Введение
Моделирование — исследование объектов познания на их моделях; построение и изучение моделей реально существующих объектов, процессов или явлений с целью получения объяснений этих явлений, а также для предсказания явлений, интересующих исследователя.
В силу многозначности понятия «модель» в науке и технике не существует единой классификации видов моделирования: классификацию можно проводить по характеру моделей, по характеру моделируемых объектов, по сферам приложения моделирования (в технике, физических науках, кибернетике и т. д.).
Классические языки моделирования являются процедурно-ориентированными и обладают рядом специфических черт. Можно сказать, что основные языки моделирования разработаны как средство программного обеспечения имитационного подхода к изучению сложных систем.
Языки моделирования позволяют описывать моделируемые системы в терминах, разработанных на базе основных понятий имитации. С их помощью можно организовать процесс общения заказчика и разработчика модели. Различают языки моделирования непрерывных и дискретных процессов.
Одним из основных языков имитационного моделирования является GPSS. GPSS - язык моделирования, используемый для имитационного моделирования различных систем, в основном систем массового обслуживания.
Постановка задачи
В ходе выполнения курсовой работы необходимо смоделировать фрагмент вычислительной сети следующей структуры:
Рисунок 1 - Структура системы
Первый маршрут: 1-2-3-6
Второй маршрут: 3-4-5
Третий маршрут: 5-6-7
Помимо этого, фрагмент вычислительной сети должен быть с коммутацией пакетов. При коммутации пакетов все передаваемые пользователем данные разбиваются передающим узлом на части — пакеты. Каждый пакет оснащается заголовком, в котором указывается, как минимум, адрес узла-получателя и номер пакета. Передача пакетов по сети происходит независимо друг от друга. Коммутаторы такой сети имеют внутреннюю буферную память для временного хранения пакетов, что позволяет сглаживать пульсации трафика на линиях связи между коммутаторами.
Рисунок 2 - Схема системы
Описание блоков модели
Для создания модели сети были использованы следующие блоки:
GENERATE – определяет точку входа транзакций в модель вместе с вероятностными характеристиками входящего потока.
ASSIGN – предназначен для установки/изменения параметра транзакции.
SPLIT – для каждой проходящей через данный блок транзакции создаёт заданное количество её копий, которые выходят из него вместе с оригинальной транзакцией. Все транзакции помечаются одним номером семейства, позволяющим установить соотношение копий оригиналу.
TERMINATE – уничтожает транзакции, входящие в данный блок.
GATE – блок предназначен для перенаправления, либо задержки транзакции в зависимости от состояния заданного блока модели.
TRANSFER – осуществляет одновременный переход к метке.
SEIZE – устанавливает заданное одноканальное устройство в состояние занятости входящей в него транзакцией.
ADVANCE – используется для задержки транзакта в течение некоторого интервала модельного времени.
RELEASE – транзакция, владеющая устройством, покидает его и переходит к следующему блоку. Освобождение устройства.
TEST – предназначен для перенаправления, либо задержки транзакции в зависимости от заданного условия.
TABULATE – используется для сбора данных. Транзакт входит в блок с тем же именем, что определено в блоке TABLE (пример – ТАВ1).
START – данный блок предназначен для запуска имитации модели.
Заключение
При выполнении данной курсовой работы были получены навыки имитационного моделирования. Освоены алгоритмы моделирования систем массового обслуживания. Освоены основные аспекты языка имитационного моделирования GPSS. Получены навыки в работе с системой GPSS World.
В процессе выполнения курсовой работы было выполнено моделирование фрагмента вычислительной сети с коммутацией пакетов. Составлены отчеты и диаграммы.
Для большего приближения к реальности были получены расчетные данные, основанные на реальных скорости передачи данных и объеме данных. Моделирование прошло успешно, были построены график и гистограмма, отражающие полученные результаты на которых видно, что 32 Кбайтная модель работает эффективнее 64 Кбайтной.
Список литературы
1. Боев В. Д. Моделирование систем. Инструментальные средства GPSS World. – СПб.: БХВ-Петербург, 2004.
2. Ю. М. Елизарова, Н. А. Тихонова. Создание имитационных моделей в системе GPSS World. Учебное пособие. 2011
3. Кудрявцев Е. М. GPSS World. Основы имитационного моделирования различных систем. – М.: ДМК Пресс, 2004.
4. Шрайбер Т. Дж. Моделирование на GPSS: Пер. с англ. – М.: Машиностроение, 1980.
5. С. С. Смородинский, Н. В. Батин. Оптимизация решений на основе компьютерных имитационных методов и моделей. Учебное пособие. 2005
6. Кравченко П. П., Хусаинов Н. Ш. Имитационное моделирование вычислительных систем средствами GPSS/PC. – Таганрог: Изд.-во ТРТУ, 2000.
Список рисунков
Рисунок 1 ─ Структура системы.. 4
Рисунок 2 ─ Схема системы.. 5
Рисунок 3 ─ Гистограмма TAB1 по первой модели. 16
Рисунок 4 ─ Гистограмма TAB2 по первой модели. 16
Рисунок 5 ─ Гистограмма ТАВ3 по первой модели. 16
Рисунок 6 ─ График Excel для первой модели. 17
Рисунок 7 ─ Гистограмма TAB1 по второй модели. 25
Рисунок 8 ─ Гистограмма TAB2 по второй модели. 25
Рисунок 9 ─ Гистограмма TAB3 по второй модели. 25
Рисунок 10 ─ График Excel по второй модели. 26
Приложение А – первая модель 32 Кбайта