Алгоритмизация модели системы массового обслуживания и ее реализация в программе GPSS World

Оглавление

Введение

Глава 1. Основные цели, проблемы и этапы построения имитационной модели

Глава 2. Разработка программы имитационного моделирования "функционирования вычислительной системы"

2.1 Постановка задачи

.2 Анализ исходных данных и выбор недостающих

.3. Создание концептуальной модели

.4 Составление таблицы определений

.5 Построение блок - схемы алгоритма

.6 Построение блок - диаграммы

.7 Программирование модели на GPSS

.8 Программирование модели на Visual Basic

Глава 3. Получение результатов и их интерпретация

3.1 Анализ результатов GPSSV-модели

.2 Анализ результатов модели, построенной на Visual Basic

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Имитационное моделирование применяется к процессам, в ход которых может время от времени вмешиваться человеческая воля. Человек, руководящий операцией, может в зависимости от сложившейся обстановки, принимать те или иные решения, подобно тому, как шахматист, глядя на доску, выбирает свой очередной ход. Затем приводится в действие математическая модель, которая показывает, какое ожидается изменение обстановки, в ответ на это решение и к каким последствиям оно приведет спустя некоторое время. Следующее текущее решение принимается уже с учетом реальной новой обстановки и т. д. В результате многократного повторения такой процедуры руководитель как бы "набирает опыт", учится на своих и чужих ошибках и постепенно выучивается принимать правильные решения - если не оптимальные, то почти оптимальные.

Цель данной курсовой работы: изучение всех аспектов создания имитационной модели, рассмотрение непосредственных алгоритмов имитационного моделирования.

Для достижения поставленной цели в работе ставятся следующие задачи:

. Изучить этапы построения имитационных моделей.

. Изучить алгоритмы имитационного моделирования систем массового обслуживания.

. Продемонстрировать программу, имитирующую функционирования вычислительной системы, с учетом дополнительных условий.

Глава 1. Основные цели, проблемы и этапы построения имитационной модели

Основная общая цель моделирования заключается в наблюдении за системой, подверженной воздействию внешних или внутренних факторов при достижении системой определенного состоянии, которое может быть как задано, так и неизвестно, из-за отсутствия информации или по каким либо иным причинам. Моделирование позволяет определить сможет ли система функционировать при таких условиях или нет, во время этого перехода. В зависимости от реальной модели и цели расширяются и конкретизируются.

Определение качества функционирования большой системы, выбор оптимальной структуры и алгоритма поведения, построение системы в соответствие с поставленной перед ней целью - главная проблема при проектировании современных больших систем (в том числе и АСУ, САПР и т. д.). Этапы построения имитационной модели:

.        Определение системы;

.        Формулирование модели. Переход от реальной системы к некоторой логической схеме (абстрагирование);

.        Подготовка данных (отбор данных, необходимых для построения модели и представления их в соответствующей форме);

.        Трансляция модели (описание модели на языке, применимом для использования ЭВМ);

.        Оценка адекватности (повышение до приемлемого уровня степени уверенности с которой можно судить относительно выводов о реальной системе, полученной на основании обращения к модели);

.        Планирование эксперимента;

.        Экспериментирование (процесс осуществления имитации с целью получения желаемых данных и анализа чувствительности);

.        Интерпретация (построение выводов по данным, полученным путем имитаций);

.        Реализация и документирование (практическое использование модели и результатов моделирования).

Имитационное моделирование используется, когда для описания сложной системы недостаточно аналитического моделирования. В имитационной модели поведение компонент сложной системы описывается набором алгоритмов, которые затем реализуют ситуации, которые возникают в реальной системе. Алгоритмы, которые модулируют по исходным данным и фактическим значением параметров сложных систем позволяют получить информацию о возможном поведении сложной системы (СС). На основе этой информации исследователь может принять соответствующее решение. Имитационная модель (ИМ) сложной системы рекомендуется в следующих случаях:

Нет законченной постановки задачи исследования и идет процесс познания объекта моделирования. ИМ - способ изучения явления;

Математические средства аналитического моделирования сложные и громоздкие и ИМ дает наиболее простой способ;

Кроме оценки влияния параметров СС необходимо наблюдать поведение компонент СС некоторый период;

ИМ - единственный способ исследования СС, то есть невозможны наблюдения в реальных условиях за объектом;

Необходимо контролировать протекание процессов в СС, уменьшая и ускоряя скорость их протекания в ходе имитации;

При подготовке специалистов и освоении новой техники;

Изучение новых ситуаций в СС, проверка новых стратегий и принятие решений перед проведением экспериментов на реальной системе;

Предвиденье узких мест и трудностей в поведении СС при введении новых компонент;

ИМ - наиболее распространенный метод анализа и синтеза СС.

Глава 2. Разработка программы имитационного моделирования "функционирования вычислительной системы"

2.1 Постановка задачи

Специализированная вычислительная система состоит из трех процессоров и общей оперативной памяти. Задания, поступающие на обработку через интервалы времени 5±2 мин, занимают объем оперативной памяти размером в 10кб. После трансляции первым процессором в течение 5±1 мин их объем увеличивается до 20кб, и они поступают в оперативную память. Затем после редактирования во втором процессоре, которое занимает 2,5±0,5 мин на 10кб каждый, объем задания достигает до 30кб. Отредактированные задания через оперативную память поступают в третий процессор на решение, требующее 1,5±0,4 мин на каждый 10кб, и покидают систему, минуя оперативную память. Смоделировать работу вычислительной системы в течение 24 ч. В задании на моделирование объекта четко и ясно описаны специализированная вычислительная система, и процессы, протекающие в ней.

2.2 Анализ исходных данных и выбор недостающих

Время прихода заданий 5±2 мин. Каждое задание занимает объем ОП в 10кб. Время трансляции ПП 5±1, после чего задание занимает объем ОП в 20 кб. Время редактирования ВП 2,5±0,5 мин на 10 кб, объем возрастает до 30кб. Время решения ТП 1,5±0,4 мин на 10кб, задания покидают систему, минуя оперативную память. Эти данные являются входными параметрами. В задании сказано, что необходимо определить характеристики занятия оперативной памяти по всем трем видам заданий. Теперь проанализируем законы распределения исходных данных. Время прихода задания в ВС равномерно распределено в интервале от 3 до 7 мин, т.е. задания с одинаковой вероятностью могут поступать через интервалы 3, 4, 5, 6, 7 мин. и занимают объём ОП в 10 кб. Время трансляции ПП от 4 до 6 мин. после чего задание занимает объем ОП в 20кб. Время редактирования ВП от 2 до 3 мин на каждую страницу, объем возрастает до 30кб. Время решения ТП распределено в интервале от 1,1 до 1,9 мин после этого задание покидает систему, минуя ОП. Итак, можно сделать выводы, что исходные данные для моделирования достаточны.

.3 Создание концептуальной модели

Специализированная вычислительная система состоит из трех процессоров и общей ОП. Сначала задания размером в 10 кб ОП поступают на обработку в ПП. После трансляции ПП их объем увеличивается до 20кб, и они поступают в ОП. Затем поступают на редактирование в ВП, после чего их объем возрастает до 30кб, и они поступают в ОП. Далее задания поступают в ТП на решение, после чего и покидают систему, минуя оперативную память.

Рис 1 - СМО в виде блок схемы.

Рис 2 - СМО в виде Q - схемы

2.4 Составление таблицы определений