3.7. Упражнения к части 1

1. С помощью EXPRESS опишите атрибуты геометрической фигуры – квадрат. Атрибуты – цвет, длина стороны, периметр, площадь.

2. Опишите с помощью EXPRESS несколько атрибутов сущности «Дом» с использованием правила уникальности.

3. Опишите с помощью EXPRESS несколько атрибутов сущности «Самолет» с использованием правила области значений.

4. С помощью EXPRESS опишите атрибуты геометрической фигуры – ромб. Атрибуты – цвет, длина стороны, периметр, острый угол.

5. Опишите с помощью EXPRESS несколько атрибутов сущности «автомобиль» с использованием правила уникальности.

6. Опишите с помощью EXPRESS несколько атрибутов сущности «человек» с использованием правила области значений.

7. Предложите архитектуру информационной модели, задающей предметную область библиотеки с учетом того, что модель состоит из двух схем: «people» (люди) и «library» (библиотека). Опишите предложенную модель с помощью EXPRESS с использованием интерфейса использования.

8. Предложите архитектуру информационной модели, задающей предметную область библиотеки с учетом того, что модель состоит из двух схем: «people» (люди) и «library» (библиотека). Опишите предложенную модель с помощью EXPRESS с использованием интерфейса ссылки.

9. Предложите и опишите с помощью EXPRESS, используя отношение наследования, информационную модель, в которой область значения экземпляров сущности «employee» (служащий) является подмножеством области экземпляров сущности «person» (личность), условием существования которой является неотрицательный возраст.

10. Предложите и опишите с помощью EXPRESS, используя отношение наследования, информационную модель, в которой область значения экземпляров сущности «employee» (служащий) является подмножеством области экземпляров сущности «person» (личность). Причем условием существования сущности «employee» является достижение возраста 18 лет.

Часть 2

Глава 4. Основы имитационного моделирования сложных динамических систем

4.1. Теория массового обслуживания

В теории массового обcлyживaния объектами исследования являются сложные системы. Анализ процессов функционирования связан с исследованием прохождения через систему потока заявок. Разработчиков подобных сложных систем интересуют прежде всего такие параметры, как пропуск­ная способность проектируемой системы, задержки заявок в системе, эффективность исполь­зования имеющегося оборудования и других средств.

Анализ функционирования сложных систем носит статистический характер. При этом в качестве математического аппарата моделирования используют теорию массового обслуживания, а в качестве моделей систем - системы массового обслуживания (CMО).

Типичными выходными параметрами в СМО являются числовые характеристики таких величин, как время обслуживания заявок в системе, длины очередей заявок на входах, время ожидания обслуживания в очередях, загрузка устройств системы, а также вероятность обслуживания в заданные сроки и т.п. СМО представляет собой некоторое средство (устройство), называемое обслуживающим аппаратом (ОА), вместе с очередями заявок на входах. Более сложные СМО со­стоят из многих взаимосвязанных ОА. Обслуживающие аппараты СМО в совокупности образуют статические объекты СМО, иначе называемые ресурсами. Состояние СМО характеризуется состоянием составляющих ее компонентов. Например, состояния ОА выражаются булевыми величинами, принимающими значения true (занято) или false (свободно), и длинами очередей на входах ОА, принимающими неотрицательные целочисленные значения.

Дисциплиной обслуживания называют правило выбора заявки из очередей на обслуживание, а величи­ну, выражающую преимущественное право на обслуживаниё, - приоритетом. В бесприоритетных дисциплинах все транзакты (заявки) имеют одинаковые приоритеты. Среди бесприоритетных дисциплин наиболее популярны дисциплины FIFO («первым пришел - пер­вым обслужен»), LIFO («последним пришел - первым обслужен») и случайные (со случайным выбором заявок из очередей).

Для приоритетных дисциплин строится очередь на входе ОА для заявок каждого приоритета. Заявка из очереди с низким приоритетом поступает на обслуживание, если пусты очереди с более высокими приоритетами. Различают приоритеты абсолют­ные, относительные и динамические. Заявка из очереди с более высоким абсолютным приоритетом, поступая на вход занятого ОА, прерывает уже начатое обслуживание заявки более низкого приоритета. В случае относительного приоритета прерывания не происходит, более высокоприоритетная заявка ждет окончания уже начатого обслуживания. Динамические приоритеты могут изменяться во время прохождения заявки в CMО.

Определение временных зависимостей переменных, характеризующих состояние СМО, при подаче на входы любых требуемых в соответствии с заданием на эксперимент потоков заявок, называют имитационным моделированием СМО. Имитационное моделирование проводят путем воспроизведения в СМО фактов изменения значения любой переменной, характеризующей состояние системы (событий), происходящих в моделируемом времени. Подход, альтернативный имитационному моделированию, назы­вают аналитическим исследованием СМО. Аналитическое ис­следование заключается в получении формул для расчета выход­ных параметров СМО с последующей подстановкой значений ар­гументов в эти формулы в каждом отдельном эксперименте [7].

Используемые при имитационном и аналитическом моделировании модели СМО называются имитационными и аналитическими соответственно.

Поскольку для аналитического моделирования не требуются сколько-нибудь зна­чительные затраты вычислительных ресурсов, аналитические модели удобны в использовании. Но для сложных СМО аналитические модели если и удается получить, то только при принятии упрощающих допущений, ставя­щих под сомнение адекватность модели.

Таким образом, основным подходом к анализу САПР на системном уровне проектирования считают имитационное моделирование, а аналитическое исследование используют для предварительной оценки различных вариантов систем [7].