Министерство образования Республики Беларусь

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«БРЕСТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

НЕ ПОЛНЫЙ ВАРИАНТ!

методические указания к выполнению курсовых работ

БРЕСТ 2009

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МОДЕЛИРУЕМОЙ СИСТЕМЕ. УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ 3

2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ 4

3. ПОЯСНЕНИЯ К ИСХОДНЫМ ДАННЫМ 5

4. РАЗРАБОТКА КОНЦЕПТУАЛЬНОЙ МОДЕЛИ 7

1. Предварительное описание концептуальной модели (по исходным данным) 9

4.1.1. Построение исходной схемы Q-модели 9

4.1.2. Описание ресурсов системы и узлов Q-модели 10

4.1.3. Описание параметров обслуживающих узлов 10

4.1.4. Анализ потоков заявок и описание их параметров 11

2. Уточнение состава узлов концептуальной модели 14

4.1.5. Выявление дополнительных узлов и построение уточненной схемы Q-модели 14

4.1.6. Уточнение матрицы переходов 15

3. Уточнение концептуальной модели с учетом потоков заявок 15

4.1.7. Выявление дополнительных узлов и построение уточненных схем потоков Q-модели 16

4.1.8. Построение матриц переходов потоков заявок 17

4.1.9. Описание параметров потоков заявок 17

4.1.10. Описание параметров узлов 19

4.1.11. Описание узловых и системных характеристик 20

5. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ 22

6. РАЗРАБОТКА GPSS-ОРИЕНТИРОВАННОЙ ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ 24

4. Построению GPSS-ориентированной ССМ 25

5. Организация сбора статистики 27

7. РАЗРАБОТКА, РЕАЛИЗАЦИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ УПРОЩЕННЫХ МОДЕЛЕЙ 29

8. РЕАЛИЗАЦИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ 29

6. Реализация имитационной модели 29

7. Исследование свойств модели 31

8.1.1. Анализ стационарности режима функционирования 31

8.1.2. Оценка зависимости точности моделирования от его длительности 32

9. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ СИСТЕМЫ 32

8. Анализ исходного состояния системы 32

9. Прогнозирование характеристик системы при росте интенсивностей потоков заявок 33

10. Прогнозирование характеристик системы в замкнутом режиме функционирования 33

11. Исследование эффектов модификации системы 34

12. Исследование эффектов модификации системы (их влияния на вероятность отказа в обслуживании) 34

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 35

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. СОСТАВ ОТЧЕТНЫХ ДОКУМЕНТОВ 36

38

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 38

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. ГРАФ МОДЕЛЕй 39

ПРИЛОЖЕНИЕ 4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СРЕДЫ GPSS WORLD (быстрый старт) 40

ПРИЛОЖЕНИЕ 5. ПОСТРОЕНИЕ ЧАСТОТНЫХ ТАБЛИЦ И ГИСТОГРАММ в GPSS WORLD 47

1. Общие сведения о моделируемой системе. Указания к выполнению работы

Моделируемая система состоит из частей (подсистем, компонентов, элементов) - узлов, обеспечивающих: - обслуживание потоков заявок (запросов); - управление процессами обслуживания и перемещением заявок в системе. Роль узлов могут, например, выполнять устройства вычислительной системы, а роль заявок – обрабатываемые задачи. Роль узлов могут выполнять устройства сетевой инфраструктуры (серверы, каналы передачи данных), а роль заявок – пересылаемые пакеты данных.

Можно выделить такие типизированные узлы как устройства и памяти, которые обладают ограниченными ресурсами и предоставляют их запросам (заявкам) для обслуживания.

Узлы типа “устройство” имеют каналы заданного быстродействия, которые обслуживают запросы. Каждый канал обслуживает один запрос. Запрос задерживается в канале на время обслуживания. Соответственно обслуживание в устройстве может включать: - занятие свободного канала (фаза захвата канала); - обслуживание в канале (фаза задержки в канале на время обслуживания): - освобождение канала (фаза освобождения канала).

При выполнении работы по умолчанию быстродействие канала – 1 операция/1 времени.

Узлы типа “память ” обладают емкостью, которая может быть выделена запросу (фаза выделения памяти) или освобождена (фаза освобождения памяти).

При выполнении работы по умолчанию каждой заявке выделяется и освобождается 1 единица памяти.

Запросы (заявки) на предоставление обслуживания поступают извне, образуя входные потоки заявок. Система реализует их обслуживание, организуя процессы обслуживания в соответствии со своим законом функционирования, и на ее выходе образуются выходные потоки заявок (например, потоки обслуженных запросов).

При выполнении работы (если не оговорено специально) предполагается, что входные процессы, процессы обслуживания в устройствах, маршруты движения заявок, функционирование системы носят вероятностный характер. При этом вероятностные характеристики (законы распределений) с течением времени не меняются – стационарны, т.е. отдельные запросы в потоке обладают уникальными (индивидуальными) параметрами, которые однако статистически однородны.

Потоки запросов задаются законами поступления и законами обслуживания.

Закон поступления задается, например, законами распределения времени между соседними заявками в каждом потоке и параметрами законов, или только указанием законов и среднего времени между заявками или интенсивности каждого потока. В последнем случае недостающие параметры закона выбирает разработчик.

Закон обслуживания задается, например, законами распределения трудоемкости обслуживания или времени (если быстродействие канала - 1) заявок каждого потока в каждом из устройств, памятей и параметрами законов, или только указанием законов и среднего времени между заявками или интенсивности каждого потока. В последнем случае недостающие параметры закона выбирает разработчик.

Потоки запросов задаются так же приоритетами и характером их использования в узлах системы, условиями выбора альтернативных маршрутов, потребления ограниченных накопителей и т.п.

Моделируемая система может быть описана по-разному. В любом случае описание системы должно содержать сведения о ее параметрах - структуре системы и протекающих в ней процессах.

Это может быть текстовое описание системы с указанием основных элементов, устройств и потоков запросов на обслуживание.

Маршруты движения запросов в процессе обслуживания могут быть заданы матрицами переходов. Элементы такой матрицы p(i,j) могут отображать условия (вероятности) перехода запроса с выхода i-го узла на вход в j-ый узел. Может быть задана общая матрица или отдельная матрица для каждого из потоков запросов. В первом случае внешняя среда (окружение системы) будет задана обобщенными узлами-источниками и узлами-приемниками.

Особенности использования таких узлов как памяти, ограниченные накопители (буферы) и т.д., а также особенности управления обслуживанием в системе могут быть описаны вербально, текстом.