1 Система имитационного моделирования gpss World

 

1.1 Основы построения системы моделирования gpss World

 

GPSS (General Purpose Simulation System) – это  система имитационного моделирования, которая  предназначена для разработки моделей сложных систем с дискретным  характером функционирования.  Система дает возможность проведения экспериментов с целью изучения свойств и закономерностей процессов, протекающих в них, а также выбора наилучшего  решения среди нескольких возможных вариантов.

Одной из наиболее  известных версий GPSS  является GPSS World, предназначенная для работы на персональных компьютерах под управлением ОС Windows. Учебную версию GPSS World  можно получить на портале www.minutaimansoftware.com/downloard.  

GPSS World содержит специальные средства для моделирования большого класса дискретных систем со стохастическим характером функционирования.

В состав системы имитационного моделирования GPSS World входят:

          - язык GPSS -  язык имитационного модели­рования высокого уровня;

          - язык PLUS  - язык программирования низкого уровня, встроенный в GPSS;

           - компилятор - программа для трансляции (перевода) с языка высокого уровня на язык компьютера.

GPSS World является объектно-ориентированным языком. В совокупность его объектов входят объекты «Модель», используемые для создания объектов «Процесс моделирования». Объекты «Процесс моделирования» используются, в свою очередь, для осуществления процесса моделирования и создания объектов «Отчет». Текстовые объекты могут применяться в качестве подключаемых файлов для совместного использования в различных моделях и для создания библиотеки исходных текстов пользователя.

         «Модель»  - программа, которая написана на языке GPSS и  представляет    собой последовательность операторов, соответствующих логике работы моделируемой системы. Каждый  оператор реализует определенную  функцию.

В  результате трансляции модели,  после выполнения команды Create Simulation (создать процесс моделирования) формируется объект GPSS World «Процесс моделирования».

          Результаты моделирования содержатся в объекте «Отчёт», который создается автоматически после завершения процесса моделирования. Текстовый файл, служащий для упрощения разработки больших моделей и формирования библиотеки исходных текстов, формирует «Текстовый объект». 

Для того чтобы смоделировать систему, нужно описать ее в терминах GPSS. После этого симулятор генерирует транзакты (динамические объекты системы), продвигает их через заданные блоки  и выполняет действия, соответствующие блокам. Каждое продвижение транзакта является событием, которое должно произойти в определенный момент времени. Симулятор регистрирует время наступления каждого события, затем производит обработку событий в правильной хронологической последовательности.

 

1.2 Синтаксис языка gpss

                

В GPSS World предусмотрен ряд элементов языка, удобных при разработке сложных моделей.

Язык  GPSS World содержит следующие элементы:

           - символы:  цифры от 0 до 9, а также прописные и строчные латинские буквы от «А» до «Z»;

           - имя - совокупность алфавитно-цифровых символов (от 1 до 200), всегда начинающаяся с буквы  латинского алфавита;  рекомендуется   использовать символ «_» (подчеркивание), чтобы избежать совпадения имени со служебными терминами; примеры  имен: АС_34, R71, CАNAL, W5F, Q_Ne22;

           -  метка - имя, расположенное в поле метки оператора для обозначения местоположения блока или задания имени объекта GPSS-модели;

           - переменная пользователя - имя, используемое в процессе моделирования для хранения числовых и строковых величин;

- арифметические операторы - задают арифметические операции (перечислены в порядке приоритетности выполнения операций):

1) ^ (возведение в степень);

2) # (умножение);

         3)  / (деление);

         4) \ (целочисленное деление);

         5) @ (остаток от деления);

6) + (сложение),

7) - (вычитание);

- системные числовые атрибуты (СЧА) - переменные, описыва­ющие состояния процесса моделирования, автоматически поддерживаемые в GPSS и доступные в течение всего процесса моделирования;

- операторы отношения задают логические условия (перечислены в порядке приоритетности выполнения операций):

1) > или 'G' (больше);

2) >= или 'GE' (больше или равно);

3) < или 'L' (меньше);

4) <= или 'LE' (меньше или равно);

5) = или 'E' (равно);

6) != или 'NE' (не равно);

- логические операторы задают логические операции (перечислены в порядке приоритетности выполнения операций):

& или 'AND' (логическое «И»);

| или 'OR' (логическое «ИЛИ»);

- выражения - часть языка PLUS: представляют собой совокуп­ность переменных, чисел и СЧА, связанных арифметическими оператора­ми, логическими операторами и операторами отношения; могут исполь­зоваться в операндах операторов GPSS и в PLUS-процедурах; всегда заключаются в круглые скобки;

- процедуры - программы на языке PLUS (PLUS-процедуры), встроенные в GPSS World (стандартная процедура) или созданные поль­зователем (пользовательская процедура); обращение к процедуре осущест­вляется путем задания в качестве операнда GPSS-операторов имени процедуры с её параметрами; библиотека стандартных процедур включает:

         - обслуживающие   процедуры   для   управления прогонами процессов моделирования и анализа экспериментов;

         - математические процедуры: ABS (абсолютное значение), EXP (степень экспоненты), INT (целая часть), LOG (натуральный логарифм), SQR (квадратный корень), SIN (синус), COS (косинус), TAN (тангенс), ATN (арктангенс);

         - процедуры запроса для получения информации о состоянии находящегося в модели транзакта;

         - строковые процедуры для операций со строками;

         - процедуры потоков данных для управления потоками данных

внутри PLUS-процедуры;

         - процедуры динамического вызова для вызова функций, хранящихся во внешних исполняемых файлах, включая динамически подключаемые библиотеки DLL;

         - вероятностные распределения.