9

Компьютерное моделирование Лабораторная работа №3

Лабораторная работа № 3. «Моделирование работы переговорного пункта»

Цель работы: изучить процесс функционирования переговорного пункта, научиться выполнять имитационное моделирование его работы на языке GPSS, провести анализ показателей эффективности данной СМО.

Общие сведения

GPSS (General Purpose Simulation System - общецелевая система моделирования) - представляет собой язык и машинную программу. Как любой язык, он содержит словарь и грамматику, с помощью которых легко могут быть разработаны точные модели систем определенного типа. Машинная программа интерпретирует модель, написанную на языке GPSS, представляя тем самым пользователю возможность проведения экспериментов с этой моделью на ЭВМ. Машинная программа, выполняющая такую интерпретацию, называется интерпретатором.

Запуск системы GPSSW выполнить следующим способом:

• щелкните мышью по кнопке Пуск ОС Windows. Появится всплывающее меню;

• щелкните по пункту Программы во всплывающем меню. Появится следующее всплывающее меню;

• щелкните по пункту GPSS World Student Version. Откроется главное окно системы GPSSW.

Система массового обслуживания

Система массового обслуживания - это совокупность последовательно связанных между собой входящих потоков требований на обслуживание (машин, самолетов, пользователей и т.д.), накопителей, очередей, каналов обслуживания (станций техобслуживания, аэродромов, ЭВМ и т.д.) и выходящих потоков требований пос­ле обслуживания.

Входящий поток требований - это последовательность входящих требований, нуждающихся в обслуживании в системе и подчиняющихся определенному закону.

Выходящий поток требований - это последовательность выходящих требова­ний, обслуженных в системе и подчиняющихся определенному закону.

Требование (транзакт) - это объект, поступающий в систему и нуждающийся в определенном обслуживании в данной системе. Требование является актив­ным элементом в моделируемой системе. Под требованием можно понимать со­общение, машину, изделие, информацию, пользователя и т.д. Требование в сис­теме GPSSW - это объект с набором определенных признаков, который определяется уникальным номером. Объекты нумеруются последовательно, начиная с номера 1.

Канал обслуживания - устройство, в котором выполняется обслуживание тре­бования. Основным параметром канала обслуживания является время обслужи­вания, которое, как правило, является случайной величиной.

Накопитель (буфер) - это место временного расположения требований, нуж­дающихся в обслуживании. Накопители характеризуются не временем обслужи­вания требований, а емкостью - максимально возможным количеством одновре­менно находящихся в накопителе требований.

Имитационная модель

Имитационная модель - это формальное описание логики функционирования исследуемой системы во времени, учитывающее наиболее существенные взаимо­действия ее элементов и обеспечивающее возможность проведения статистичес­ких экспериментов.

Имитационная модель СМО - это модель, отражающая повеление системы и изменения ее состояния во времени при заданных потоках требований, поступа­ющих на входы системы. Параметры входных потоков требований - внешние па­раметры СМО. Выходными параметрами являются величины, характеризующие свойства системы - качество ее функционирования, - например такие, как:

• коэффициенты использования каналов обслуживания;

• максимальная и средняя длина очередей в системе;

• время нахождения требований в очередях и каналах обслуживания и т.д.

Имитационное моделирование - это численный метод определения парамет­ров функционирования самых различных систем по многочисленным реализа­циям с учетом вероятностного характера протекания процесса.

Основой имитационного моделирования является метод статистических испы­таний - метод Монте-Карло. Этот метод наиболее эффективен при исследовании сложных систем, на функционирование которых оказывают существенное влия­ние случайные факторы.

Имитационное моделирование позволяет исследовать СМО при различных типах входных потоков и разной интенсивности поступления требований в систе­му, а также различных дисциплинах обслуживания требований.

Модель в системе GPSSW - это последовательность операторов моделирова­ния. Оператор моделирования может быть или оператором GPSS или процеду­рой языка PLUS (Programming Language Under Simulation - Язык программиро­вания для моделирования).

Основные операторы языка GPSS

Оператор - это специальное имя (обозначение) для определенного действия (опе­рации) над операндами (данными). В приложении 1 приведен перечень наиболее часто используемых операторов языка имитационного моделирования GPSS с кратки­ми пояснениями их назначения.

Постановка задачи

Необходимо промоделировать работу переговорного пункта, который имеет одно помещение для трех посетителей. Известны следующие параметры функцио­нирования переговорного пункта. Поток посетителей (требований), приходящих на переговорный пункт, равномерный. Интервал между прибытиями посетителей ко­леблется в пределах от 0.85 до 2.85 мин включительно, или 1,85+1 мин. Время опла­ты каждого переговора составляет 1,5±0.4 мин, а время разговора посетителей по телефону - 4,4±1,35мин. Время ожидания вызова абонента составляет 3,5±1.1 мин. Время разговора посетителей, оплаты разговора и ожидания вызова абонента под­чиняется равномерному распределению вероятностей. Если все телефоны перего­ворного пункта заняты, то посетитель ожидает освобождения одного из них. Требуется определить параметры функционирования переговорного пункта:

• коэффициент загрузки переговорного пункта;

• максимальное, среднее и текущее число посетителей в переговорном пункте;

• среднее время обслуживания в переговорном пункте и др.

Выявление основных особенностей

Для моделирования работы переговорного пункта необходимо сформировать входной поток посетителей (требований) и временной интервал моделирования работы переговорного пункта. Но перед этим необходимо выбрать единицу изме­рения времени. Для моделирования работы переговорного пункта можно взять в качестве единицы измерения времени минуту.