल अपने घटकों की स्थितियों को बदल देता है (1) जब कोई बाहरी घटना आती है; (2) जब घटकों में से एक अपनी आंतरिक स्थिति संक्रमण को निष्पादित करता है और अपना उत्पादन उत्पन्न करता है। दोनों मामलों (1) और (2) में, एक प्रेरक घटना सभी प्रभावों को प्रेषित की जाती है जिन्हें युग्मन सेट और द्वारा परिभाषित किया जाता है। युग्मित डी. ई. वी. एस. के व्यवहार की औपचारिक परिभाषा के लिए आप युग्मित डी. ई. वी. एस. के व्यवहार का उल्लेख कर सकते हैं। युग्मित डी. ई. वी. एस. मोड के व्यवहार को लागू करने के लिए कंप्यूटर एल्गोरिदम युग्मित डी. ई. वी. एस. के लिए सिमुलेशन एल्गोरिदम में उपलब्ध हैं। विश्लेषण विधियाँ विविक्त घटना प्रणालियों के लिए अनुकरण डी. ई. वी. एस. मॉडल का अनुकरण एल्गोरिदम दो मुद्दों पर विचार करता हैः समय समन्वय और संदेश प्रसार। डी. ई. वी. एस. का समय समन्वय सभी मॉडलों को समान वर्तमान समय के लिए नियंत्रित करने के लिए है। हालांकि, एक कुशल निष्पादन के लिए, एल्गोरिथ्म वर्तमान समय को सबसे जरूरी समय पर ले जाता है जब कोई घटना अपने आंतरिक अवस्था संक्रमण के साथ-साथ इसके उत्पादन उत्पादन को निष्पादित करने के लिए निर्धारित होती है। संदेश प्रसार एक प्रेरक संदेश को प्रसारित करने के लिए है जो एक युग्मित DEVS मॉडल में परिभाषित किए गए संबंधित युग्मों के साथ एक इनपुट या आउटपुट घटना हो सकती है। अधिक विस्तृत जानकारी के लिए, पाठक परमाणु डी. ई. वी. एस. के लिए अनुकरण एल्गोरिदम और युग्मित डी. ई. वी. एस. के लिए अनुकरण एल्गोरिदम का उल्लेख कर सकते हैं। निरंतर अवस्था प्रणालियों के लिए अनुकरण एक परिमाणीकरण विधि की शुरुआत करके जो एक निरंतर खंड को एक टुकड़ों में स्थिर खंड के रूप में प्रस्तुत करती है, डी. ई. वी. एस. निरंतर अवस्था प्रणालियों के व्यवहार का अनुकरण कर सकता है जो विभेदक बीजगणितीय समीकरणों के नेटवर्क द्वारा वर्णित हैं। यह शोध 1990 के दशक में ज़िगलर द्वारा शुरू किया गया था और 2000 के दशक में प्रो. कोफ़मैन और डॉ. नुटारो द्वारा कई गुणों को स्पष्ट किया गया है। 2006 में, प्रो. सेलियर, जो कंटीन्यूअस सिस्टम मॉडलिंग [सेलियर91] के लेखक हैं, और प्रो. कोफ़मैन ने एक पाठ्य पुस्तक, कंटीन्यूअस सिस्टम सिमुलेशन [सीके06] लिखी, जिसमें अध्याय 11 और 12 में यह बताया गया है कि कैसे डी. ई. वी. एस. कंटीन्यूअस स्टेट सिस्टम का अनुकरण करता है। डॉ. नुटारो की पुस्तक [नुटारो10] में निरंतर राज्य प्रणालियों के असतत घटना अनुकरण को भी शामिल किया गया है। विविक्त घटना प्रणालियों के लिए सत्यापन नमूना-आधारित अनुकरण विधि के खिलाफ एक वैकल्पिक विश्लेषण विधि के रूप में, एक संपूर्ण उत्पन्न करने वाला व्यवहार दृष्टिकोण, जिसे आमतौर पर सत्यापन कहा जाता है, को डी. ई. वी. एस. मॉडल के विश्लेषण के लिए लागू किया गया है। यह सिद्ध किया गया है कि किसी दिए गए डी. ई. वी. एस. मॉडल (विशेष रूप से एक युग्मित डी. ई. वी. एस. मॉडल) की अनंत अवस्थाओं को व्यवहार की दृष्टि से समरूपी परिमित संरचना द्वारा अमूर्त किया जा सकता है, जिसे पहुंच ग्राफ कहा जाता है, जब दिया गया डी. ई. वी. एस. मॉडल डी. ई. वी. एस. का एक उप-वर्ग है जैसे कि अनुसूची-संरक्षित डी. ई. वी. एस. (एस. पी.-डी. ई. वी. एस.), परिमित और निर्धारक डी. ई. वी. एस. (एफ. डी.-डी. ई. वी. एस.) [एच. जेड09], और परिमित और वास्तविक समय डी. ई. वी. एस. (एफ. आर. टी.-डी. ई. वी. एस.) [ह्वांग12]। नतीजतन, रीचेबिलिटी ग्राफ के आधार पर, (1) डेड-लॉक और लाइव-लॉक स्वतंत्रता गुणात्मक गुणों के रूप में एस. पी.-डी. ई. वी. एस. [ह्वांग05], एफ. डी.-डी. ई. वी. एस. [एच. जेड06], और एफ. आर. टी.-डी. ई. वी. एस. [ह्वांग12] के साथ निर्णायक हैं; और (2) मात्रात्मक गुण के रूप में न्यूनतम/अधिकतम प्रसंस्करण समय सीमा 2012 तक एस. पी.-डी. ई. वी. एस. के साथ निर्णायक हैं। डी. ई. वी. एस. विस्तार (सुपरक्लासिंग) के परिवर्तन पिछले दशकों में क्लासिक डी. ई. वी. एस. औपचारिकता के कई विस्तार विकसित किए गए हैं। उनमें से औपचारिकताएं जो अनुकरण समय के विकसित होने के दौरान मॉडल संरचनाओं को बदलने की अनुमति देती हैं। जी-डी. ई. वी. एस. [जिआम्बियासी01] [ज़ाचारेविक्ज़08], समानांतर डी. ई. वी. एस., गतिशील संरचना डी. ई. वी. एस., सेल-डी. ई. वी. एस. [वेनर09], डी. आई. एन. डी. ई. वी. एस., फ़ज़ी-डी. ई. वी. एस., जी. के.-डी. ई. वी. एस., एम. एल.-डी. ई. वी. एस., प्रतीकात्मक डी. ई. वी. एस., रियल-टाइम डी. ई. वी. एस., आर. ओ.-डी. ई. वी. एस. प्रतिबंध (उपवर्गीकरण) कुछ उप-वर्ग हैं जिन्हें अनुसूची-संरक्षित डी. ई. वी. एस. (एस. पी.-डी. ई. वी. एस.) और परिमित और निर्धारक डी. ई. वी. एस. (एफ. डी.-डी. ई. वी. एस.) के रूप में जाना जाता है जिन्हें सत्यापन विश्लेषण का समर्थन करने के लिए नामित किया गया था। एस. पी.-डी. ई. वी. एस. और एफ. डी.-डी. ई. वी. एस. जिनकी अभिव्यक्ति ई. (एस. पी.-डी. ई. वी. एस.) ई. (एफ. डी.-डी. ई. वी. एस.) ई. (डी. ई. वी. एस.) है जहां ई. (औपचारिकता) औपचारिकता की अभिव्यक्ति को दर्शाता है। डी. ई. वी. एस. संबंधित लेख घटना खंड समयबद्ध घटना प्रणाली डी. ई. वी. एस. के सत्यापन योग्य उप-वर्ग एस. पी.-डी. ई. वी. एस., एफ. डी.-डी. ई. वी. एस. परमाणु डी. ई. वी. एस. का व्यवहार युग्मित डी. ई. वी. एस. का व्यवहार परमाणु डी. ई. वी. एस. के लिए अनुकरण एल्गोरिदम युग्मित डी. ई. वी. एस. के लिए अनुकरण एल्गोरिदम अन्य औपचारिकताएँ स्वचालित सिद्धांतः राज्य संक्रमण प्रणालियों के लिए एक औपचारिक विधि सीमित राज्य मशीनः घटनाओं के सीमित सेट और राज्यों के साथ एक राज्य संक्रमण मशीन पेट्री नेट्सः राज्य और संक्रमण संबंधों का एक चित्रमय प्रतिनिधित्व मार्कोव श्रृंखलाः एक यादृच्छिक प्रक्रिया जिसमें भविष्य वर्तमान स्थिति विनिर्देश और विवरण भाषा द्वारा निर्धारित किया जाएगाः एस. डी. एल., एक औपचारिक पूर्ण और असंदिग्ध फुटनोट्स संदर्भ [सेलियर91] [सी. के. 06] [जिआम्बियासी01] जिआम्बियासी एन., एस्कूड बी. घोष एस. "जनरलाइज्ड डिस्क्रीट इवेंट सिमुलेशन ऑफ डायनेमिक सिस्टम्स", एससीएस लेनदेन के अंक 4: हाल ही में डी. ई. वी. एस. कार्यप्रणाली में प्रगति-भाग II, खंड। 18, पृ. 216-229, दिसंबर 2001 [ह्वांग05] एम. एच. ह्वांग, "ट्यूटोरियलः अनुसूची-संरक्षित डी. ई. वी. एस. पर आधारित वास्तविक समय प्रणाली का सत्यापन", 2005 डी. ई. वी. एस. संगोष्ठी की कार्यवाही, सैन डिएगो, अप्रैल। 2-8,2005, [HZ06] एम. एच. ह्वांग और बी. पी. ज़िगलर, "ए मॉड्यूलर वेरिफिकेशन फ्रेमवर्क यूजिंग फाइनाइट एंड डिटरमिनिस्टिक डी. ई. वी. एस"., प्रोसीडिंग्स ऑफ 2006 डी. ई. वी. एस. सिम्पोजियम, पी. पी. 57-65, हंट्सविले, अलबामा, यू. एस. ए., [एच. जेड09] एम. एच. ह्वांग और बी. पी. ज़िगलर, "रीचेबिलिटी ग्राफ ऑफ फाइनाइट एंड डिटरमिनिस्टिक डी. ई. वी. एस. नेटवर्क्स", आई. ई. ई. ई. ट्रांजैक्शंस ऑन ऑटोमेशन साइंस एंड इंजीनियरिंग, वॉल्यूम 6, अंक 3,2009, पी. 454-467, [ह्वांग12] एम. एच. ह्वांग, "फाइनाइट और रियल-टाइम डी. ई. वी. एस. नेटवर्क का गुणात्मक सत्यापन", मॉडलिंग और सिमुलेशन के सिद्धांत पर 2012 की संगोष्ठी की कार्यवाही-डी. ई. वी. एस. इंटीग्रेटिव एम. एंड. एस. संगोष्ठी, लेख संख्या। 43, [मित्तल13] [न्यूटारो10] [सरजौघियान09] [वेनर09] [वेनर10] [ज़ाचारेविक्ज़08] ग्रेगरी ज़ाचारेविक्ज़, क्लाउडिया फ़्रेडमैन, और नॉर्बर्ट गिआम्बियासी (2008) जी-डी. ई. वी. एस./एच. एल. ए. एनवायरनमेंट फॉर डिस्ट्रिब्यूटेड सिमुलेशन ऑफ़ वर्कफ़्लो, सिमुलेशन मई 2008:197-213,। [Zeiger68] [Zeigler76] [Zeigler84] [Zeigler87] [ZKP00] स्वचालित (गणना) औपचारिक विनिर्देशन भाषाएँ