
- •"Компьютерное моделирование процессов и систем"
- •"Компьютерное моделирование процессов и систем"
- •Содержание
- •Введение
- •1Характеристики сложных систем и задачи их исследования
- •1.1Основные понятия и определения. Понятие системы.
- •1.2Структура системы.
- •1.3Элементы и подсистемы.
- •1.4Функция системы и ее структура.
- •1.5Способы управления.
- •1.6Характеристики сложных систем
- •1.7Основные задачи исследования сложных систем
- •1.8Этапы анализа
- •1.9Виды моделирования систем
- •1.10Возможности и эффективность моделирования систем на эвм.
- •1.11Виды обеспечения имитационного моделирования.
- •1.12Подбор функции методом наименьших квадратов.
- •1.13Методы формирования случайных величин
- •1.14Мультипликативный способ получения равномерно распределенных случайных величин из интервала (0,1).
- •1.15Особенности вычислительных систем как объектов моделирования. Режимы работы вычислительных систем. Режимы использования.
- •1.16Структурная организация вычислительных систем.
- •1.17Рабочая нагрузка вс. Потоки заявок.
- •1.18Параметры потока заявок.
- •1.19Управление вычислительной нагрузкой и ресурсами вс.
- •1.20Функциональные характеристики вс.
- •1.21Разработка модели вс. Выбор уровня детализации.
- •1.22Подбор параметров модели. Количественные параметры.
- •2Моделирование дискретных систем на gрss
- •2.1Введение в gрss.
- •2.2Системы обслуживания с одним прибором и очередью.
- •2.3Элементы процедуры решения (моделирования).
- •2.4 Модельный таймер, завершение моделирования.
- •2.5 Одновременные события
- •2.6Выводы.
- •2.7Основные концепции моделирования на gрss.
- •2.8Списки gрss ( цепи ).
- •2.9Стандартные числовые и логические атрибуты gрss.
- •2.10Стандартные числовые атрибуты устройств.
- •2.11Стандартные числовые атрибуты накопителей.
- •2.12 Логические ключи
- •2.13Статистические объекты.
- •2.18Общий подход к моделированию.
- •2.19Основные карты и блоки gрss.
- •2.20Правила описания модели на gрss в лабораторной работе.
- •2.21Перенаправление потока заявок.
- •2.22Функции.
- •2.23Арифметические переменные variable fvariable
- •2.24Табулирование переменных.
- •2.25Многоканальные устройства (накопители )
- •2.26Работа с прерываниями.
- •2.27Управление логическими переключателями.
- •2.28Блок проверки gate
- •2.29Блок test
- •2.30Работа с ячейками.
- •2.31Работа с сча заявок
- •2.32Блок sрlit
- •2.33Блок assemble
- •2.34Блок gather
- •2.35Блок match
- •2.36Блок looр
- •2.37Блок присваивания приоритетов рriority
- •2.38Списки пользователя
- •2.39Блок mark
- •2.40Блок count
- •2.41Блок select
- •2.42Карта установки начальных значений генераторов случайных чисел rmult
- •2.43Матрицы
- •3Аналитические расчеты систем массового обслуживания
- •3.1Аналитическое моделирование вычислительных систем
- •3.2Модель размножения - гибели.
- •3.3Характеристики одноканальных систем массового обслуживания.
- •3.4Характеристики сложных смо.
- •3.5Многоканальные системы
- •3.6Системы с произвольным распределением длительности обслуживания.
- •3.7Система с отказами.
- •3.8Методы приближенной оценки характеристик систем массового обслуживания.
- •3.9Стохастические сетевые модели для вс.
- •3.10Стохастические сетевые модели.
- •3.11Экспоненциальные стохастические сети
- •3.12Характеристики разомкнутых систем
- •3.13Характеристики замкнутых систем.
- •4Литература
2.3Элементы процедуры решения (моделирования).
При моделировании системы массового обслуживания (СМО) происходят события:
в системе с одним прибором и очередью такие изменения, как приход заявки, начало обслуживания, конец обслуживания, являются событием. Все события в системе нужно зафиксировать и учесть их воздействие на текущее состояние системы. Нужно определить, как реализовать возникающее событие и как корректировать состояние системы в связи с событием.
При моделировании нужно учитывать:
1. Момент возникновения события должен быть независимой случайной величиной, определяющей поведение в системе.
2. События должны возникать в системе в хронологической последовательности. При моделировании абсолютно необходим таймер модельного времени для фиксации времени работы элементов системы. Рассмотрим события, которые еще не возникли, но должны возникнуть. Эти события могут возникнуть немедленно (в тот же момент модельного времени) или попозже, когда момент еще не наступил. Такие события называются будущими событиями, и их наступление обычно планируется.
Все события в системе делим на основные и вспомогательные.
Основное - это такое событие, время возникновения которого можно запланировать заранее. Остальные события - это вспомогательные и их время возникновения запланировать нельзя, т.к. они возникают как следствие основных событий.
В системе с одним прибором есть две группы основных событий - распределение интервалов поступления заявок и распределение времен обслуживания.
Предположим, пусть к прибору пришла заявка на обслуживание. Необходимо запланировать время прихода следующей заявки. Для этого:
1. Разыгрывают случайное число в соответствии с распределением времени прихода заявок:
Т<прихода>
2. Эта величина прибавляется к текущему времени модельного таймера и определяет момент, когда в будущем придет следующая заявка. Время прихода следующей заявки предсказывается, но оно предсказывается точно.
При достижении моделью времени прихода заявки, она появляется и вновь планируется приход следующей заявки. Время прихода первой заявки определяется из того, что в начале таймер в нуле.
Рассмотрим событие завершения обслуживания. Завершение планируется, когда обслуживание заявки началось и ведется аналогично времени прихода. Когда момент времени завершения будет достигнут, может разыгрываться следующее время обслуживания (если заявка есть в очереди или заявка только что поступила).
В общем случае возникновение одного основного события может вызвать планирование нескольких новых основных событий.
В системе с одним прибором к вспомогательным событиям относятся:
поступление заявки на обслуживание. Оно возникает, например, когда прибор свободен и поступила заявка в систему.
Вспомогательное событие вызывает переход приборов из свободного состояния в занятое и планирование времени окончания обслуживания.
Вспомогательное событие может возникнуть и как реакция на завершение обслуживания, если в очереди есть заявки.
Таким образом, нельзя планировать время поступления заявок на обслуживание.
приход заявки | 1) планирование следующего прихода
| 2) проверка состояния прибора - свободен?
| НЕТ ДА
| поступление заявки поступление заявки
| в очередь на обслуживание
| а) это вызывает переход
| прибора в занятое состояние
| б) планирование окончания
| обслуживания
окончание | 1) проверка состояния очереди - есть заявка?
обслуживания | НЕТ ДА
| переход в свободное поступление заявки на
| состояние обслуживание,
| это вызывает:
| а) продвижение заявок
| в очереди
| б) планирование окончания
| обслуживания
Можно считать, что все выполняемые действия, кроме планирования, являются вспомогательными событиями. В списке операций, вызываемых событиями, нет тех, которые обеспечивают сбор статистики. На практике эти операции входят в работу модели: например, если нас интересует максимальная длина очереди, то обработка события поступления заявки в очередь должна быть расширена.