La simulation informatique

L’idée de la simulation informatique (computer simulation) est venue de l’utilisation des ordinateurs pour imiter, simuler, les opérations des différents types de facilités ou processus du monde réel. Ces processus sont appelés des  systèmes, et dans un but de les étudier scientifiquement nous faisons souvent des formulations sur leur fonctionnement. Ces formulations, qui prennent souvent la forme mathématique où relations logiques, constituent un modèle qui est utilisé pour essayer de comprendre comment le système correspondant se comporte. Si les relations qui composent le modèle sont simples, il est possible d’utiliser des méthodes mathématiques pour obtenir des informations exactes sur des questions qui nous intéressent. C’est ce qu’on appelle une  solution analytique. Cependant, la vaste majorité des systèmes du monde réel sont si complexes pour permettre d’avoir des modèles réalistes afin de les évaluer analytiquement, et ces modèles doivent être étudiés par le moyen de la simulation.

Un système est défini comme étant une collection d’entités, par exemple des personnes où des machines, qui agissent et interagissent ensemble dans un but d’accomplir une fin logique. En pratique, ce qui forme un système dépend des objectifs de l’étude visée. L’ensemble des entités qui composent le système dans une étude peut être un sous ensemble de tout le système dans une autre étude. La description des entités, des attributs et des activités en un point de temps qui est nécessaire pour prédire le comportement futur d’un système définit l’état du système et les variables correspondantes sont appelées les variables d’état. Les variables d’état relient le passé au futur via le présent.

Le choix du nombre et la nature des variables d ‘état sont dictées par les exigences et les besoins de l’étude en cause. Ce choix impose de faire une abstraction sur les composants du système et prendre en considération ceux qui aident et donnent une forte sémantique lors de l’analyse des résultats de l’étude. Dans l’étude des systèmes on a tendance à les classer en deux catégories : les systèmes discrets et les systèmes continus. Un système discret est celui dont les variables d’état changent en des points de temps séparés. Un système continu est celui dont les variables d’état changent continuellement. En réalité peu de systèmes sont totalement discrets ou totalement continus, mais le fait qu’un type de changement prédomine on classifie le système soit qu’il est continu où discret.

En des moments du cycle de vie d’un grand nombre de  systèmes, il y a un besoin de les étudier pour se faire une idée sur leur comportement et cela dans un objectif de les évaluer. La figure 3.1 indique les différentes manières d’étudier un système. Ainsi, l’étude d’un système se fait au moyen d’un modèle qui est une  représentation imaginaire ou abstraite, et dont l’évolution dans une perspective préalablement définie, représente celles de certains aspects du système en cause. Un même système peut être représenté par plusieurs modèles, selon l’aspect concerné par l’étude ; et la valeur du modèle se juge par la contribution qu’il apporte à l’explication du système tout en restant dans le contexte de l’étude.

Les modèles sont utilisés dans la simulation dans le but d’observer les comportements futurs et éventuels d’un système. En d’autres termes, un modèle de simulation a pour fonction de déduire le comportement dans des situations non encore observées, à partir d’une bonne connaissance du système ou de certains de ses aspects. De cette présentation, il ressort que l’étude des systèmes en se basant sur un modèle et en utilisant l’ordinateur forme ce qu’on appelle une simulation informatique (a computer simulation).

La littérature propose plusieurs définitions de la simulation informatique. Ces définitions sont parfois proches, équivalentes ou complémentaires [Pritsker 1986] [Fishwick 1997]. Selon [Shannon 1975] par exemple, elle est définie comme étant le processus de conceptualisation d’un modèle informatique d’un système (où d’un processus) et la conduite d’expériences avec ce modèle dans un but soit de comprendre le comportement du système où d’évaluer les différentes stratégies de fonctionnement du système.