11. Система имитационного моделирования gpss/pc

11.1. Назначение и основные возможности системы

Oсновное назначение системы GPSS/PC - имитационное моделирование дискретных динамических систем.

Под динамической системой понимается любая система, состояние которой (т.е. набор характеристик, описывающих эту систему) изменяется во времени. Дискретная динамическая система - это любая система, состояние которой изменяется дискретно (скачкообразно) в дискретные (отстоящие друг от друга) моменты времени, когда происходят какие-либо события. Под изменением состояния системы понимается изменение некоторых величин, описывающих ее. Типичный пример дискретной динамической системы - любой объект, который может быть представлен в виде системы массового обслуживания (СМО). Характеристики СМО (например, количество заявок, находящихся на обслуживании или ожидающих его) изменяются в моменты времени, когда очередная заявка поступает на обслуживание или завершает его; эти моменты разделены интервалами времени (случайными или постоянными), т.е. являются дискретными. Изменения характеристик СМО также являются дискретными: например, количество заявок в СМО может изменяться только на 1, 2 и т.д., но не на промежуточные величины.

Система GPSS/PC в наибольшей степени подходит для моделирования систем, которые могут быть представлены в виде одного или нескольких узлов СМО. В языке моделирования, используемом в GPSS/PC (он также называется GPSS/PC), имеются специальные средства для моделирования потоков событий, одноканальных и многоканальных узлов СМО, очередей и т.д. Язык GPSS/PC позволяет моделировать практически любые СМО: одноканальные и многоканальные, с неограниченными очередями, с отказами, с ограничениями на очередь, разомкнутые и замкнутые и т.д. Многие основные характеристики СМО (коэффициенты загрузки узлов, длины очередей и т.д.) автоматически определяются в процессе моделирования и выводятся в составе выходных данных модели. В то же время с помощью системы GPSS/PC могут решаться задачи моделирования систем, для которых обычно не используется описание в виде СМО.

Работа языка GPSS/PC основана на использовании метода Монте-Карло. В большинстве случаев операции метода Монте-Карло (обращения к генераторам случайных чисел, проверка условий и т.д.) выполняются в языке GPSS/PC автоматически, т.е. они скрыты от пользователя. Однако при необходимости пользователь имеет возможность реализовать в программе на GPSS/PC операции метода Монте-Карло.

Каждая GPSS-модель реализуется с помощью следующих элементов.

1. Динамические элементы (транзакты). Они предназначены для имитации потоков событий в моделируемой системе (например, потоков заявок в СМО). Транзакты появляются в модели, проходят через нее и покидают ее.

2. Приборы (называемые также статическими элементами): устройства, многоканальные устройства, очереди, логические переключатели. Они предназначены для имитации моделируемых объектов.

3. Операционные элементы, задающие логику работы модели и управляющие продвижением транзактов.

4. Вычислительные элементы: переменные, функции. Они предназначены для расчетов величин, необходимых в процессе моделирования, в том числе дискретных и непрерывных случайных величин.

5. Статистические элементы: сохраняемые величины, матрицы, таблицы. Предназначены для сбора информации о ходе и результатах моделирования (в дополнение к стандартной информации, собираемой системой GPSS/PC автоматически).

Для операций со всеми названными элементами имеются соответствующие операторы языка GPSS/PC; основные из них рассматриваются ниже.