Модель системы показана на рисунке 3, где G1 – первый источник заявок, G2 – второй источник заявок, G3 – формирователь поломок прибора, line2 – очередь для заявок первого источника (с низшим приоритетом),
line3 – очередь для заявок второго источника (с высшим приоритетом),
line1 – очередь для переотправки заявок, находившихся в передатчике во время его поломки, Prib – прибор.
Рисунок 3 – Модель СМО с двумя источниками заявок, одним прибором и возможностью поломки прибора
4.1. Блок-схема модели СМО с двумя источниками заявок, одним прибором и возможностью поломки прибора
Рисунок 4 – Блок-схема модели СМО с двумя источниками заявок,
одним прибором и возможностью поломки прибора
Комментарий к блок-схеме:
1-й сегмент (сегмент 1-го источника заявок):
GENERATE50; 4;,, 2 – генерировать транзакты. 50 – среднее значение интервала формирования. 0,3 – половина интервала разброса (интервал формирования транзактов от 46 до 54 единиц модельного времени равновероятен). Время появления первого транзакта по умолчанию равно1. Максимальное число формируемых транзактов за время моделирования по умолчанию равно бесконечности. 2 – приоритет транзактов.
QUEUE line2 – войти в очередь для пакетов первого формирователя (с низшим приоритетом). line2 – имя очереди. Количество занимаемых единиц по умолчанию равно 1.
SEIZE Prib – занять устройство. Prib – имя устройства. Занять можно только свободное устройство. Уже занятое устройство не впускает транзакты, перед ним организуется очередь на основе относительных приоритетов.
DEPART line2 – выйти из очереди. line2 – имя очереди. Количество занимаемых единиц по умолчанию равно 1.
ADVANCE 110 – задержать транзакт. 110 – среднее время задержки (интервал обслуживания). Оператор может впускать сколько угодно транзактов.
RELEASE Prib – освободить. Prib – имя устройства. Устройство должно быть освобождено тем же транзактом, который его занял.
TERMINATE – завершить. Оператор ликвидирует вошедший в него транзакт, вычитает число указанных после него единиц (А) из счетчика завершений. По умолчанию A=0.
Для 2-го сегмента описание аналогично.
3-й сегмент (сегмент поломок):
GENERATE111.1, 13.3,,, 0 – генерировать транзакты. 111.1– среднее значение интервала формирования. 13.3 – половина интервала разброса (интервал формирования транзактов от 97.8 до 124.4 единиц модельного времени равновероятен). Время появления первого транзакта по умолчанию равно1. Максимальное число формируемых транзактов за время моделирования по умолчанию равно бесконечности. 0 – приоритет транзактов.
PREEMPT Prib,, met1,, re – захватить прибор. Prib – имя прибора. По умолчанию прерванный транзакт дообслуживается после обслуживания предыдущего. met1 – метка оператора к которому переходит прерванный транзакт. re – признак снятия с обслуживания прерванного транзакта (транзакт снимается с обслуживания).
ADVANCE 210;20 – задержать транзакт. 210 – среднее время задержки. Оператор может впускать сколько угодно транзактов. 20 – половина интервала разброса (интервал задержки транзактов от 190 до 230 единиц модельного времени равновероятен).
RETURN Prib – вернуть прибор. Prib – имя захваченного прибора. Освобождать прибор должен тот же транзакт, который его занял.
4-й сегмент (сегмент таймера):
GENERATE10000 – генерировать время моделирования
(10000 модельных единиц).
TERMINATE 1 – ликвидировать вошедший в него транзакт и вычесть одну единицу из счетчика завершений.
4.2. Текст программы
; 1-й сегмент модели - сегмент первого источника заявок
Generate 50; 4;,, 2
Queue line2
Seize Prib
Depart line2
Advance 110
Release Prib
Terminate
; 2-й сегмент модели - сегмент второго источника заявок
Generate 33.3; 2;,, 3
Queue line3
Seize Prib
Depart line3
Advance 150
Release Prib
Terminate
;3-й сегмент модели - сегмент отказов
Generate 111.1,13.3,,,0
Preempt Prib,,met1,,re
Advance 210, 20
Return Prib
Terminate
met1 Queue line1; постановка в очередь заявки, находящейся в
; передатчике во время его поломки
Seize Prib
Depart line1
Advance 110
Release Prib
Terminate
; 4-й сегмент модели - сегмент таймера
Generate 10000
Terminate 1
4.3. Результаты моделирования
GPSS World Simulation Report - Untitled Model 5.1.1
Saturday, April 20, 2013 14:31:38
START TIME END TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES
0.000 10000.000 27 1 0
NAME VALUE
LINE1 10003.000
LINE2 10002.000
LINE3 10000.000
MET1 20.000
PRIB 10001.000
LABEL LOC BLOCK TYPE ENTRY COUNT CURRENT COUNT RETRY
1 GENERATE 199 0 0
2 QUEUE 199 199 0
3 SEIZE 0 0 0
4 DEPART 0 0 0
5 ADVANCE 0 0 0
6 RELEASE 0 0 0
7 TERMINATE 0 0 0
8 GENERATE 300 0 0
9 QUEUE 300 299 0
10 SEIZE 1 0 0
11 DEPART 1 0 0
12 ADVANCE 1 0 0
13 RELEASE 0 0 0
14 TERMINATE 0 0 0
15 GENERATE 89 0 0
16 PREEMPT 89 0 0
17 ADVANCE 89 1 0
18 RETURN 0 0 0
19 TERMINATE 0 0 0
MET1 20 QUEUE 89 89 0
21 SEIZE 0 0 0
22 DEPART 0 0 0
23 ADVANCE 0 0 0
24 RELEASE 0 0 0
25 TERMINATE 0 0 0
26 GENERATE 1 0 0
27 TERMINATE 1 0 0
FACILITY ENTRIES UTIL. AVE. TIME AVAIL. OWNER PEND INTER RETRY DELAY
PRIB 90 0.997 110.741 1 583 0 0 0 587
QUEUE MAX CONT. ENTRY ENTRY(0) AVE.CONT. AVE.TIME AVE.(-0) RETRY
LINE3 299 299 300 1 148.654 4955.128 4971.700 0
LINE2 199 199 199 0 99.500 5000.000 5000.000 0
LINE1 89 89 89 0 44.244 4971.274 4971.274 0
Расшифровка результатов моделирования
Моделирование прибора:
FACILITY – имя прибора;
ENTRIES – общее число входов в прибор за время моделирования;
UTIL. – коэффициент использования прибора в течение всего времени моделирования;
AVE. TIME – среднее время пребывания транзакта в приборе;
AVAILABLE – состояние готовности устройства на момент конца моделирования (1 – готово к обслуживанию очередной заявки, 0 – не готово);
OWNER – номер последнего транзакта, захватившего прибор (если не занималось, то значение 0);
PEND – количество транзактов, ожидающих устройство, и находящихся в режиме прерывания;
INTER – количество транзактов, прерывающих устройство в данный момент;
RETRY – количество транзактов, ожидающих специальных условий, зависящих от состояния объекта типа «устройство»;
DELAY – определяет количество транзактов, ожидающих занятия или освобождения устройства.
Моделирование очереди:
QUEUE – имя очереди;
MAX – максимальное содержимое очереди за время моделирования;
CONT. – текущее содержимое очереди;
ENTRY – общее число входов в очередь;
ENTRY(0) – количество «нулевых» входов в очередь (т.е. входов транзактов в очередь, когда прибор был свободен; при этом время пребывания транзакта в очереди равно нулю);
AVE. CONT. – среднее содержимое очереди;
AVE. TIME – среднее время пребывания транзакта в очереди;
AVE. (-0) – среднее время пребывания без учета «нулевых» входов;
RETRY – количество транзактов, ожидающих специальных условий.
4.4. Анализ результатов моделирования
1) Число попаданий команд в вычислительный прибор = 90
2) Процент использования вычислительного прибора = 0,997
3) Максимальная длина очереди:
- для line2 = 299
- для line3 = 199
- для line1 = 89
4) Длина очереди на момент завершения моделирования:
- для line2 = 299
- для line3 = 199
- для line1 = 89
5) Количество вхождений команд в очередь:
- для line2 = 300
- для line3 = 199
- для line1 = 89
6) Количество «нулевых» вхождений команд в очередь:
- для line2 = 1
- для line3 = 0
- для line1 = 0
7) Среднее количество команд в очереди:
- для line2 = 148.654
- для line3 = 99.5
- для line1 = 44.244
8) Среднее время пребывания транзактов в очереди:
- для line2 = 4955.128
- для line3 = 5000.0
- для line1 = 4971.274
5. Разработка модели системы массового обслуживания с одним источником заявок, одним многоканальным устройством и очередью для магазина.
Модель системы показана на рисунке 5. На рисунке имеют место следующие обозначения: G1 – формирователь транзактов, line1 – очередь для транзактов, Prib – многоканальное устройство.
Рисунок 5 – Структура модели с многоканальным прибором
5.1. Блок-схема модели СМО с многоканальным прибором
Рисунок 6 – Блок-схема модели СМО с многоканальным прибором
Комментарий к блок-схеме:
1-й сегмент (сегмент транзактов):
Prib STORAGE 6 - количество каналов многоканального устройства (6).
GENERATE50; 4 – генерировать транзакты. 50 – среднее значение интервала формирования. 4 – половина интервала разброса (интервал формирования транзактов от 46 до 54 единиц модельного времени равновероятен). Время появления первого транзакта по умолчанию равно1. Максимальное число формируемых транзактов за время моделирования по умолчанию равно бесконечности.
QUEUE line1 – войти в очередь. line1 – имя очереди. Количество занимаемых единиц по умолчанию равно 1.
ENTER Prib, 5 – помещает транзакт в очередь прибора, занимая требуемое число каналов (5). Prib – имя прибора. Занять можно только свободный прибор. Уже занятый прибор не впускает транзакты, перед ним организуется очередь на основе относительных приоритетов.
DEPART line1 – выйти из очереди. line1 – имя очереди. Количество занимаемых единиц по умолчанию равно 1.
ADVANCE 110 – задержать транзакт. 110 – среднее время задержки (интервал обслуживания). Оператор может впускать сколько угодно транзактов.
LEAVE Prib, 5 – освободить прибор. Prib – имя прибора. Прибор должен быть освобожден тем же транзактом, который его занял.
TERMINATE – завершить. Оператор ликвидирует вошедший в него транзакт, вычитает число указанных после него единиц (А) из счетчика завершений. По умолчанию A=0.
2-й сегмент (сегмент таймера):
GENERATE1000 – генерировать время моделирования
(1000 модельных единиц).
TERMINATE 1 – ликвидировать вошедший в него транзакт и вычесть одну единицу из счетчика завершений.
5.2. Текст программы
; 1-й сегмент модели – сегмент транзактов
Prib storage 6
Generate 50; 4
Queue line1
Enter Prib,5
Depart line1
Advance 110
Leave Prib,5
Terminate
; 2-й сегмент модели – сегмент таймера
Generate 1000
Terminate 1
5.3. Результаты моделирования
GPSS World Simulation Report - Untitled Model 6.1.1
Saturday, April 20, 2013 15:00:38
START TIME END TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES
0.000 1000.000 9 0 1
NAME VALUE
LINE1 10001.000
PRIB 10000.000
LABEL LOC BLOCK TYPE ENTRY COUNT CURRENT COUNT RETRY
1 GENERATE 19 0 0
2 QUEUE 19 10 0
3 ENTER 9 0 0
4 DEPART 9 0 0
5 ADVANCE 9 1 0
6 LEAVE 8 0 0
7 TERMINATE 8 0 0
8 GENERATE 1 0 0
9 TERMINATE 1 0 0
QUEUE MAX CONT. ENTRY ENTRY(0) AVE.CONT. AVE.TIME AVE.(-0) RETRY
LINE1 10 10 19 1 4.910 258.421 272.778 0
STORAGE CAP. REM. MIN. MAX. ENTRIES AVL. AVE.C. UTIL. RETRY DELAY
PRIB 6 1 0 5 45 1 4.750 0.792 0 10
Расшифровка результатов моделирования.
Моделирование устройства:
STORAGE – имя устройства;
CAP. – емкость устройства;
REM. – количество каналов свободной емкости устройства в конце периода моделирования;
MIN. – минимальное количество используемой емкости;
MAX. – максимальное количество используемой емкости за период моделирования;
ENTRIES – количество входов в устройство за период моделирования;
AVL. – состояние готовности устройства в конце периода;
AVE.C. – определяет среднее значение занятой емкости за период моделирования;
UTIL. – коэффициент использования прибора течении всего времени моделирования;
RETRY – количество транзактов, ожидающих специальных условий;
DELAY – определяет количество транзактов, ожидающих занятия или освобождения устройства.
Моделирование очереди:
QUEUE – имя очереди;
MAX – максимальное содержимое очереди за время моделирования;
CONT. – текущее содержимое очереди;
ENTRY – общее число входов в очередь;
ENTRY(0) – количество «нулевых» входов в очередь (т.е. входов транзактов в очередь, когда прибор был свободен; при этом время пребывания транзакта в очереди равно нулю);
AVE. CONT. – среднее содержимое очереди;
AVE. TIME – среднее время пребывания транзакта в очереди;
AVE. (-0) – среднее время пребывания без учета «нулевых» входов;
RETRY – количество транзактов, ожидающих специальных условий.
5.4. Анализ результатов моделирования
1) Число попаданий команд в вычислительный прибор = 19
2) Процент использования вычислительного прибора = 0,792
3) Mаксимальное количество используемой емкости за период моделирования = 5
4) Количество вхождений команд в очередь = 45
5) Количество «нулевых» вхождений команд в очередь = 1
6) Среднее количество команд в очереди = 4.910
7) Среднее время пребывания транзактов в очереди = 258.421
Заключение
В ходе выполнения курсового проекта была разработана система, моделирующая работу банка; проведена имитация работы системы с последующим анализом результатов.
В результате выполнения курсового проекта на практике усвоены основные разделы дисциплины «Моделирование систем»; закреплены знания по математическим и программным средствам имитационного моделирования, получены практические навыки комплексного решения задач исследования и проектирования систем на базе современных ЭВМ.
Список используемой литературы
1. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем: Курс проек-тирования. – М.:Высшая школа, 1998.
2. Одиноков В. Ф. Моделирование систем. Учебное пособие.
РГРТА, Рязань, 2003.
3. Челебаев С. В., Мельник О. В. Имитационное моделирование систем массового обслуживания на языке GPSS. РГРТУ, Рязань, 2009.
4. Шрайбер Т. Дж. Моделирование на GPSS: Пер. с англ.
Пер. В.И. Гаргера, И.Л. Шмуйловича; Ред. М.А. Файнберг.
М.: Машиностроение, 1980.
5. Прицкер А. Введение в имитационное моделирование и язык
СЛАМ II: Пер. с англ. М.: Мир, 1987.