- •Моделирование систем Введение
- •Основные средства проектирование
- •1) Макетирование
- •2) Физ. Моделирование
- •3) Мат. Моделирование
- •Типовые задачи проектирования
- •Типовые этапы проектирования
- •Блочно-иерархическое проектирование.
- •Типовая блок-схема процесса проектирования.
- •Роль человека на разных этапах проектирования
- •Классификация уровней автоматизированного проектирования.
- •Модели элементов для разных уровней проектирования
- •Проектные процедуры и операции
- •Основные характеристики систем массового обслуживания.
- •Формулы Эрланга для смо с неограниченной очередью.
- •Имитационное моделирование смо методом Монте-Карло.
- •Методы моделирования случайных величин.
- •Моделирование случайных чисел распределенных равномерно в интервале (0,1).
- •Моделирование случайных чисел, распределенных по равномерному закону в произвольном интервале (a,b).
- •7. Моделирование непрерывных случайных величин с произвольным законом распределению (X)
- •Способ Неймана.
- •Способ обратной функции.
- •7.3. Моделирование дискретных случайных величин.
- •7.4.Способ Бусленко.
- •Часть 4. Принципы организации и моделирования информационных процессов и систем.
- •1. Типы времени, используемые в моделирующих системах.
- •2. Способы изменения модельного времени.
- •Способ фиксированного шага t.
- •Способ переменного шага.
- •3.Основные понятия, используемые в информационных моделирующих системах.
- •Функциональное действие.
- •Активность.
- •Событие.
- •Процессор
- •Оперативная
- •Процесс.
- •Транзакт.
- •Агрегат
- •4. Технологии структурного моделирования
- •5. Типовая структура программы структурного моделирования
- •6. Основные способы организации программ структурного моделирования
- •7. Организация программы на основе просмотра активностей или событий
- •8. Транзактно-ориентированные программы
- •9. Процессо-ориентированные программы
- •10. Агрегатно-ориентированные программы
Процесс.
Процесс – это причинно-следственная последовательность функциональных действий, описывающих работу какого-либо устройства или части системы. Процесс можно также определить как последовательность взаимосвязанных событиями активностей.
Понятия «активность» и «процесс» - относительные. Процесс по отношению к простым функциональным действиям можно рассматривать как активность по отношению к более сложным функциональным действиям.
Пример: процесс обмена информацией между винчестером и ОЗУ состоит из трех активностей:
Установка головок считывания.
Задержка на время поворота диска до нужного положения.
Передача данных.
В свою очередь, этот процесс обмена информацией можно рассматривать как активность по отношению к процессу более высокого уровня, а именно выполнению программы, включающему две активности: обмен информацией с диском и вычисления.
Транзакт.
Транзакт – это заявка, инициирующая появление события или переход устройства либо процесса в состояние активности. Транзакт может появляться в системе от внешнего источника – генератора заявок, или транзактов.
По отношению к транзакту могут выполняться следующие действия. Транзакт может:
Занимать устройство на время его активности.
Покидать устройство для занятия следующего устройства.
Становиться в очередь, если устройство занято.
Исчезать после выполнения системой всех видов запланированных действий над транзактом.
Понятие «транзакт» обычно используется при моделировании СМО. Моделирование СМО – это моделирование процесса прохождения транзакта через эту систему на структурном уровне (то есть без выполнения каких-либо действий над транзактом, кроме задержки на время его обслуживания).
Таким образом, моделирование СМО – это моделирование маршрутов прохождения транзактов через СМО с учетом их задержки в отдельных устройствах СМО.
Агрегат
Агрегат – то же что процесс, но там в процессе активности как то изменяется сигнал.
4. Технологии структурного моделирования
Структурное моделирование динамики поведения сложных систем сводится к следующим основным действиям:
Моделирование моментов времени поступления в систему внешних запросов (заявок) в соответствии со статистическими законами их появления. (Чаще всего это экспоненциальный закон).
Моделирование действий, вызванных событиями и заявками. К ним относятся:
Занятие и освобождение отдельных устройств, или блоков, системы.
Проверка выполнения условий, необходимых для инициации очередных активностей.
Сама инициация активности; и так далее.
Моделирование длительностей активностей устройств, или блоков, в зависимости от принципа их работы.
Длительность активности может быть случайной или детерминированной величиной.
Регистрация, накопление и обработка статистических сведений о работе системы.
К этим сведениям могут относиться:
средняя длина очередей;
среднее время обслуживания заявки;
среднее время занятости системы;
среднее количество заявок, обслуживаемых за единицу времени; и так далее.
Отслеживание моментов времени, в которые нужно инициировать работу очередных устройств.
Это делается либо на основе фиксированного шага, либо на основе переменного шага. В современных системах в основном используется метод переменного шага.
Метод переменного шага реализуется с помощью списка будущих событий (СБС). В этот список в процессе моделирования упорядоченно, в порядке возрастания времени появления, записывается каждое событие, которое должно произойти в системе, и будущий момент времени, когда оно произойдет. Эти моменты определяются либо путем моделирования будущих внешних запросов по известному закону распределения, либо путем определения длительности выполнения активности. В обоих случаях эти моменты заранее известны.
Далее текущее событие, обрабатываемое в программе, считывается из вершины СБС. Это событие инициирует какие-либо активности. Для этих активностей вычисляются моменты их завершения, которые заносятся в СБС в порядке возрастания времени их появления. Затем считывается следующее событие из СБС, инициируется следующая группа активностей, вычисляются моменты их завершения и так далее.
В моменты считывания событий из СБС происходит изменение показаний счетчика модельного времени, который всегда показывает время наступления последнего обрабатываемого события.
