Лабораторная работа «Моделирование информационной системы офиса»
Цель лабораторной работы – изучить методику разработки моделей сложных систем на основе концепции массового обслуживания и получить практические навыки создания таких моделей с использованием инструментальных средств системы моделирования ARENA..
Лабораторная работа выполняется в компьютерном классе ИВЦ ГУУ и, по возможности, с использованием имеющихся у студентов средств вычислительной техники (десктопы, ноутбуки, нетбуки).
Лабораторная работа выполняется в 8 этапов:
Получение задания на выполнение лабораторной работы.
Словесное описание моделируемого объекта.
Концептуальное описание моделируемого объекта в терминах массового обслуживания.
Построение и отладка модели-программы.
Экспериментальные прогоны модели-программы.
Анализ полученных результатов и формулирование выводов.
Подготовка отчета по лабораторной работе.
Защита отчета по лабораторной работе.
1. Задание на выполнение лабораторной работы
В качестве объекта моделирования рассматривается система информационного обеспечения офиса (рис. 1), которая имеет в своей основе локальную вычислительную сеть (ЛВС) в составе сервера и трех автоматизированных рабочих мест (АРМ), объединенных общей шиной (каналом связи).
Рис. 1. Структура информационной системы офиса на основе ЛВС
Запросы на информационное обслуживание вводятся через АРМ’ы, имеющие свои собственные базы данных, ограниченные по объему и составу хранимой информации.
Если в базе данных АРМ имеются необходимые сведения, то запрос полностью обрабатывается самим АРМ’ом с выдачей полученных результатов пользователю.
В противном случае запрос через канал связи передается на сервер, где обрабатывается, после чего результаты обработки возвращаются через канал связи на соответствующий АРМ для выдачи пользователю. После передачи запроса на сервер АРМ приступает к обработке следующего запроса. Выдача пользователю результатов, полученных от сервера, АРМ’ом осуществляется приоритетно по отношению к обработке поступающих не него запросов.
Для хранения запросов, поступающих на АРМ’ы в периоды их занятости, последние имеют соответствующие накопители.
Для хранения запросов, поступающих на сервер по каналу связи в период его занятости, последний имеет входной накопитель ограниченной емкости. Если входной накопитель сервера заполнен, то поступивший запрос игнорируется и в последующем не обрабатывается.
Для хранения обработанных сервером запросов с результатами обработки в периоды занятости канала связи имеется выходной накопитель сервера неограниченной емкости.
Канал связи не имеет накопителя и может принимать запросы на передачу лишь тогда, когда он свободен.
Описанное функционирование системы представлено на рис. 2.
Рис. 2. Порядок обработки запросов
Для каждого АРМ заданы параметры, варианты значений которых представлены в табл. 1 – 7. При этом предполагается, что интервалы между моментами поступления запросов являются случайными величинами с экспоненциальным законом распределения. Аналогичное утверждение касается времени обслуживания запросов всеми устройствами системы.
Таблица 1
Среднее значение интервала времени поступления запросов на АРМ, сек
№ п/п |
Значение параметра для |
||
АРМ1 |
АРМ2 |
АРМ3 |
|
1 |
68 |
61 |
64 |
2 |
34 |
52 |
60 |
3 |
65 |
30 |
58 |
4 |
50 |
65 |
31 |
Таблица 2
Вероятность нахождения запрашиваемой информации в базе данных АРМ
№ п/п |
Значение параметра для |
||
АРМ1 |
АРМ2 |
АРМ3 |
|
1 |
0,75 |
0,6 |
0,4 |
2 |
0,65 |
0,3 |
0,45 |
3 |
0,6 |
0,5 |
0,2 |
4 |
0,35 |
0,65 |
0,5 |
Таблица 3
Среднее значение времени первичной обработки запроса на АРМ, сек
№ п/п |
Значение параметра для |
||
АРМ1 |
АРМ2 |
АРМ3 |
|
1 |
3 |
3,5 |
4 |
2 |
1,5 |
3 |
4,5 |
3 |
3,5 |
1,75 |
3,75 |
4 |
4 |
3 |
2 |
Таблица 4
Среднее значение времени передачи запроса на сервер, сек
№ п/п |
Значение параметра для |
||
АРМ1 |
АРМ2 |
АРМ3 |
|
1 |
2,5 |
3,5 |
2 |
2 |
1,5 |
3 |
2,5 |
3 |
3 |
1,5 |
2 |
4 |
2 |
3 |
1,5 |
Таблица 5
Среднее значение времени обработки запроса на сервере, сек
№ п/п |
Значение параметра для |
||
АРМ1 |
АРМ2 |
АРМ3 |
|
1 |
26 |
31 |
28 |
2 |
13 |
27 |
30 |
3 |
24 |
15 |
25 |
4 |
30 |
25 |
14 |
Таблица 6
Среднее значение времени передачи данных с сервера на АРМ, сек
№ п/п |
Значение параметра для |
||
АРМ1 |
АРМ2 |
АРМ3 |
|
1 |
2,7 |
3 |
2,2 |
2 |
1,4 |
2,8 |
2,5 |
3 |
2,5 |
1,5 |
2 |
4 |
3 |
2,8 |
1,2 |
Таблица 7
Среднее значение времени обработки запроса на АРМ, сек
№ п/п |
Значение параметра для |
||
АРМ1 |
АРМ2 |
АРМ3 |
|
1 |
26 |
20 |
13,5 |
2 |
13 |
18 |
15 |
3 |
24 |
10 |
18 |
4 |
20 |
22 |
10 |
Набор значений параметров для конкретного варианта задания определяется по табл. 8.
Таблица 8
Варианты заданий
Номер варианта |
Строка параметров из таблицы |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
1 |
1 |
2 |
3 |
4 |
1 |
2 |
3 |
2 |
2 |
3 |
4 |
1 |
2 |
3 |
4 |
3 |
3 |
4 |
1 |
2 |
3 |
4 |
1 |
4 |
4 |
1 |
2 |
3 |
4 |
1 |
2 |
5 |
3 |
2 |
1 |
4 |
3 |
2 |
1 |
6 |
4 |
3 |
2 |
1 |
4 |
3 |
2 |
7 |
1 |
4 |
3 |
2 |
1 |
4 |
3 |
8 |
2 |
1 |
4 |
3 |
2 |
1 |
4 |
9 |
1 |
3 |
2 |
4 |
1 |
3 |
2 |
10 |
3 |
2 |
4 |
1 |
3 |
2 |
4 |
11 |
2 |
4 |
1 |
3 |
2 |
4 |
1 |
12 |
4 |
1 |
3 |
2 |
4 |
1 |
3 |
13 |
4 |
2 |
3 |
1 |
4 |
2 |
3 |
14 |
2 |
3 |
1 |
4 |
2 |
3 |
1 |
15 |
3 |
1 |
4 |
2 |
3 |
1 |
4 |
16 |
1 |
4 |
2 |
3 |
1 |
4 |
2 |
17 |
1 |
4 |
3 |
2 |
1 |
4 |
3 |
18 |
4 |
3 |
2 |
1 |
4 |
3 |
2 |
19 |
3 |
2 |
1 |
4 |
3 |
2 |
1 |
20 |
2 |
1 |
4 |
3 |
2 |
1 |
4 |
21 |
1 |
1 |
2 |
2 |
3 |
3 |
4 |
22 |
1 |
2 |
2 |
3 |
3 |
4 |
4 |
23 |
1 |
2 |
3 |
3 |
4 |
4 |
1 |
24 |
1 |
2 |
3 |
4 |
4 |
1 |
2 |
25 |
1 |
1 |
1 |
2 |
2 |
2 |
3 |
В соответствии с номером варианта выполняемого задания из табл. 1 – 7 выбираются строки со значениями параметров и заполняется табл. 9.
Таблица 9
Значения параметров информационной системы
Наименование параметра |
Значение параметра для |
||
АРМ1 |
АРМ2 |
АРМ3 |
|
Среднее значение интервала времени поступления запросов на АРМ, сек |
|
|
|
Вероятность нахождения запрашиваемой информации в базе данных АРМ |
|
|
|
Среднее значение времени первичной обработки запроса на АРМ, сек |
|
|
|
Среднее значение времени передачи запроса на сервер, сек |
|
|
|
Среднее значение времени обработки запроса на сервере, сек |
|
|
|
Среднее значение времени передачи данных с сервера на АРМ, сек |
|
|
|
Среднее значение времени обработки запроса на АРМ, сек |
|
|
|
Эффективность функционирования информационной системы и ее компонентов оценивается по значениям следующих показателей:
– вероятность результативной обработки запросов с конкретного АРМ;
– вероятность потери запросов с конкретного АРМ и в ЛВС в целом;
– среднее время обработки запросов с конкретного АРМ, сек;
– коэффициент загрузки конкретного АРМ;
– коэффициент загрузки канала связи;
– коэффициент загрузки сервера.
Требуется:
1. Оценить изменение значений указанных показателей в связи с изменениями значения емкости входного накопителя сервера в диапазоне от 1 до 5 с шагом изменения 1.
2. Оценить и сравнить значения показателей эффективности системы
– при полностью централизованной обработке данных (все запросы обрабатываются на сервере);
– при полностью децентрализованной обработке (в базах данных АРМ’ов имеется вся необходимая информация).
Емкость входного накопителя сервера принять равной 5.