6. Моделирование систем с использованием блоков preempt, return

Задача. На обработку по равномерному закону поступают два потока деталей: 1-ый поток со временем 9-11 мин., 2-ой поток – 23-27 минут. Причем второй поток прерывает изготовление деталей 1-го потока. Время обработки деталей первого потока 4-10 минут, второго потока – 14-16 минут. Смоделировать процесс обработки 100 деталей.

GENERATE 5,2

SEIZE FACIL1

ADVANCE 7,2

RELEASE FACIL1

TERMINATE 1

GENERATE 25,2

PREEMPT FACIL1

ADVANCE 11,2

RETURN FACIL1

TERMINATE 1

START 100

Блок PREEMPT

Блок PREEMPT имеет следующий формат :

PREEMPT <A>,[<B>],[<C>],[<D>],[<E>]

Блок PREEMPT позволяет сообщению, в зависимости от условий, заданных в операндах блока, занять устройство. Блок PREEMPT может задержать сообщение на входе.

Поле А определяет номер или имя устройства, на котором генерируется прерывание. Операнд может быть именем, положительным целым, СЧА или СЧА*<параметр>.

Поле В задает приоритетный режим (PR) или режим прерывания, если операнд опущен.

Поле С задает номер или имя блока, куда должно попытаться войти прерванное сообщение в этот же момент условного времени.

Прерванное сообщение теряет управление устройством, но претендует на право его использования, если только не задан аргумент поля Е.

Поле D задает номер параметра, связанного с прерванным сообщением.

Поле Е задает один из следующих режимов:

• режим удаления (RE); Задание этого режима означает, что прерванное сообщение более не претендует на пользование устройством. Прерванное сообщение пытается войти в блок, заданный полем С.

• если режим RE не задан, т.е. поле Е - пусто, то прерванное сообщение будет вновь пытаться занять устройство.

Блок RETURN

Блок RETURN имеет следующий формат:

RETURN <A>

Блок RETURN предназначен для освобождения ранее захваченного устройства.

В поле А задается номер устройства, с которого снимается прерывание.

Задание для самостоятельной работы:

1. Измените условие примера: детали первого потока, обработка которых прервана на время обработки деталей второго потока, выводятся из системы. Промоделируйте обработку 100 деталей. Сравните результаты моделирования системы для случая, когда детали первого потока не выводятся из системы в результате прерывания обработки и когда выводятся. Сделайте выводы.

Варианты индивидуальных заданий

Варианты 1, 7

Имеется некоторая конвейерная автоматизированная линия по выпуску баночек фруктового сока.

Пустые баночки для фруктового сока поступают в накопитель 1 автоматизированной ли­нии каждые 3,5 ± 1,1 секунд. После этого в них автоматически заливает­ся сок. Одновременно может заливаться лишь одна баночка, на что расходуется 1,5 секунды. Потом баночки поступают в накопитель 2 для выполнения операции закупоривания. Для этого расходуется 1,6 секунд времени на каждую баночку. Одновременно может обраба­тываться одна баночка. Потом они попадают в накопитель 3 для следующей операции. В конце конвейера баночки устанавливаются в ящики. Время установки одной баночки представляет собой равно­мерно распределенную случайную величину в интервале 2,0 ± 0,8 секунд. Одновременно может устанавливаться в ящик не боль­ше двух баночек. В начале смены в накопителе 2 находится 20 баночек, а в накопителе 3 – 36 баночек. Определить, какие размеры должны иметь накопители. Промодели­руйте работу линии на протяжении одной смены (8 часов).

Варианты 2, 8

В состав двухпроцессорной системы входят: два процессора под символическими именами PR1 и PR2 и оперативная память.

Система обрабатывает потока заявок Z1 и Z2, поступающих в систему по равномерному закону с интервалами 4  2 и 25  2 соответственно. Поток заявок Z2 обрабатывается только на PR1 и придерживает обработку заявок потока Z1, после чего прерванная заявка дообслуживается. Обслуживание заявок потока Z1 происходит по условию: если очередь PR2 > PR1,то обслуживание происходит на PR1, иначе на PR2. После обработки на процессорах заявка помещается в оперативную память. Смоделировать систему без потерь.

Варианты 3, 9

В небольшом кафе работают две официантки (А и B) обслужи­вая по 5 четырехместных столиков. Официантка А пользуется боль­шей популярностью, чем официантка В. Приходя в кафе, клиент са­дится за столик официантки В только в том случае, если все места за столиками, которые обслуживает официантка А, заняты. Клиенты приходят в кафе через 2± 1 минут и, если не застают свободных мест, становятся в очередь. Когда клиент садится на освободившееся место, он ждет, пока к нему подойдет официантка и примет у него заказ. Время приема зака­за у официантки А занимает 45 ± 15 секунд, у официантки В соответст­венно 17 ± 4 секунд. Приняв заказ у клиента, официантки сразу же его выполняют. Время выполнения заказа обеими официантками состав­ляет 160 ± 20 секунд. После получения заказа клиент на протяжении 16 ± 4 минут обедает и уходит из кафе. Официантки обслуживают клиентов по принципу FIFO и в каждый момент времени могут об­служивать не более одного клиента. Определить время ожидания в очереди и время, которое клиент проводит за столиком кафе. Промоделируйте работу кафе на протя­жении 10 ч.

Варианты 4, 10

В студенческом машинном зале расположены две ЭВМ и одно устройство подготовки данных (УПД). Студенты приходят с интервалом в 8  2 мин, и треть из них хочет использовать УПД и ЭВМ, а остальные только ЭВМ. Допустимая очередь в машинном зале составляет четыре человека, включая работающего на УПД. Работа на УПД занимает 8  1 мин, а на ЭВМ – 17 мин. Кроме того, 20% работавших на ЭВМ возвращается для повторного использования УПД и ЭВМ. Смоделировать работу машинного зала в течение 60 ч. Определить загрузку УПД, ЭВМ и вероятности отказа в обслуживании вследствие переполнения очереди. Определить соотношение желающих работать на ЭВМ и на УПД в очереди.

Варианты 5, 11

В вычислительном классе на обработку принимаются три класса заданий А, В, С. Исходя из наличия оперативной памяти ЭВМ задания классов А и В могут решаться одновременно, а задания класса С монополизируют ЭВМ. Задания класса А поступают через 20  5 мин, класса В – через 20  10 мин и класса С – через 30  10 мин и требуют для выполнения: класс А – 20  5 мин, класс В – 21  3 мин и класс С – 28  5 мин. Задачи класса С загружаются в ЭВМ, если она полностью свободна. Задачи класса А и В могут дозагружаться к решающей задаче. Смоделировать процесс обслуживания в течение 80 ч. Определить загрузку ЭВМ.

Варианты 6, 12

Пять операторов работают в справочной телефонной сети города, сообщая номера телефонов по запросам абонентов, которые обращаются по одному номеру - 09. Автоматический коммутатор переключает абонента на того оператора, в очереди которого ожидает наименьшее количество абонентов, причем наибольшая допустимая длина очереди перед оператором – два абонента. Если все очереди имеют максимальную длину, вновь поступивший вызов получает отказ. Обслуживание абонентов операторами длится 30 ± 20 с. Вызовы поступают в справочную через каждые 5 ± 3 с. Смоделировать обслуживание 100 вызовов.

Вариант 13

Собранные телевизоры проходят серию испытаний на станции технического контроля. Если оказывается, что функционирование телевизора ненормально, то отбракованный телевизор передают в цех наладки, где заменяют неисправные блоки. После наладки телевизор возвращают на станцию контроля и снова проверяют. Со станции технического контроля телевизоры после одной или нескольких проверок поступают в цех упаковки.

Телевизоры попадают на станцию технического контроля каждые 5,5 ± 2,0 минут. На станции работают 2 контролера одинаковой квалификации. Операция контроля одного телевизора состоит из двух проверок:

1) для первой проверки каждому контролеру необходимо 9± 3 минут;

2) для второй проверки на всех контролеров имеется один тестовый прибор (продолжительность тестирования – 1,2 минут).

Приблизительно 85 процентов телевизоров успешно проходят проверку и попадают в цех упаковки, а другие 15 процентов – в цех наладки, в котором находится один рабочий – наладчик. Время наладки (замены) неисправных блоков распределено в соответствии c равномерным законом в интервале 30 ±7 минут. Написать на GPSS-модель функционирования этого параграфа производственной линии. Время моделирования – 8 ч.

Вариант 14

Информационно-поисковая библиографическая система построена на базе двух ЭВМ и имеет один терминал для ввода и вывода информации. Первая ЭВМ обеспечивает поиск научно-технической литературы (вероятность обращения к ней - 0,7), а вторая - медицинской (вероятность обращения к ней - 0,3). Пользователи обращаются к услугам системы каждые 5 ± 2 мин. Если в очереди к терминалу ожидают 10 пользователей, то вновь прибывшие пользователи получают отказ в обслуживании. Поиск информации на первой ЭВМ продолжается 6 ± 4 мин, а на второй 3 ± 2 мин. Для установления связи с нужной ЭВМ и передачи текста запроса пользователи тратят 2 ± 1 мин. Вывод результатов поиска происходит за 1 мин. Смоделировать процесс работы системы за 8 ч.

Вариант 15

В вычислительный зал с интервалом времени 105 мин. Заходят пользователи, желающие произвести расчеты на ЭВМ. В зале имеется 8 ЭВМ, к одной ЭВМ подключен принтер. Время, необходимое для решения задачи и вывода результатов на печать, составляет 155 мин. Вывод результатов на печать не мешает проведению расчетов, время печати составляет 32 мин. В зал не допускается более 10 студентов. Смоделировать процесс обслуживания 100 пользователей. Подсчитать число пользователей, не нашедших свободного места в очереди. Определить среднее число пользователей в очереди, а также коэффициенты загрузки всех ЭВМ и принтера.

Вариант 16

Изготовление деталей определенного вида включает длительный процесс сборки, который заканчивается коротким периодом обжига в печи. Поскольку эксплуатация печи обходится очень дорого, несколько сборщиков используют одну печь, в которой одновременно можно обжигать только одну деталь. Сборщик не может начать новую сборку, пока не вытащит из печи предыдущую деталь. Таким образом, сборщик работает в таком режиме:

1) собирает следующую деталь;

2) ожидает возможности использования печи по принципу FIFO;

3) использует печь;

4) возвращается к п. 1.

Время, необходимое на выполнение различных операций: сборка – 30±5 мин.; обжиг – 8±2 мин.

Необходимо построить на GPSS модель описанного процесса. Определить оптимальное число сборщиков, использующих одну печь, т.е. такое количество, которое дает наибольшую прибыль при моделировании в течение 40 часов модельного времени. Предполагается, что в течение рабочего дня нет перерывов, а рабочими днями являются все дни (без выходных).

Вариант 17

Вычислительная система состоит из трех ЭВМ. С интервалом 3 ± 1 мин в систему поступают задания, которые с вероятностями Р₁= 0,4, P₂= P₃= 0,3 адресуются одной из трех ЭВМ. Перед каждой ЭВМ имеется очередь заданий, длина которой не ограничена. После обработки задания на первой ЭВМ оно с вероятностью P₁₂ = 0,3 поступает в очередь ко второй ЭВМ и с вероятностью P₁₃ = 0,7 – в очередь к третьей ЭВМ. После обработки на второй или третьей ЭВМ задание считается выполненным. Продолжительность обработки заданий на разных ЭВМ характеризуется интервалами времени: Т₁= 7 ± 4 мин, T₂= 3 ± 1 мин, T₃=5 ± 2 мин. Смоделировать процесс обработки 200 заданий. Определить максимальную длину каждой очереди и коэффициенты загрузки ЭВМ.