
- •1. Введение.
- •2. Основы теории массового обслуживания
- •2.1. Основные компоненты моделей массового обслуживания.
- •2.2. Входные и выходные потоки в смо.
- •2.3. Стохастические процессы чистого рождения и чистой гибели.
- •2.4. Формализация смо.
- •2.5. Модель ( м / м / 1 ) : ( gd / ¥ / ¥ ).
- •2.6. Модель ( м / м / 1 ) : ( gd / n / ¥ ).
- •2.7. Модель ( м / м / с ) : ( gd / ¥ / ¥ ).
- •3. Описание алгоритма.
- •4. Структура программы.
- •5. Краткие сведения о рабочих листах программы.
- •6. Расчет операционных характеристик смо и имитационное моделирование их работы
- •7. Задание для лабораторной работы и структура отчета.
- •8. Литература
4. Структура программы.
После запуска программы из среды Excel, на экране появится заставка “Системы Массового Обслуживания” с тремя кнопками:
“О программе”
“Новый расчет”
“Загрузить данные предыдущего расчета”
Нижняя часть экрана (“полоса прокрутки”) содержит в себе названия листов которые доступны всей программе в любых окнах:
“Ввод”
“Вывод”
“Промежуточные”
“Исходные”
“Характеристики”
“Скрыть-показать”
Нажатие кнопки “О программе” приведет к появлению диалогового листа с краткими сведениями о технических характеристиках программы.
Нажатие кнопки “Новый расчет” приведет к подготовке программы для нового расчета, то есть будут очищены листы “Ввод”, “Вывод” и “Исходные”, программа активизирует лист “Ввод” с таблицей для ввода исходных данных.
Нажатие кнопки “Загрузить данные предыдущего расчета” приведет к подготовке программы для работы с данными предыдущего расчета, то есть будут загружены таблицы с предыдущими данными, активизирован лист “Ввод” и программа предложит продолжить работу с данными.
5. Краткие сведения о рабочих листах программы.
Лист “Ввод”.
Лист “Ввод” представляет собой таблицу для ввода исходных данных для расчета. Он состоит из основной таблицы и четырех вспомогательных кнопок, расположенных с правой стороны. Ввод данных производится в ячейках столбца “С” в строках с 4 по 17. В других ячейках произвести ввод не удастся, так как они защищены от записи. В случае ввода недопустимых значений программа выведет соответствующее сообщение и предложит сделать корректный ввод. Контрольный вывод исходных данных можно просмотреть на листе “Промежуточные”.
В таблицу исходных данных необходимо ввести следующую информацию:
1) число обслуживающих устройств;
2) максимально допустимая очередь;
3) количество обрабатываемых требований;
4) штраф за простой обслуживающего устройства;
5) штраф за отказ от обслуживания;
6) норматив пребывания требования в очереди;
7) премия за сокращение времени в очереди;
8) дисциплина очереди; допускаются следующие значения:
код 1 - дисциплина очереди ПЕРППО;
код 2 - дисциплина очереди ПОСППО;
код 3 - дисциплина очереди СОЗ;
9) закон распределения входного потока; допускаются следующие значения:
код 0 - детерминированный;
код 1 - равномерный на отрезке [a, b];
код 2 - нормальный N(a, s);
код 3 - показательный с параметром l;
10) 1-ый параметр входного потока; для детерминированного закона данный параметр игнорируется, для равномерного закона равен левой границе отрезка распределения a; для нормального закона равен математическому ожиданию a; для показательного закона равен интенсивности входного потока 1/l (то есть среднему интервалу времени между поступлениями требований в систему);
11) 2-ой параметр входного потока; для детерминированного и показательного законов данный параметр игнорируется, для равномерного закона равен правой границе отрезка распределения b; для нормального закона равен среднему квадратическому отклонению s;
12) закон распределения выходного потока; допускаются те же значения, что и для входного потока;
13) 1-ый параметр выходного потока; имеет тот же смысл для выходного потока, что и 1-ый параметр для входного потока;
14) 2-ой параметр выходного потока; имеет тот же смысл для выходного потока, что и 2-ой параметр для входного потока
15) удельная прибыль за обработку одного требования;
16) признак вывода результатов обработки; если признак равен 0, то промежуточные результаты не выводятся на лист “Исходные”; если признак равен 1 – выводятся.
По завершении ввода исходных данных необходимо сгенерировать исходные массивы, то есть входной и выходной потоки событий в соответствии с заданными в таблице исходных данных законами распределения. Для этого необходимо нажать кнопку “Генерация потоков событий”. Результаты генерации заносятся на лист “Исходные” и могут быть просмотрены и скорректированы в любое время работы программы.
Программа позволяет обрабатывать не сгенерированные массивы, а полученные из любых других источников. Для этого необходимо ввести компоненты входного и выходного потоков на лист “Исходные” обычными средствами Excel, без использования кнопки “Генерация потоков событий”.
Для начала моделирования системы необходимо нажать кнопку “Начать моделирование”. Это приведет к активизации листа “Вывод” и выводу на него результатов моделирования. В процессе обработки в таблице “Результаты расчета” содержатся текущие характеристики системы, а по окончанию расчета - результаты, относящиеся ко всему массиву данных в целом.
Результаты обработки каждого требования заносятся на лист “Исходные” (если признак вывода результатов обработки равен 1) и могут быть использованы для более подробного анализа работы системы.
Теоретический расчет операционных характеристик производится при нажатии кнопки “Операционные характеристики”. Отработка программы произойдет только в том случае, если входной и выходной потоки являются пуассоновскими.
В любой момент можно получить краткую справку, нажав кнопку “Справка”.
Вы можете выйти из программы нажав кнопку “Выйти из программы”. Нажатие этой кнопки приведет не только к закрытию программы, но и к автоматическому закрытию среды Excel.
Лист “Вывод”.
Лист “Вывод” служит для вывода результатов моделирования по всем требованиям (по каждому требованию результаты обработки можно просмотреть на листе “Исходные”).
В таблице “Результаты расчета” выводятся следующие данные:
1) среднее время пребывания в очереди;
2) среднее время пребывания в системе;
3) средняя длина очереди;
4) среднее число требований в системе;
5) максимальная длина очереди;
6) количество отказов;
7) критерий эффективности системы;
8) количество обработанных требований.
В процессе обработки в таблице “Результаты расчета” содержатся параметры, соответствующие текущему числу обработанных требований. По окончании расчета таблица содержит результаты для всего массива данных.
Можно получить краткую справку о листе, нажав кнопку “Справка”.
Выход их программы осуществляется при нажатии кнопки “Выйти из программы”. При этом происходит не только к закрытие программы, но и к автоматическое закрытие среды Excel.
Лист “Промежуточные”.
Лист “Промежуточные” предназначен для контрольного вывода исходных данных.
Лист “Исходные”.
Лист “Исходные” предназначен для вывода результатов генерации потоков событий и вывода результатов моделирования (по каждому требованию).
Лист “Характеристики”.
Лист “Характеристики” предназначен для вывода результатов теоретического расчета операционных характеристик СМО.
В таблице “Результаты расчета” выводятся следующие данные:
1) среднее время пребывания в очереди;
2) среднее время пребывания в системе;
3) средняя длина очереди;
4) среднее число требований в системе;
5) число отказов;
6) критерий.
Операционные характеристики СМО 1-4 данной таблицы определяются по формулам раздела 2 данной инструкции.
Число отказов nот при объеме входного потока требований n определяется по формуле (только для СМО с ограниченной очередью):
nот = npN ,
где pN – вероятность того, что в системе находится предельно допустимое число требований N.
Теоретическое значение удельного критерия эффективности вычисляется по формуле:
.
Рядом с таблицей “Результаты расчета” выводится таблица вероятностей pi того, что в системе находится i требований.
Лист “Скрыть-показать”.
Лист “Скрыть-показать” предназначен для написания модуля для открытия листа с текстом программы. Так как текст программы скрыт методами Excel то этот модуль должен содержать строки с кодом VBA.
Примечание. Принцип сохранения данных в программе реализован таким образом, что при больших расчетах (свыше 10000 требований) размер программы может значительно увеличиться по сравнению с первоначальным (до 20-25 Mb). Поэтому для компактного хранения программы целесообразно очищать листы “Исходные” и “Промежуточные”. В частности, это можно сделать, если перед выходом провести генерацию и моделирование на малом количестве требований.