22.Особенности построения моделирующего алгоритма q - схемы по принципу dz.

Построим синхронный моделирующий алгоритм. В качестве синхронизирующего элемента выберем выберем источник заявок И. В этом случае моменты времени t_n - просмотра элементов СМО будут совпадать с моментами времени t_m – поступления заявок в систему.

В момент времени t_n на вход 1-й фазы Q-схемы поступает очередная заявка из источника И. На протяжении времени t_n-1 - t_n в Q-схеме могли произойти изменения состояний ее накопителей и каналов.

Синхронный моделирующий алгоритм работает следующим образом:

В момент времени t_n источник И генерирует заявку, блок 3. Затем блок 5 должен передать управление блоку 7, а блок 7, по этой же причине, – блоку 8, который выполнит обслуживание заявки каналом К₃. После отработки блока 8 управление передается блоку 7, который по выходу "нет" передаст управление блоку 9, т.к. во второй фазе обработка не закончена. После блока 9 управление получит блок 5, который в свою очередь передаст управление блоку 6, т.к. обработка в 1-й фазе не закончена, поскольку во второй фазе могли освободиться каналы. После этого управление получает блок 6 генерации момента поступления заявок.

23.Особенности построения асинхронного моделирующего алгоритма q - схемы.

В данной схеме алгоритма дополнительно проверяется наличие свободных каналов в 1-й фазе (оператор 2). Если среди каналов 1-й фазы К_1,j есть свободные, то выбирается один из них и имитируется обслуживание, т.е. определяется время окончания обслуживания в этом канале (оператор 3). Затем фиксируется, что этот канал занят (оператор 4) и осуществляется переход к следующему шагу моделирования.

Если же оба канала 1-й фазы заняты, то проверяется условие о наличии свободных мест в накопителе H₁ (оператор 9). Если такие места есть, то имитируется запись заявки в накопитель H₁ (оператор 10), в противном случае фиксируется потеря заявки (оператор 11).

В этом случае переход к очередному шагу моделирования производится в моменты особых состояний: моменты окончания обслуживания заявок каналами или моменты поступления их из источника.

При таком принципе построения моделирующего алгоритма целесообразно процесс изменения состояний элементов Q-схемы рассматривать в направлении, противоположном направлению движения заявок в системе.

Отсчет системного времени производится следующим образом: t_n=min{min(t_н), min(t_k,j), min(t_s), t_m}

т.е. время очередного шага определяется как минимальное из:

ближайшего времени окончания хранения заявок в накопителях - min(t_н);

минимального времени окончания обслуживания заявок в каналах Q-схемы - min(t_k,j);

ближайшего момента завершения пребывания заявки в системе - min(t_s);

ближайшего времени поступления очередной заявки из источника в систему - t_m;

24.Агрегативный подход к описанию процессов функционирования систем.

А-схемы представляются в виде кусочно-линейных агрегатов (КЛА) и позволяют описать достаточно широкий класс процессов дающих возможность построения на их основе не только имитационных, но и аналитических моделей. А-схемы рассматривается как объект, который в каждый момент времени характеризуется внутренними состояниями; в изолированные моменты времени на вход агрегата А могут поступать входные сигналы, а с его выхода могут сниматься выходные сигналы. Класс КЛА выделяется с помощью конкретизации структуры множеств Z, X, Y, т. е. пространств состояний, входных н выходных сигналов соответственно, а также операторов переходов V, U, W и выходов G.

Если мы хотим описать процесс функционирования прибора обслуживания как КЛА, то основное состояние будет соответствовать числу заявок в приборе (П) [в накопителе (Н) и канале (К)], а вектор дополнительных координат будет содержать информацию о длительности пребывания заявки, ее приоритетности и др., т. е. ту информацию, значение которой необходимо для описания процесса z(t).

Основные преимущества агрегативного подхода состоят в том, что в руки разработчиков моделей и пользователей дается одна и та же формальная схема, т. е. А-схема. Это позволяет использовать результаты математических исследований процессов, описывающих функционирование агрегативных систем, при создании моделирующих алгоритмов и их программной реализации на ЭВМ. В настоящее время имеются разработки математического обеспечения, в основу которого положен агрегативный подход. Но при этом у пользователя всегда должна оставаться свобода в переходе от концептуальной к формальной модели. Таким образом, имеется возможность многовариантного представления процесса функционирования некоторой системы S в виде модели М, построенной на основе А-схем.

В основу моделирующего алгоритма А-схемы положен принцип просмотра состояний модели в моменты скачков, т. е. «принцип δz» («принцип особых состояний»). Работа такого блока сводится к выбору типа агрегата (АЕ, Ак, Ан, Лр и Ас), для которого реализуется дальнейшее «продвижение» при моделировании.

В схеме моделирующего алгоритма, имитирующего воздействие на систему S внешней среды Е, определяется, какое событие имело место, поступление или выдача сигнала из внешней среды, т. е. заявки входного потока в А-схему. При наступлении времени выдачи заявки она выдается в А-схему и генерируется интервал времени между моментом поступления новой заявки, при этом учитываются схемы моделирующих алгоритмов, имитирующих работу всех агрегатов. Работа этих схем полностью соответствует описанию процесса функционирования агрегатов. А также учитывается работа схем агрегатов выполняющих вспомогательные функции сопряжения всех агрегатов. Они реализуют взаимодействие основных агрегатов, разрешая или запрещая передачу сигналов между ними в зависимости от ситуации с учетом правил обмена сигналами в А-схеме. При этом в схемах предусмотрено тестирование ошибок, связанных с нарушением при задании исходных данных этих правил обмена сигналами в А-схеме.

Применение агрегативного подхода при моделировании систем дает ряд преимуществ по сравнению с другими, менее универсальными подходами.

Так, агрегативный подход в силу модульной структуры модели и дискретного характера обмена сигналами дает возможность использовать внешнюю память ЭВМ для хранения сведений о моделируемых объектах, что в значительной степени снижает ограничения по сложности, возникающие при попытке представить процесс функционирования моделируемой системы S в целом как последовательность взаимосвязанных системных событий для записи его в виде моделирующего алгоритма или на языке имитационного моделирования.

Объем программ имитации мало зависит от сложности моделируемого объекта, которая определяет лишь число операций, требуемых для реализации машинной модели Мм и объем памяти, необходимый для хранения сведений об агрегатах и их связях.

При агрегативном подходе возникают и некоторые трудности, связанные с организацией диалога пользователя с имитационной системой, так как представление моделируемой системы в виде А-схемы предполагает и структуризацию в соответствующем виде входных данных. Следовательно, пользователь, как и разработчик модели Мм должен владеть языком агрегативных систем для решения своих задач.

В перспективе агрегативный подход создает основу для автоматизации машинных экспериментов. Такая автоматизация может полностью или частично охватывать этапы формализации процесса функционирования системы S, подготовки исходных данных для моделирования, планирования и проведения машинных экспериментов, обработки и интерпретации результатов моделирования. Процесс автоматизации моделирования будет постепенным и поэтапным. Решение задачи автоматизации создает перспективы применения моделирования в качестве инструмента для повседневной работы инженера системотехника в сфере проектирования и эксплуатации информационных систем, систем сбора и обработки информации, систем автоматизации проектирования, систем автоматизации научных исследований и комплексных испытаний и т. д.