Государственный



страница1/10
Дата26.01.2018
Размер0.78 Mb.
Название файлаЛабы по GPSS.doc
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10




Министерство образования Российской Федерации

АМУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет математики и информатики


И.А. Шпехт, Р.Р. Саакян

Моделирование систем

массового обслуживания в среде GPSS


Учебно-методическое пособие



Благовещенск

2001



ББК 22.18Я73

Ш 83

И.А. Шпехт, Р.Р. Саакян

Печатается по решению редакционно-издательского совета факультета математики и информатики

Амурского государственного

университета


Моделирование систем массового обслуживания в среде GPSS: Учебно- методическое пособие. Благовещенск: Амурский гос. ун-т 2001.


Пособие содержит постановку и краткий анализ задач моделирования систем массового обслуживания, а также набор заданий и последовательность их выполнения. Предназначено для студентов 2-го курса специальности «Информационные системы».

Рецензент: А. В. Духовный, главный специалист группы информационных технологий Межрегионального коммерческого банка развития связи и информатики (ОАО) АКБ «Связь-Банк», канд. техн. наук.

© Амурский государственный университет, 2001





ВВЕДЕНИЕ

Требования государственного образовательного стандарта дисциплины «Системы моделирования» для специальности 0719 ОПД.Ф.09 (119 часов) включают в себя следующие разделы: математические схемы моделирования систем; непрерывно- стохастические модели; имитационное моделирование; моделирование с использованием типовых математических схем; обработка и анализ результатов моделирования систем.

Цель учебно-методического пособия закрепить теоретические знания студентов об имитационном моделировании объектов, формализуемых в виде систем массового обслуживания (СМО), дать им практические навыки имитационного моделирования СМО в среде GPSS.

Пособие включает 12 лабораторных работ. Каждая лабораторная работа содержит краткие теоретические сведения, задание и порядок выполнения работы, пример моделирования, варианты заданий.

Выполнение каждой лабораторной работы складывается из нескольких стадий: подготовка, разработка программы, получение результатов, оформление и сдача отчетов по работе.

Оформление и сдача отчета по лабораторной работе. Каждую лабораторную работу студент оформляет в рабочей тетради в виде отчета, который должен содержать:

исходные данные по вариантам; структурную схему моделируемой системы; принятую единицу модельного времени; таблицу определений

Элементы GPSS

Интерпретация

Транзакты: Приборы: Многоканальные устройства: Очереди: Функции:



текст программы;



полученные результаты в форме таблиц; необходимые расчеты и выводы по работе.

Пакет GPSS (General Purpose Simulating System общецелевая система моделирования) является одним из наиболее эффективных и распространенных программных средств моделирования дискретных систем на IBM PC и успешно используется для моделирования систем, формализуемых в виде схем массового обслуживания (СМО).

Примерами таких схем могут служить: телефонные станции, ремонтные мастерские, билетные кассы, справочные бюро, парикмахерские и т.п. Каждая такая система состоит из определенного числа обслуживающих единиц, называемых

«каналами» обслуживания. В качестве каналов могут фигурировать: линии связи; лица, выполняющие те или иные операции; различные приборы и т.д. Системы массового обслуживания могут быть как одно-, так и многолокальными.

Работа любой системы массового обслуживания состоит в выполнении поступающего в нее потока требований или заявок. Заявки поступают одна за другой в некоторые, вообще говоря, случайные моменты времени. Обслуживание поступившей заявки продолжается какое-то время, после чего канал освобождается и готов для приема следующей заявки.

Случайный характер потока заявок (требований) и времени обслуживания приводят к тому, что в какие-то периоды времени на входе СМО скапливается излишнее количество заявок (они либо становятся в очередь, либо покидают СМО необслуженными); в другие же периоды СМО будет работать с недогрузкой или вообще простаивать.

Работа СМО представляет собой случайный процесс с дискретными состояниями и непрерывным временем; состояние СМО меняется скачком в моменты появления каких-то событий (или прихода новой заявки, или окончания обслуживания, или момента, когда заявка, которой надоело ждать, покидает очередь).

С помощью имитационного моделирования на GPSS возможно построение моделей, связывающих заданные условия работы СМО (число каналов, их производительность, правила работы, характер потока заявок) с интересующими нас характеристиками показателями эффективности СМО, описывающими, с той или другой точки зрения, ее способность справляться с потоком заявок.

В качестве таких показателей зависимости от обстановки и целей исследования) могут применяться, например, среднее число заявок, обслуженных СМО в единицу времени; среднее число занятых каналов; среднее число заявок в очереди и среднее время обслуживания и т.д.

СМО делятся на типы (классы) по ряду признаков: первое деление - СМО с отказами и СМО с очередью.

В СМО с отказами заявка, поступившая в момент, когда все каналы заняты, получает отказ, покидает СМО и в дальнейшем процессе обслуживания не участвует. Примеры СМО с отказами встречаются в телефонии: заявка на разговор, пришедшая в момент, когда все каналы связи заняты, получает отказ и покидает СМО необслуженной.



В СМО с очередью заявка, пришедшая в момент, когда все каналы заняты, не уходит, а становится в очередь и ожидает возможности быть обслуженной. Этот вариант встречается чаще всего, недаром теория массового обслуживания имеет второе название - «теория очередей».

СМО с очередью подразделяются на разные виды в зависимости от того, как организована очередь, ограничена она или не ограничена. Ограничения могут касаться как длины очереди, так и времени ожидания.

При анализе СМО должна учитываться также и «дисциплина обслуживания»: заявки могут обслуживаться либо в порядке поступления (раньше пришла раньше обслуживается), либо в случайном порядке.

Нередко встречается так называемое обслуживание с приоритетом некоторые заявки обслуживаются вне очереди.

Существуют и другие классы СМО, которые подробно рассматриваются в книгах по теории вероятностей.

Модель СМО может быть представлена в виде блок-схемы, которая представляет собой набор фигур с характерным описанием блоков, соединенных между собой линиями. Вид каждого блока стандартен.

Понятие транзакта. Конфигурация блок-схемы GPSS-модели отражает направления, по которым происходит движение перемещающихся элементов. Каждый такой элемент называется транзактом.

Транзакт динамический (движущийся) элемент GPSS- модели (например: покупатель, автомобиль на мойке, заявка на складе).

Работа GPSS-модели заключается в перемещении транзактов от блоков к блокам.

В самом начале моделирования в GPSS-модели нет ни одного транзакта. В процессе моделирования транзакты входят в модель в определенные моменты в соответствии с логическими потребностями, которые возникают в моделируемой системе.



Подобным же образом транзакты покидают модель в определенные моменты в зависимости от специфики моделирования.

В общем случае в модели существует большое количество транзактов, однако в один момент времени двигается только один транзакт.



Если транзакт начал движение, он перемещается от блока к блоку, вызывая выполнение соответствующих подпрограмм.

Продвижение транзакта продолжается до тех пор, пока не произойдет одно из следующих возможных событий:

1. Транзакт входит в блок, функция которого задержка транзакта на некоторое определенное модельное время (например, кресло парикмахера).



  1. Транзакт входит в блок, который удаляет транзакт из модели.

  2. Транзакт пытается войти в некоторый блок согласно блок-схеме, но блок отказывается его принять. В этом случае транзакт остается в том блоке, в котором он находится. Позднее он повторит свою попытку войти в блок. Одна из таких попыток может оказаться успешной, после чего транзакт может продолжать свое перемещение в модели.

Если возникло одно из описанных условий, транзакт остается на месте, и начинается перемещение в модели другого транзакта.

В общем случае выполнение модели заключается в последовательном обращении к подпрограммам, являющемся следствием входа в определенные блоки перемещающихся транзактов.



Различные события реальных систем происходят в течение некоторого периода времени. Клиенты приходят в парикмахерскую; когда приходит их очередь, они попадают на обслуживание к парикмахеру. Стрижка заканчивается, и клиент покидает парикмахерскую. Если все эти события представить в модели, то их возникновение должно происходить на фоне модельного времени.

Таймер модельного времени корректируется автоматически, в соответствии с логикой модельного процесса.

Особенности таймера:

1. Таймер GPSS регистрирует только целые значения. Это означает, что события могут возникать только в «целые» моменты времени.

2. Единицу времени, которая может быть отмечена таймером, определяет разработчик. Разработчик следит за тем, чтобы все данные, связанные со временем, были выражены через эту определенную единицу времени.

Различие между модельным и реальным временем. Когда значение таймера модельного времени продвигается в следующую точку, происходит некоторая задержка, чтобы скорректировать модель. В реальной же системе такого времени на корректировку не существует.

Не исключено, что для моделирования только одной минуты модельного времени потребуется несколько десятков минут реального времени (например, при моделировании вычислительных систем).

С другой стороны, эксперименты, которые проводят в течение нескольких недель, могут занимать всего несколько секунд реального времени при моделировании на ЭВМ.



ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1

МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ С ПРИБОРОМ





Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


База данных защищена авторским правом ©coolnew.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница
Контрольная работа
Курсовая работа
Теоретические основы
Общая характеристика
Лабораторная работа
Методические указания
Теоретические аспекты
Дипломная работа
Федеральное государственное
Пояснительная записка
Рабочая программа
Методические рекомендации
История развития
Практическая работа
Общие сведения
Теоретическая часть
государственное бюджетное
Основная часть
Краткая характеристика
Физическая культура
квалификационная работа
Выпускная квалификационная
Современное состояние
Практическое задание
Направление подготовки
история возникновения
Самостоятельная работа
теоретические основы
Методическая разработка
Финансовое планирование
государственное образовательное
Название дисциплины
Конституционное право
Теория государства
бюджетное учреждение
образовательное бюджетное
Правовое регулирование
Общая часть
История возникновения
Гражданское право
Российская академия
Учебное пособие
Фамилия студента
прохождении учебной
прохождении производственной
Финансовое право
Организация работы
основная часть
Организационная структура
Антикризисное управление
Экономическое содержание