Контрольные вопросы

1. Что представляет собой многоканальная разомкнутая СМО?

2. Как осуществляется моделирование имитационной модели СМО?

3. Что представляет собой имитационная модель разомкнутой СМО?

4. Какому закону распределения подчиняется время обслуживания?

1. Цель курсового проекта, общее задание и тематика работ

Цель курсового проектирования – закрепление знаний по математическим и программным средствам системного моделирования, развития практических навыков комплексного решения задач исследования и проектирования систем.

В задачи курсового проекта входят: постановка и проведение имитационных экспериментов с моделями процессов функционирования систем, принятие экономически и технически обоснованных решений, анализ научно-технической литературы в области системного моделирования, подготовка текстовой и графической программной документации. Курсовой проект должен быть выполнен с использованием языка моделирования GPSS (General Purpose Simulating System).

Тематика курсовых проектов включает в себя моделирование работы экономической системы для оценки характеристик процесса функционирования системы.

Тематика курсового проектирования может быть дополнена студентами и руководителями; задания могут содержать элементы исследования методов решения задач, алгоритмов, средств моделирования системы.

Перечень рекомендуемой литературы и стандартов приведён в данной методической разработке.

2. Содержание курсового проекта

Курсовой проект должен содержать следующие разделы:

Введение;

1. Постановка задачи моделирования;

2. Функциональная схема моделирования системы;

3. Структурная схема модели в символике Q-схем;

4. Метод построения модели;

5. Описание GPSS-модели;

   1. Блок-диаграмма модели;

   2. Описание GPSS-программы

6. Анализ результатов моделирования;

Заключение;

Список использованной литературы;

Приложение 1 (листинг программы);

Приложение 2 (листинг результатов работы программы).

3. Требования к оформлению курсового проекта и содержанию разделов

Курсовой проект должен быть оформлен в виде пояснительной записки на листах формата А4 (210х297 мм); допускается использование потребительских форматов писчей бумаги. Текст должен быть расположен с одной стороны листа.

Пояснительная записка должна содержать:

- титульный лист (пример см. в приложении 1),

- бланк задания, подписанный руководителем и студентом (шаблон см. в приложении 2),

- реферат с рамкой и угловым штампом (пример см. в приложении 3)

- страницу содержания,

- разделы в соответствии с вышеуказанным содержанием курсового проекта,

- список использованной литературы, оформленный по примеру нижеприведённого списка,

- приложения.

Оформление курсового проекта должно соответствовать изложенным здесь требованиям и требованиям стандартов [1 - 6].

Схемы должны быть снабжены комментариями, раскрывающими состав данных, с которыми работает каждый из алгоритмов, и выполняемых операций.

Блок-диаграмма должна быть оформлена на листах формата А4 согласно стандартам, вшита в пояснительную записку в разделе 5.1. или как приложение и снабжена комментариями.

Основные надписи (угловые штампы) в пояснительной записке и на чертежах должны быть заполнены с использованием следующих кодов видов документов: 81 – пояснительная записка, 91 – схема блок-диаграммы.

Пример записи кодового обозначения в основной надписи чертежа приведён на рис.1.

Рис.1 – кодовое обозначение в основной надписи чертежа

Введение содержит постановку задачи, анализ актуальности и цели моделирования системы. Во введении может содержаться краткий анализ возможных методов решения поставленной задачи.

В разделе 1 должна быть сделана постановка общей задачи моделирования системы и частных задач в соответствии с вариантом задания, указаны значения констант и ограничения, если они заданы или определены в процессе моделирования системы.

В разделе 2 приводится функциональная схема моделирования системы, которая отображает входной поток данных, процесс обработки данных и выходной поток данных. Функциональную схему необходимо прокомментировать, указав цель моделирования системы.

В разделе 3 необходимо представить структурную схему модели в символике Q-схем (типовые математические схемы систем массового обслуживания).

Системы массового обслуживания представляют собой класс математических схем, разработанных в теории массового обслуживания и различных приложениях для формализации процессов функционирования систем, которые по своей сути являются процессами обслуживания. В качестве процесса обслуживания могут быть представлены различные процессы функционирования экономических, производственных, технических и других систем (потоки поставок продукции некоторому предприятию, потоки прихода клиентов в банк и т.д.). При этом характерным для работы таких объектов является случайное появление заявок на обслуживание и завершение обслуживания в случайные моменты времени. В любом элементарном акте обслуживания можно выделить две основные составляющие: ожидание обслуживания и собственно обслуживание заявки. Это можно изобразить в виде некоторого i-го прибора обслуживания П_i, (рис.2) состоящего из накопителя заявок H_i , в котором может одновременно находиться заявок, где - емкость i-го накопителя, и канала обслуживания заявок (или просто канала) K_i . На каждый элемент прибора обслуживания П_i поступают потоки событий: в накопитель H_i – поток заявок w_i, на канал K_i – поток обслуживаний u_i .

Рис. 2. Прибор обслуживания

Потоком событий называется последовательность событий, происходящих одно за другим в какие-то случайные моменты времени. Связи между элементами Q-схемы изображают в виде стрелок (линий потока, отражающих направление движения заявок).

В практике моделирования систем, имеющих более сложные структурные связи и алгоритмы поведения, для формализации используются не отдельные приборы обслуживания, а Q-схемы, образуемые композицией многих элементарных приборов обслуживания П_i (сети массового обслуживания). Если каналы K_i различных приборов обслуживания соединены параллельно, то имеет место многоканальное обслуживание.

Различают замкнутые и разомкнутые Q-схемы. В разомкнутой Q-схеме выходной поток обслуженных заявок не может снова поступить на какой-либо элемент, т.е. обратная связь отсутствует, а в замкнутых Q-схемах имеются обратные связи, по которым заявки двигаются в направлении, обратном движении вход-выход.

Для задания Q-схемы также необходимо описать алгоритмы ее функционирования, которые определяют набор правил поведения заявок в системе в различных неоднозначных ситуациях. В зависимости от места возникновения таких ситуаций различат алгоритмы ожидания заявок в накопителе H_i и обслуживания заявок каналом K_i каждого элементарного обслуживающего прибора П_i Q-схемы. Неоднородность заявок, отражающая процесс в той или иной реальной системе, учитывается с помощью введения классов приоритетов. Исходя из правил выбора заявок из накопителя H_i на обслуживание каналом K_i, можно выделить относительные и абсолютные приоритеты. Относительный приоритет означает, что заявка с более высоким приоритетом, поступившая в накопитель H_i, ожидает окончания обслуживания предшествующей заявки каналом K_i и только после этого занимает канал. Абсолютный приоритет означает, что заявка с более высоким приоритетом, поступившая в накопитель H_i, прерывает обслуживание каналом K_i заявки с более низким приоритетом и сама занимает канал (при этом вытесненная из K_i заявка может либо покинуть систему, либо может быть снова записана на какое-то место в H_i). На рис.3 приведены различные варианты Q-схем (систем массового обслуживания).

Рис.3 – варианты систем массового обслуживания(Q-схем)

На рисунке использованы следующие обозначения:

И – источник заявок (транзактов);

Н – накопитель заявок;

_i – интенсивность i-того потока заявок (потоки заявок в общем случае могут иметь различные виды как дискретных, так и непрерывных распределений времени прихода заявок);

_j – интенсивность обслуживания в j-том канале (время обслуживания в объем случае может также иметь различные виды распределений);

L_k – емкость k-того накопителя.

В разделе 4 необходимо определить количество каналов системы, ограничения потока заявок, приоритеты одних заявок перед другими, возможность отказа от обслуживания заявок при превышении длины очереди или емкости накопителя. Следует описать процесс функционирования модели системы в виде потока сообщений с использованием блоков языка моделирования GPSS.