ПрактикумКМ / лаб5

Практическое занятие № 5

Стандартные числовые атрибуты

Во время моделирования интерпретатор регистрирует и корректирует информацию по объектам GPSS: приборам, очередям, многоканальным устройствам и т. д. Часть ее распечатывается в стандартном выводе. Кроме этого есть данные, доступные и в ходе моделирования. Тогда сам процесс моделирования может управляться динамически — воздействием со стороны атрибутов модели. Например, в реальных СМО время обслуживания иногда зависит от длины очереди. В таблице 1 приведены основные стандартные числовые атрибуты (СЧА).

Наименование СЧА, как правило, состоит из группового имени (F — прибор, R или S — устройство, Q —очередь), типа информации (например, счетчик занятий, максимальное значение длины очереди и др.) и имени числового — j или символического.

Стандартные числовые атрибуты чаще всего используются в операндах блоков.

Таблица 1

Объект GPSS	СЧА	Определение
Блок	N	Счетчик входов
	W	Счетчик текущего содержимого
Время	C1	Текущее время моделирования
Многоканальное устройство	R	Остающаяся емкость
	S	Текущее содержимое
	SA	Среднее содержимое (округленное до целого)
	SC	Счетчик числа входов
	SR	Коэффициент использования (в долях тысячи)
	SM	Максимальное содержимое
	ST	Среднее время задержки на единицу времени (в долях тысячи)
Очередь	Q	Текущее содержимое
	QA	Среднее содержимое (округленное до целого)
	QC	Счетчик числа входов (общее число)
	QM	Максимальное содержимое
	QT	Среднее время пребывания (округленное)
	QZ	Счетчик числа нулевых входов
Прибор	F	Состояние прибора (1— занят, 0 — свободен)
	FC	Счетчик числа занятий
	FR	Коэффициент использования (в долях тысячи)
	FT	Среднее время задержки на одно занятие (округленное)
Транзакт	P	Величина параметра
	PR	Уровень приоритета
	M1	Время пребывания в модели
	MP	Время с момента входа в блок

Пример 1. Имитировать занятие одним транзактом оставшейся cвободной емкости многоканального устройства с именем DELTA:

ENTER DELTA, R$DELTA

Задержать транзакт в блоке ADVANCE на время, совпадающее с числом занятий прибора GAMMA:

ADVANCE FC$GAMMA

Для проверки значений СЧА используется блок TEST (проверить). Его общий вид:

TEST X А, В, С

Вспомогательный оператор X указывает отношение сравнения двух, СЧА, имена которых определены в А и В:

G —А>В?

GE—А≥В?

Е —А=В?

NE — А≠В?

LE — А≤В?

L —А<В?

Операнд С необязателен и содержит имя блока, в который переходит проверяющий транзакт, если ответ на вопрос, содержащийся в X, отрицателен.

Если С отсутствует, то TEST работает в режиме отказа. Когда транзакт пытается войти, это запрещается, если ответ на вопрос отрицателен. Тогда транзакт задерживается в предыдущем блоке пока не получит возможность продолжить свое движение. Если использован операнд С, то транзакт проходит в следующий за TEST блок, если ответ на вопрос положительный, или в блок С — если отрицательный.

Внешний вид блока представлен на рисунке 1.

Рисунок 1 - Внешний вид блока TEST в режиме условного перехода (а) и в режиме отказа (б)

Пример 2. В справочной службе города работают пять операторов, они сообщают номера телефонов абонентов. Если у каждого оператора по 2 абонента в очереди (т .е. ее общая длина 10 заявок), очередной абонент получает отказ. Вызовы поступают через 5±3 секунды, а обслуживаются за 30 ±20 секунд.

Выполнить моделирование справочной службы по обслуживанию 150 вызовов. Определить число отказов и загрузку операторов.

Формализованная схема СМО дана на рисунке 2, а соответствие объектов системы и GPSS в таблице 2. Блок-схема изображена на рисунке 3.

Рисунок 2 - Формализованная схема справочной службы города

Таблица 2

Объект справочной службы	Объект GPSS	Символическое имя
Вызов	Транзакт
Очередь	Регистратор очереди	TLF
Операторы	Многоканальное устройство	KOM

Рисунок 3 - Блок-схема модели

GPSS-программа приведена ниже:

KOM STORAGE 5

GENERATE 5,3

TEST GE Q$TLF,10,NNN

TERMINATE

NNN QUEUE TLF

ENTER KOM

DEPART TLF

ADVANCE 30,20

LEAVE KOM

TERMINATE 1

START 150

Стандартный отчет:

START TIME END TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES

0.000 928.447 9 0 1

NAME VALUE

KOM 10000.000

NNN 4.000

TLF 10001.000

LABEL LOC BLOCK TYPE ENTRY COUNT CURRENT COUNT RETRY

1 GENERATE 185 0 0

2 TEST 185 0 0

3 TERMINATE 21 0 0

NNN 4 QUEUE 164 9 0

5 ENTER 155 1 0

6 DEPART 154 0 0

7 ADVANCE 154 4 0

8 LEAVE 150 0 0

9 TERMINATE 150 0 0

QUEUE MAX CONT. ENTRY ENTRY(0) AVE.CONT. AVE.TIME AVE.(-0) RETRY

TLF 10 10 164 8 7.169 40.585 42.666 0

STORAGE CAP. REM. MIN. MAX. ENTRIES AVL. AVE.C. UTIL. RETRY DELAY

KOM 5 0 0 5 155 1 4.899 0.980 0 9

CEC XN PRI M1 ASSEM CURRENT NEXT PARAMETER VALUE

174 0 868.493 174 5 6

FEC XN PRI BDT ASSEM CURRENT NEXT PARAMETER VALUE

171 0 930.427 171 7 8

186 0 932.021 186 0 1

168 0 933.024 168 7 8

169 0 935.399 169 7 8

172 0 948.497 172 7 8

Число отказов равно 21, а загрузка операторов — 0,980.

Иногда удобно сделать поведение модели зависимым от логического состояния определённых элементов. Бывает так, что транзакт не может продвинуться вперёд в какую-то точку модели до тех пор, пока занят некоторый прибор.

Блок GATE предназначен удобен для моделирования условий, в которых участвует логическое состояние выбранных элементов GPSS.

Для работы с объектами аппаратной категории этот блок аналогичен блоку TEST.

Формат блока:

GATE X А,В

Блок GATE работает в двух режимах:

- режим ожидания выполнения условия (отсутствует операнд В);

- режим условного перехода (с указанием операнда В).

Операнды:

X - условие;

А - имя (номер) анализируемого объекта (многоканального устройства);

В - имя блока, в который переходит транзакт при невыполнении условия.

Различают следующие типы условий:

- условия для устройства;

- условия для многоканального устройства;

Условия для устройства:

NU - Устройство не используется (Facility not used ).

U - Устройство используется (Facility used ).

Условия для многоканального устройства:

SE - Устройство пусто (Storage empty).

SNE - Устройство не пусто (Storage not empty).

SF - Устройство полностью занято (Storage full).

SNF - Устройство не заполнено (Storage not full).

Внешний вид блока GATE представлен на рисунке 4.

(а)

(б)

Рисунок 4 - Внешний вид блока GATE в обычном режиме (а) и в режиме ожидания условия(б)

Пример 3. Изменим условия примера 2 и предположим, что операторы не имеют очереди ожидающих заявок. Если все операторы заняты, то очередной абонент получает отказ. Вызовы поступают через 5±3 секунды, а обслуживаются за 30 ±20 секунд.

Выполнить моделирование справочной службы по обслуживанию 150 вызовов. Определить число отказов и загрузку операторов.

Формализованная схема СМО представлена на рисунке 5. Таблица определений модели аналогична таблице 2 из примера 2. Блок-схема изображена на рисунке 6.

Рисунок 5 - Формализованная схема справочной службы города

Рисунок 6 - Блок-схема модели

GPSS-программа приведена ниже:

KOM STORAGE 5

GENERATE 5,3

GATE SF KOM,NNN

TERMINATE

NNN QUEUE TLF

ENTER KOM

DEPART TLF

ADVANCE 30,20

LEAVE KOM

TERMINATE 1

START 150

Стандартный отчет:

START TIME END TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES

0.000 1075.559 9 0 1

NAME VALUE

KOM 10000.000

NNN 4.000

TLF 10001.000

LABEL LOC BLOCK TYPE ENTRY COUNT CURRENT COUNT RETRY

1 GENERATE 212 0 0

2 GATE 212 0 0

3 TERMINATE 58 0 0

NNN 4 QUEUE 154 0 0

5 ENTER 154 0 0

6 DEPART 154 0 0

7 ADVANCE 154 4 0

8 LEAVE 150 0 0

9 TERMINATE 150 0 0

QUEUE MAX CONT. ENTRY ENTRY(0) AVE.CONT. AVE.TIME AVE.(-0) RETRY

TLF 1 0 154 154 0.000 0.000 0.000 0

STORAGE CAP. REM. MIN. MAX. ENTRIES AVL. AVE.C. UTIL. RETRY DELAY

KOM 5 1 0 5 154 1 4.131 0.826 0 0

FEC XN PRI BDT ASSEM CURRENT NEXT PARAMETER VALUE

213 0 1077.128 213 0 1

204 0 1086.837 204 7 8

205 0 1088.360 205 7 8

207 0 1097.820 207 7 8

208 0 1103.928 208 7 8

Число отказов равно 58, а загрузка операторов — 0,826.

ЗАДАНИЕ

Построить модель обслуживания читателей в библиотеке университета на основе модели, полученной в лабораторной работе № 3. Для каждого варианта вводятся дополнительные условия, влияющие на поведение читателей в библиотеке (Таблица 3 ).

Необходимо сформулировать подробное объекта моделирования на основании обобщенной постановки задачи из лабораторной работы № 3 и дополнительных условий из таблицы 3. Провести модельный эксперимент, проанализировать статистические данные, ответить на поставленные вопросы. Результаты, полученные при моделировании, необходимо трактовать в терминах работы библиотеки.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Ознакомиться с методическими указаниями.

2. Составить полное и подробное описание конкретного объекта моделирования в соответствии с заданным вариантом и с учетом требований работы № 3.

3. Перевести все временные параметры в соответствии с выбранной ранее единицей модельного времени

4. Построить формализованную схему дополненного объекта моделирования.

5. Заполнить таблицу определений (элементы GPSS – интерпретация).

6. Разработать блок – схему и указать все параметры блоков.

7. Составить программу на языке GPSS.

8. Выписать результаты моделирования (статистические данные).

9. Провести анализ результатов моделирования и ответов на поставленные вопросы.

10. Оформить отчет по лабораторной работе.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Стандартные числовые атрибуты;

2. Блоки GPSS GATE и TEST.

3. Задание по данной лабораторной работе с указанием всех исходных данных, т.е. соответствующие строки таблицы 2 из работы 3 и таблицы 3 данного пособия, и вопросы, соответствующие варианту.

4. Постановка задачи для конкретного объекта моделирования, сформулированная в соответствии с параметрами варианта. Составлять описание работы объекта моделирования необходимо в строгом соответствии с заданным вариантом.

5. Формализованная схема объекта моделирования.

6. Таблица определений (элементы GPSS – интерпретация).

7. Блок – схема модели.

8. Программа на языке GPSS.

9. Результаты моделирования (подробно все статистические данные).

10. Анализ статистических данных и ответы на указанные в варианте вопросы.

Таблица 3

Вариант	Дополнительные условия	Вопрос
1	Если оператор ПК занят, то читатель уходит; Если в очереди к библиотекарю больше 5 человек, то читатель уходит.	Сколько читателей покинуло библиотеку, не получив книгу? Каково суммарное количество не обслуженных читателей?
2	Аспиранты приходят в библиотеку согласно заданию работы № 3, но библиотекарь начинает их принимать только с 12.00. Если при этом количество ожидающих аспирантов станет больше 10, то вновь прибывшие аспиранты сразу покидают библиотеку.	Сколько аспирантов не получило книг? Сколько читателей получили свои книги?
3	Если библиотекарь занят, то читатель уходит; Если в очереди к оператору больше 7 человек, то читатель уходит.	Какова загрузка оператора? Сколько читателей не было обслужено оператором ПК ?
4	Если в очереди к библиотекарю больше 9 человек, то заочник уходит. Начиная с 17.30 оператор ПК перестает принимать новых читателей и они сразу покидают библиотеку.	Какой процент читателей от общего числа обслуженных читателей не был обслужен после 17.30 и сразу покинул библиотеку? Сколько заочников получило книги?
5	Все пришедшие в период с 14.30 до 15.00 читатели сразу покидают библиотеку.	Сколько читателей сразу покинуло библиотеку в период с 14.30 до 15.00? Какова нагрузка библиотекаря?
6	Если библиотекарь занят, то читатель уходит; Если в очереди к оператору больше 11 человек, то читатель уходит.	Сколько дипломников не получило книги? Сколько читателей покинуло библиотеку раньше времени?
7	Читатели приходят в библиотеку согласно заданию работы № 3, но библиотека начинает работать только с 11.00. Если при этом количество ожидающих читателей станет больше 13, то вновь прибывшие читатели сразу покидают библиотеку.	Сколько читателей покинуло библиотеку раньше времени? Сколько читателей получило листки-требования у оператора ПК?
8	Если в очереди к библиотекарю больше 9 человек, то аспирант уходит. Если библиотекарь занят, то читатель уходит.	Каково суммарное количество аспирантов, покинувших библиотеку? Сколько читателей покинуло библиотеку раньше времени?
9	Если в очереди к библиотекарю больше 8 человек, то читатель уходит; Если в очереди к оператору ПК больше 13 человек, то читатель уходит.	Какова нагрузка оператора ПК? Сколько читателей покинуло библиотеку, получив листки-требования у оператора ПК?
10	Если в очереди к оператору ПК больше 4 человек, то заочник уходит. Если библиотекарь занят, то студент уходит.	Сколько читателей покинуло библиотеку раньше времени? Сколько заочников получило книги?
11	Все пришедшие в период с 13.00 до 14.00 читатели сразу покидают библиотеку.	Сколько читателей сразу покинуло библиотеку в период с 13.00 до 14.00? Какова нагрузка библиотекаря?

Продолжение таблицы 3

12	Начиная с 16.30 оператор ПК перестает принимать новых читателей и они сразу покидают библиотеку.	Сколько читателей не было обслужено оператором ПК ? Сколько студентов получило книги?
13	Если оператор ПК занят, то читатель уходит; Если в очереди к библиотекарю больше 8 человек, то читатель уходит.	Какова нагрузка библиотекаря? Сколько читателей покинуло библиотеку, получив листки-требования у оператора ПК?
14	Если библиотекарь занят, то студент уходит; Если в очереди к библиотекарю больше 5 человек, то аспирант уходит.	Сколько студентов покинуло библиотеку, не получив книги? Сколько аспирантов покинуло библиотеку, не получив книги?
15	Все пришедшие в период с 13.00 до 13.30 читатели сразу покидают библиотеку.	Сколько читателей сразу покинуло библиотеку в период с 13.00 до 13.30? Сколько читателей получило книги?
16	Заочники приходят в библиотеку согласно заданию работы № 3, но библиотекарь начинает их принимать только с 11.00. Если при этом количество ожидающих заочников станет больше 5, то вновь прибывшие заочники сразу покидают библиотеку.	Какова нагрузка оператора ПК? Сколько заочников покинуло библиотеку, не получив книги?

10