1. Общие сведения о моделировании вс

Для анализа и исследования ВС¹ обычно применяется аналитическое и имитационное моделирование. Под аналитическим моделированием обычно понимается описание системы в терминах некоторой математической теории, например, теории массового обслуживания или теории дифференциальных уравнений. Имитационное моделирование является описанием системы на языке моделирования.

1. Свойства аналитических моделей

Аналитические модели ВС, основанные на представлении исследуемых систем в виде экспоненциальных стохастических сетей, очень важны в решении задач анализа и синтеза ВС. Однако эти модели стоятся с использованием ряда допущений, которые ведут к уменьшению адекватности всей модели в целом:

1. Представление потоков заявок как простейших. Отсутствие последействия.

2. Предположение об экспоненциальном распределении длительности обслуживания заявок.

3. Однородность потока. Отсутствие приоритетов заявок.

4. Невозможность представления в аналитических моделях обслуживания заявок одновременно несколькими приборами.

5. Трудности получения зависимостей в явной аналитической форме при большом числе систем в сети.

См. также «Основы теории вычислительных систем», § 10.1, «Свойства аналитических моделей».

2. Принципы имитационного моделирования

Имитационная модель – это описание объекта исследования на некотором языке. Составными частями имитационной модели являются описания: элементов, образующих систему; структуры системы, т.е. совокупности связей элементами; свойств среды, в которой функционирует исследуемая система.

При проведении имитационного моделирования можно выделить следующие три этапа:

1. Создание концептуальной модели.

2. Разработка имитационной модели.

3. Моделирование и получение отчета.

При разработке имитационной модели в настоящее время используются следующие направления:

1. Построение модели с использованием обычного языка программирования. Модель является обычной программой, которая имитирует работу системы.

2. Представление имитационной модели в качестве совокупности взаимосвязанных СМО², имитирующих работу ВС. По сути, моделью является набор входных данных для программы моделирования, что сводиться к формальному кодированию СИМ³.

3. Построение модели с использованием специализированного языка системного моделирования.

В решении задач синтеза и оптимизации ВС имитационное моделирование широко применяется как средство оценки последовательных вариантов синтезируемых или оптимизируемых систем. В этих случаях имитационное моделирование заменяет физический эксперимент.

См. также «Основы теории вычислительных систем», § 10.1, «Принципы имитационного моделирования».

2. Сетевые имитационные модели

В СИМ могут использоваться элементы следующих типов: источники заявок, приемники заявок, устройства, память и узлы. Рассмотрим более подробно каждый тип элементов.

См. также «Основы теории вычислительных систем», § 10.2.

1. Заявки и источники заявок

Заявка в сетевой модели имитирует задачу и работу в реальной ВС. Заявка генерируется источником заявок и прекращает свое существование в приемнике заявок. Заявка в ВС характеризуется параметрами:

1. Тип (TYPE)

2. Абсолютный приоритет (AP)

3. Относительный приоритет (RP)

4. Время создания (T₀)

5. Время ближайшего события (T_S)

6. Связка заявки с другими заявками (LINK)

Параметры TYPE, AP и RP могут быть заданы через параметры источника. Параметры T₀, T_S и LINK могут быть заданы только в момент начала моделирования и в совокупность данных сетевой модели не входят.

Заявки могут быть созданы источниками заявок. Всего существует четыре разновидности источников.