Цель работы

Знакомство с системой имитационного моделирования GPSS World. Знакомство с блоками генерации и удаления транзактов, с блоками занятия и освобождения приборов, с блоками задержки транзактов, с блокими занятия и освобождения очереди.

Знакомство с подготовкой задания на моделирование. Знакомство с имитационным моделированием простейших систем массового обслуживания и с выполнением анализа результатов моделирования.

Последовательность действий и методические указания

Система имитационного моделирования общего применения GPSS (General Purpose Simulation System) предназначена для описания и исследования дискретных моделей систем массового обслуживания

(СМО). Динамическими объектами в СМО являются транзакты (сообщения, заявки), это решаемые в системе задачи, которые представляют собой единицы исследуемых потоков. Функционирование СМО представляется как процесс прохождения транзактов через фиксированную структуру объектов аппаратной и ряда других категорий.

Блоки генерации и удаления транзактов

GENERATE Tcp,Tм,Тн,Кт,Пр,Кп,Рп - блок генерации транзактов

Тср - средний интервал времени между последовательными транзактами;

Тм - разброс интервала времени относительно Тср;

Тн - время появления первого транзакта;

Кт - количество генерируемых транзактов;

Пр - приоритет транзактов;

Кп - количество параметров транзакта; Рп - размер памяти для одного параметра.

TERMINATE Nз - блок удаления транзакта

Nз - уменьшение счетчика числа завершений на величину Nз.

Блоки занятия и освобождения приборов

SEIZE Ип - блок занятия прибора

Ип - имя прибора, подлежащего занятию транзактом. RELEASE Ип - блок освобождения прибора Ип - имя освобождаемого прибора.

Операторы вычислительной категории

Ип VARIABLE АВ - оператор описания целой переменной Ип FVARIABLE АВ - оператор описания действительной переменной

Ип BVARIABLE ЛВ - оператор описания булевской переменной

Ип - имя переменной

АВ - арифметическое выражение ЛВ - логическое выражение.

SAVEVALUE И,П - оператор изменения сохраняемой величины

И - имя или номер изменяемой ячейки

П - значение, которое надо записать в ячейку.

Блок задержки транзактов

ADVANCE Тср,Тм - параметры блока соответствуют параметрам блока GENERATE Блоки занятия и освобождения очереди.

Транзакт помещается в очередь в том случае, когда некоторое устройство (или обслуживающий персонал) не в состоянии обслужить его немедленно (например, устройство занято, либо память переполнена). Статистические данные об очередях могут быть получены с помощью двух типов блоков: QUEUE Ио, К - блок занятия очереди

Ио - имя очереди;

К - количество мест в очереди, занимаемое транзактом.

DEPART Ио, К - блок освобождения очереди

Ио - имя очереди;

К - количество мест в очереди, освобождаемое транзактом.

Блок QUEUE может быть помещен перед любым блоком модели, в котором может возникнуть задержка. Очередь к занятому устройству автоматически организуется пакетом моделирования независимо от того, есть в программе блок QUEUE или нет. По очередям печатается информация: имя или номер очереди(QUEUE), максимальная длина очереди за время моделирования (MAX), минимальная длина очереди (CONT.), число входов в очередь (ENTRIES), число входов в очередь без последующего ожидания - нулевые входы (ENTRIES(0)), средняя длина очереди (AVE.CONT), среднее время пребывания в очереди (AVE.TIME), среднее время пребывания в очереди при учете только ненулевых входов(AVE.(0)). Моделирование одноканальной системы массового обслуживания с очередью. Промоделируем процесс прохождения заявок, поступление которых подчиняется равномерному закону со средним значением 10 и интервалом [8,12] единиц времени, а обработка - равномерному закону со средним 5 и интервалом [2,8] Модель представим программой (нумерация блоков для GPSS World не обязательна):

1. GENERATE 10,2

2. QUEUE 1

3. SEIZE k

4. DEPART 1

5. ADVANCE 5,3

6. RELEASE k

7. TERMINATE 1

Для реализации моделирования следует на позиции панели нажатием левой кнопки мыши инициировать создание нового документа (модели) или выполнить последовательность инициализаций File, New. Для обоих вариантов возникает меню «Новый документ», при этом следует инициировать позицию Model (рис. 5.1), после чего открывается рабочее поле для задания программы моделирования

Рис. 5.1. Подготовка к заданию новой модели.

После открытия нового документа инициируется позиция панели Edit (Рис 5.2) Insert GPSS Blocks, после чего появляется соответствующая панель, предназначенная для задания блоков GPSS (Рис 5.3). Для задания требуемого блока GPSS, на соответствующей позиции панели производится нажатие правой клавиши мыши, после чего формируется панель для задания параметров соответствующего блока. Например, при инициализации блока Generate возникает панель в соответствии с рис 5.4. Результаты набора программы моделирования представлены на рис. 5.5.

…

Рис.5.2 Панель Edit Рис 5.3 Панель Edit Insert GPSS Blocks

Рис.5.4. Панель задания параметров блока Generate

Рис 5.5 Пример подготовки программы моделирования

Для трансляции модели следует щелчком левой кнопки мыши инициализировать позицию главного меню «Command». После появления выпадающего меню следует инициировать пункт «Greate simulation» (Создать выполняемую модель) этого меню. После чего появится окно Jornal с сообщением о результатах трансляции ( Рис

5.6).

Рис. 5.6. Окно Jornal с сообщением о результатах трансляции

При успешной трансляции для моделирования системы следует щелчком левой кнопки мыши инициализировать позицию главного меню «Command» После появления выпадающего меню следует инициировать пункт «Start» этого меню. После появления диалогового окна «Start Command» (Рис.5.7) необходимо указать число прогонов модели и нажать левой клавишей мыши кнопку меню «OK», после чего выдается отчет о результатах моделирования

(рис. 5.8).

Рис. 5.7. Диалогового окна «Start Command»

Рис. 5.8 Отчет о результатах моделирования

В процессе выполнения программы собирается стандартная статистическая информация, которая автоматически выводится на печать по окончании моделирования. Выходные статистические данные для блоков (BLOCK COUNTS) содержат текущее (CURRENT) и общее (TOTAL) показания счетчиков числа входов для каждого блока. В стандартном выводе статистической информации по устройствам представлена следующая информация: номер (имя) устройства (FACILITY), число входов или обслуживаний (ENTRIES), коэффициент использования устройства (UTIL.), среднее время одного обслуживания (AVE.TIME).

Ниже представлены результаты моделирования рассматриваемой одноканальной системы массового обслуживания

GPSS World Simulation Report - Untitled Model 2.1.1

Sunday, October 16, 2012 17:39:47

START TIME END TIME BLOCKS FACILITIES

STORAGES

0.000 1013.630 7 1 0

NAME VALUE

K 10000.000

LABEL LOC BLOCK TYPE ENTRY COUNT

CURRENT COUNT RETRY

1. GENERATE 100 0 0

2. QUEUE 100 0 0

3. SEIZE 100 0 0

4. DEPART 100 0 0

5. ADVANCE 100 0 0

6. RELEASE 100 0 0

7. TERMINATE 100 0 0

FACILITY ENTRIES UTIL. AVE. TIME AVAIL.

OWNER PEND INTER RETRY DELAY

K 100 0.492 4.991 1 0 0 0 0 0

QUEUE MAX CONT. ENTRY ENTRY(0) AVE.CONT.

AVE.TIME AVE.(-0) RETRY

1 1 0 100 100 0.000 0.000 0.000 0

FEC XN PRI BDT ASSEM CURRENT NEXT

PARAMETER VALUE

101 0 1021.106 101 0 1

Лабораторная работа выполняется в следующем порядке Ознакомиться с кратким описанием работы.

Получить вариант задания у преподавателя (среднее значение и разброс времени генерации транзактов, среднее значение и разброс времени обслуживания устройства, число прогонов, параметры для построения таблицы равномерного распределения). Подготовить описание модели на языке GPSS и выполнить: моделирование процесса прохождения заявок;

получение статистических данных об очереди заявок при раз-

ном соотношении времен генерации и обслуживания заявок; просмотреть влияние числа прогонов модели на результат мо-

делирования.

Выполнить анализ результатов.

Подготовить отчет о работе с представлением и объяснением полученных результатов.

Лабораторная работа 6. Аналитическое моделирование системы массового обслуживания типа М/M/1