Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Алгоритмы и программные средства имитационного моделирования систем. Учебное пособие
.pdf
101
Рис. 5.16
5.12.2. Графическое представление результатов
Средствами системы GPSS World можно осуществить визуализацию результатов моделирования. Так, для графического представления
временной диаграммы изменения очереди следует выполнить следующие действия:
- удалить из программы оператор START;
- выполнить трансляцию программы средствами главного меню
Command / Create Simulation;
- выбрать пункт главного меню Window / Simulation Window и
далее из выпадающего меню - пункт Plot Window;
- заполнить диалоговое окно Edit Plot Window, используя данные,
полученные при моделировании (время моделирования - Time Range,
максимальная длина очереди - Max Value), как это показано на рис.
102
Рис. 5.17
5.17, далее нажать кнопки Plot, Memorize, а затем – кнопку OK, что
сформирует координатное поле графика;
- запустить программу на моделирование из главного меню Command / Start и задать в диалоговом окне Start Command начальное зна-
чение счетчика завершения, которое равно 7 для примера, приведенного на рис. 5.18.
Рис. 5.18
- просмотреть полученный график (рис. 5.1 9) в окне PLOTS (находится за окном стандартного отчета REPORT), для чего использовать горизонтальную и вертикальную полосы прокрутки.
103
Рис. 5.20
Рис. 5.21
Рис. 5.19
Графическими средствами системы GPSS World можно постро-
ить гистограммы, характеризующие законы распределения СВ, связанных с объектами модели.
В качестве примера построим гистограмму времени обработки
запросов по данным из таблицы, приведенной на рис. 5.16. Для этого
необходимо выполнить следующие действия:
- удалить из программы оператор START;
- выполнить трансляцию программы средствами главного меню
Command / Create Simulation;
- выбрать пункт главного меню Window / Simulation Window и
далее из выпадающего меню пункт Table Window;
- выбрать в диалоговом окне Open Table Window источник дан-
ных (таблицу Time) в раскрывающемся списке Table, как это показано
на рис. 5.20;
- запустить программу на моделирование из главного меню Command / Start и задать в диалоговом окне Start Command начальное зна-
чение счетчика завершения, равное 1 (рис. 5.21);
104
- просмотреть полученную гистограмму (рис. 5.22) в окне TABLE
WINDOW (обычно оно находится за окном стандартного отчета
REPORT).
Рис. 5.22
Задания
Задание 5.1. В узел коммутации сообщений, состоящий из вход-
ного буфера, процессора, двух выходных линий, поступают сообщения
с двух направлений. Сообщения с одного направления поступают во
входной буфер, обрабатываются в процессоре, буферизуются в выходном буфере первой линии и передаются по выходной линии. Сообщения со второго направления обрабатываются аналогично, но передаются через второй выходной буфер по второй выходной линии. Применяемый в системе метод контроля ограничивает число одновременно присутствующих по каждому из направлений сообщений до трех.
Сообщения по каждому из направлений поступают в узел коммутации
через 157 мс. Время обработки сообщения в процессоре составляет
72 мс, а время передачи каждого сообщения по выходной линии -
145 мс. Если сообщение поступает при наличии трех сообщений
одного направления, то оно получает отказ.
Смоделировать работу узла коммутации в течение 10 секунд. Оп-
ределить загрузки устройств и вероятность отказа в обслуживании изза переполнения буферов. Определить изменения в функции распределения времени передачи сообщения при снятии ограничений, вносимых методом контроля.
105
Задание 5.2. Система обработки измерительной информации
обеспечивает прием и обработку данных, поступающих от трех датчиков - А, В и С с интервалами 121 мс, 202 мс и 201 мс соответ-
ственно. Начальная задержка данных от источника В составляет 5 мс,
от источника С - 15 мс. Информация от датчиков поступает в буфер Б1
блока обработки БО1. В блоке БО1 происходит отбраковка данных. На
эту операцию затрачивается 42 мс для данных от датчика А и 63
мс - от датчиков В и С. В результате отбраковки поток из БО1 во второй блок БО2 сокращается на 25 %. Поступившие в блок БО2 данные
заносятся в буферную память Б2, после чего поступают на обработку,
на которую затрачивается 72 мс для данных от датчика А, 62 мс от датчика В и 83 мс от датчика С. По результатам операции в блоке
БО2 происходит сжатие информации и 10 % от нее поступает в блок
БО3 на дальнейшую обработку. На входе блока БО3 находится буфер
Б3. Обработка информации в блоке БО3 занимает 8215 мс.
Смоделировать работу системы обработки измерительной информации для сеанса связи с объектом длительностью 5 секунд. Определить объем системы обработки измерительной информации для сеанса
связи с объектом длительностью 5 секунд. Определить объем буферов
Б1, Б2, Б3, обеспечивающих работу системы без потери информации.
Определить характеристики очереди в Б3 и проанализировать статистические данные по всем узлам системы.
106
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Шрайбер Т.Д. Моделирование на GPSS. М.: Машиностроение,
1980. 592 с.
2. Моделирование систем. Практикум: учеб. пособие для вузов /
Б.Я. Советов, С.А. Яковлев. М.: Высш. шк., 2003. 295 с.
3. Томашевский В., Жданова Е. Имитационное моделирование в
среде GPSS. М.: Бестселлер, 2003. 416 с.
4. Рыжиков Ю.И. Имитационное моделирование. Теория и тех-
нологии. СПб.: КОРОНА принт; М.: Альтекс-А, 2004. 529 с.
5. Кудрявцев Е. М. GPSS World. Основы имитационного модели-
рования различных систем. М.: ДМК Пресс, 2004. 320 с.
6. Скворцов С.В., Телков И.А. Языки моделирования в САПР
вычислительных систем. Рязань: РРТИ, 1992. 48 с.
7. Анализ проектных решений средствами GPSS: методические
указания к лабораторным работам / Рязан. гос. радиотехн. ун-т; сост.:
С.В. Скворцов, И.А. Телков, В.И. Хрюкин. Рязань, 2019. 24 с.
8. Анализ проектных решений средствами имитационного моде-
лирования: методические указания к курсовому проектированию / Рязан. гос. радиотехн. ун-т; сост.: С.В. Скворцов, В.И. Хрюкин. Рязань,
2020. 24 с.
9. Описание структур вычислительных систем на языке GPSS:
методические указания к лабораторным работам / Рязан. гос. радиотехн. акад.; сост.: С.В. Скворцов, И. А. Телков, В. И. Хрюкин. Рязань,
1999. 36 с.
10. Кнут Д. Искусство программирования. Том 2. Получисленные
алгоритмы. М.: Вильямс, 2001. 832 с.
107
k-2
Уровень значимости (вероятность )
0,99
0,98
0,95
0,90
0,80
0,70
0,50
0,30
0,20
0,10
0,05
0,02
0,01
1
0,00
0,00
0,00
0,02
0,06
0,15
0,45
1,07
1,64
2,71
3,84
5,41
6,64
2
0,02
0,04
0,10
0,21
0,45
0,71
1,39
2,41
3,22
4,60
5,99
7,82
9,21
3
0,11
0,18
0,35
0,58
1,00
1,42
2,37
3,66
4,64
6,25
7,82
9,84
11,3
4
0,30
0,43
0,71
1,06
1,65
2,20
3,36
4,88
5,99
7,78
9,49
11,7
13,3
5
0,55
0,75
1,14
1,61
2,34
3,00
4,35
6,06
7,29
9,24
11,1
13,4
15,1
6
0,87
1,13
1,63
2,20
3,07
3,83
5,35
7,23
8,56
10,6
12,6
15,0
16,8
7
1,24
1,56
2,17
2,83
3,82
4,67
6,35
8,38
9,80
12,0
14,1
16,6
18,5
8
1,65
2,03
2,73
3,49
4,59
5,53
7,34
9,52
11,0
13,4
15,5
18,2
20,1
9
2,09
2,53
3,32
4,17
5,38
6,39
8,34
10,7
12,2
14,7
16,9
19,7
21,7
10
2,56
3,06
3,94
4,86
6,18
7,27
9,34
11,8
13,4
16,0
18,3
21,2
23,2
11
3,05
3,61
4,58
5,58
6,99
8,15
10,3
12,9
14,6
17,3
19,7
22,6
24,7
12
3,57
4,18
5,23
6,30
7,81
9,03
11,3
14,0
15,8
18,5
21,0
24,1
26,2
13
4,11
4,76
5,89
7,04
8,63
9,93
12,3
15,1
17,0
19,8
22,4
25,5
27,7
14
4,66
5,37
6,57
7,79
9,47
10,8
13,3
16,2
18,1
21,1
23,7
26,9
29,1
15
5,23
5,98
7,26
8,55
10,3
11,7
14,3
17,3
19,3
22,3
25,0
28,3
30,6
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1
Значения 2 критерия Пирсона
k-2 - число степеней свободы
108
Объекты
Атрибуты
Определение
1
2 3 Транзакт
P<имя>
Текущее значение параметра
(TRANSACTION)
A1
Ансамбль, которому принадлежит транзакт
PR
Приоритет транзакта
M1
Транзактное (транзитное) время
MP<имя>
Параметрическое транзактное время
XN1
Номер транзакта
Прибор
F<имя>
Состояние (0 – свободен, 1 – занят)
(FACILITY)
FR<имя>
Коэффициент использования
FC<имя>
Количество входов
FT<имя>
Среднее время пребывания транзакта в приборе
FI<имя>
Состояние (0 – отсутствие прерывания,
1 – обработка прерывания)
FV<имя>
Состояние доступности (1 – доступен,
0 – нет)
Память
S<имя>
Текущее содержимое
(STORAGE)
R<имя>
Текущий объем свободной памяти
SR<имя>
Коэффициент использования
SA<имя>
Среднее содержимое
SM<имя>
Максимальное содержимое памяти
SC<имя>
Число входов
ST<имя>
Среднее время пребывания транзакта в памяти
Состояние памяти:
SE<имя>
память пуста (1 – да, 0 – нет);
SF<имя>
память заполнена (1 – да, 0 – нет)
SV<имя>
Состояние доступности (1 – доступен,
0 – нет)
Очередь
Q<имя>
Текущая длина
(QUEUE)
OA<имя>
QM<имя>
QC<имя>
QZ<имя>
QT<имя>
Средняя длина
Максимальная длина
Число входов
Количество нулевых входов
Среднее время пребывания транзакта в очереди
QX<имя>
Среднее время пребывания транзакта в очереди без учета нулевых входов
Блок
(BLOCK)
N<имя>
W<имя>
Счетчик входов
Текущее содержимое
Приложение 2
Стандартные числовые атрибуты GPSS
109
1
2
3
Переменная
(VARIABLE)
BV$
V$
Значение логической переменной
Значение арифметической переменной
(целочисленной или с плавающей точкой)
Функция
(FUNCTION)
FN<имя>
Текущее значение функции
Ячейка
(SAVEVALUE)
X<имя>
Текущее содержимое
Матрица ячеек
(MSAVEVALUE)
MX<имя>
(i,j)
Текущее содержимое ячейки с индексами
i (строка) и j (столбец)
Логический
ключ (LOGIC)
LS<имя>
Текущее состояние (1 – включен,
0 – выключен)
Таблица
(TABLE)
TB<имя>
TC<имя>
TD<имя>
Среднее значение аргумента
Счетчик входов
Стандартное среднеквадратичное отклонение
Список
пользователя
(USER CHAIN)
CH<имя>
CA<имя>
CC<имя>
CM<имя>
CT<имя>
Текущее число элементов
Среднее число элементов
Счетчик входов
Максимальное число элементов
Среднее время пребывания транзакта в
списке
Системные
атрибуты
AC1
C1
Абсолютное модельное время
Относительное модельное время
TG1
Текущее содержимое счетчика завершения
RN<имя>
Значение, вырабатываемое генератором
случайных чисел
Окончание таблицы
110
ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………
3
1. МОДЕЛИРОВАНИЕ КАК СРЕДСТВО АНАЛИЗА
ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ……………………………………...
5
1.1. Основные понятия и определения моделирования ………
5
1.2. Основы системного подхода к моделированию …………
6
1.3. Описание модели системы …….…….…….…….…………
7
1.4. Основные этапы моделирования …….…….…….…………
9
1.5.Классификация математических моделей …….…….…….
10
Задания …….…….…….…….…….…….…….…….…….…….
12
2. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ВЕРОЯТНОСТЕЙ И
МАТЕМАТИЧЕСКОЙ СТАТИСТИКИ ……………………..
14
2.1. Основные понятия теории вероятностей …….…….……..
14
2.2. Числовые характеристики случайных величин …….……..
15
2.3. Основные законы распределения случайной величины ….
18
2.3.1. Равномерное распределение …….…….…….………..
18
2.3.2. Показательное (экспоненциальное) распределение …
19
2.3.3. Нормальное распределение …….…….…….…….……
20
2.3.4. Распределение Пуассона. Потоки событий …….…….
21
2.4. Элементы математической статистики …….…….…….…..
23
2.4.1. Упорядочение статистических данных …….…….……
24
2.4.2. Выравнивание статистических распределений ……….
26
2.4.3. Проверка правдоподобия статистических гипотез по
критерию Пирсона …….…….…….…….…….…….…...
27
Задания …….…….…….…….…….…….…….…….…….………
30
3. СТАТИСТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ ………..
33
3.1. Метод статистических испытаний …….…….…….………..
33
3.2. Моделирование случайных воздействий …….…….………
34
3.2.1. Генерация случайных чисел в интервале (0, 1)……….
34
3.3. Моделирование случайных событий …….…….…….……..
37
3.3.1. Моделирование дискретной случайной величины……
38
3.4. Моделирование непрерывной случайной величины ………
38
3.4.1. Метод обратных функций …….…….…….………..
38
3.4.2. Метод исключения (метод отбора) …….…….……..
39
3.4.3. Формирование случайных величин с нормальным
законом распределения …….…….…….…….………
41
3.5. Моделирование случайных процессов …….…….…….…...
42
Задания …….…….…….…….…….…….…….…….…….………
42
4. МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ МАССОВОГО
ОБСЛУЖИВАНИЯ …….…….…….…….…….…….…….……
46
4.1. Классификация систем массового обслуживания...….…….
46
ОГЛАВЛЕНИЕ
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]