- •Применение пакета gpss при моделировании систем телекоммуникаций
- •Содержание
- •Введение
- •1 Система имитационного моделирования gpss World
- •1.1 Основы построения системы моделирования gpss World
- •1.2 Синтаксис языка gpss
- •1.3 Объекты имитационной модели
- •1.4 Структура модели на gpss world
- •2 Организация процесса моделирования в gpss world
- •2.1 Транзакты - динамические объекты системы
- •2.2 Системные числовые атрибуты
- •2.3 Модельное время
- •2.4 Списки
- •2.5 Внутренняя организация gpss
- •2.6 Библиотечные генераторы случайных чисел
- •2.7 Запуск и завершение моделирования
- •3 Команды gpss
- •3.1 Команды описания и управления
- •3.7 Команда halt
- •4 Операторы блоков
- •4.1 Блоки, связанные с транзактами
- •4.2 Блоки, связанные с аппаратными объектами
- •4.3 Блоки, предназначенные для сбора статистических данных
- •4.4 Блоки, изменяющие маршрут
- •5 Gpss-модели систем телекоммуникации
- •5.1 Имитационная модель простой телефонной системы
- •5.1.1 Постановка задачи
- •5.1.2 Листинг программы
- •5.1.3 Анализ работы модели
- •5.2 Исследование на имитационной модели работы телефонной сети
- •5.2.1 Постановка задачи
- •5. 2. 2 Листинг программы
- •5.2.3 Анализ работы телефонной системы
- •5.3 Моделирование работы переговорного пункта
- •5 .3.1 Постановка задачи
- •5. 3. 2 Листинг программы
- •5.3.3 Анализ работы модели
- •5.4. Модель частной телефонной станции
- •5.4.1 Постановка задачи
- •5. 4. 2 Листинг программы
- •5.4.3 Анализ работы модели
- •5.5 Имитационное моделирование сети Ethernet
- •5.5.1 Постановка задачи
- •5.5.2 Листинг программы
- •5.5.3 Запуск модели
- •5.5.4 Анализ результатов базовой модели
- •5.6 Модель вычислительной системы с несколькими абонентскими
- •Список литературы
1.3 Объекты имитационной модели
Объекты в моделируемой системе предназначены для различных целей. Выбор объектов зависит от характеристик модели и от разработчика программы. Объекты подразделяются на 7 категорий и 15 типов.
Основными объектами, без которых не может быть построена GPSS-модель, являются:
1) блоки - объекты GPSS-модели, определяющие совокупность действий, которая должна быть выполнена в модели в соответствии с заданными в операторе параметрами;
2) транзакты - динамические объекты, движущиеся в GPSS-модели от одного оператора (блока) к другому в заданной последовательности.
Объекты GPSS модели:
КАТЕГОРИИ |
ТИПЫ ОБЪЕКТОВ |
ДИНАМИЧЕСКАЯ |
ТРАНЗАКТЫ |
ОПЕРАЦИОННАЯ |
БЛОКИ |
АППАРАТНАЯ |
ОДНОКАНАЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА, ПАМЯТИ(МНОГОКАНАЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА), ЛОГИЧЕСКИЕ КЛЮЧИ |
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ |
ПЕРЕМЕННЫЕ, ФУНКЦИИ, ГЕНЕРАТОРЫ СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ |
СТАТИСТИЧЕСКАЯ |
ОЧЕРЕДИ, ТАБЛИЦЫ |
ЗАПОМИНАЮЩАЯ |
ЯЧЕЙКИ, МАТРИЦЫ ЯЧЕЕК |
ГРУППИРУЮЩАЯ |
ЧИСЛОВЫЕ ГРУППЫ, ГРУППЫ ТРАНЗАКТОВ, СПИСКИ |
Рисунок 1.1 - Классификация объектов GPSS-модели
Объектами аппаратной категории являются:
- одноканальные устройства - объекты, которые могут находиться в одном из двух состояний: свободном или занятом; занятие и освобождение прибора транзактом выполняется в GPSS-модели с помощью операторов SEIZE и RELEASE;
- многоканальные устройства - объекты, состоящие из множества элементов, которые занимаются и освобождаются транзактами, при этом один транзакт может занять один или несколько элементов памяти, но не более чем её ёмкость; при моделировании систем массового обслуживания «память» используется для имитации процессов занятия и освобождения приборов многоканальных СМО; ёмкость памяти задается в области описания GPSS-модели с помощью оператора STORAGE, а занятие и освобождение элементов «памяти» транзактом - с помощью операторов ENTER и LEAVE;
- логические ключи - объекты, которые могут находиться только в двух состояниях: «включен» или «выключен»; включение, выключение или инвертирование ключа осуществляется с помощью оператора LOGIC.
- очереди - объекты, используемые для накапливания транзактов, находящихся в состоянии ожидания какого-то события, например, освобождения прибора или памяти; при моделировании систем массового обслуживания «очередь» используется для имитации процессов ожидания перед обслуживающими приборами; следует иметь в виду, что понятие «очередь» весьма относительное, поскольку в действительности транзакты, ожидающие освобождения прибора или памяти, заносятся в «список задержки» соответствующего прибора или памяти, при этом формирование списков задержки, то есть занесение в очередь и удаление из очереди, происходит автоматически, независимо от наличия операторов QUEUE и DEPART; последние используются только с целью сбора статистики по очередям путем фиксирования моментов поступления транзакта в очередь и удаления его из очереди;
К числовым объектам GPSS-модели относятся:
- ячейки - объекты для хранения величин, которым могут быть присвоены некоторые значения;
- матрицы - объекты для хранения массивов элементов размерности от 2 до 6;
переменные - объекты для хранения величин, значения которых вычисляются на основе некоторого заданного выражения; переменные описываются с помощью операторов VARIABLE (арифметическая переменная), FVARIABLE (арифметическая переменная c плавающей точкой), BVARIABLE (булева переменная);
- функции - объекты, позволяющие вычислять значения в зависимости от некоторого аргумента; функции описываются с помощью оператора FUNCTION;
- таблицы - объекты, используемые для построения гистограммы плотности распределения случайной величины и представляющие собой набор чисел, отображающих частоту попадания значений случайной величины в тот или иной частотный диапазон (интервал); таблицы описываются с помощью оператора TABLE.
Генераторы случайных (точнее, псевдослучайных) чисел представляют собой объекты GPSS-модели, которые можно разделить на три группы:
- встроенные генераторы равномерно распределённых в интервале (0; 1) случайных чисел, основанные на мультипликативном конгруэнтном методе, с длиной периода 2 147 483 646; количество таких генераторов равно 999, причём номер генератора (от 1 до 999) определяет начальное число для запуска генератора; при обращении к генератору с помощью системного числового атрибута (СЧА) RNj, где j - номер генератора, вырабатываются целочисленные случайные величины в интервале (0; 999);
- библиотечные генераторы случайных чисел с конкретными законами распределений, реализованные в виде встроенных библиотечных процедур количеством более 20;
- табличные генераторы случайных чисел с произвольными законами распределений, реализуемые пользователем в виде таблиц с помощью оператора описания FUNCTION.
Кроме перечисленных объектов, при разработке больших сложных GPSS-моделей дополнительно могут использоваться групповые списки, включающие в себя:
- списки пользователя;
- числовые группы;
- группы транзактов,
- потоки данных.
Объекты в GPSS-модели могут формироваться автоматически, либо должны объявляться с использованием специальных команд - операторов описания. К объявляемым объектам относятся: памяти, переменные, матрицы, таблицы, функции, а также параметры транзактов.
