573 (интерпретатор GPSS и описание к нему), страница 5

В процессе реализации рассматриваемой GPSS программы через каждый блок TABULATE пройдут 500 транзактов и в каждую из таблиц TAB1-TAB4 будет занесено по 500 значений соответствующей псевдослучайной величины. Объем выборки в 500 испытаний задан в программе с помощью операнда A команды START. Выполнение GPSS программы прекратиться, когда в блок TERMINATE войдет 500-й транзакт.

Порядок выполнения

1. Изучить GPSS-программы моделирования и методику расчета значений операндов B,C,D таблиц. Исходя из заданных в варианте работы распределений случайных величин, определить заданные функции, необходимые переменные, значения операндов D,C,B таблиц.

2. Написать и отладить программу.

3. По результатам моделирования построить графики эмпиричес­ких распределений моделируемых случайных величин.

4. Установить соответствие между теоретическими и эмпиричес­кими функциями распределений.

Контрольные вопросы

1. Какая случайная величина называется базовой ?

2. Каким образом осуществляется имитация дискретных случай­ных величин ?

3. Как определяются в GPSS функции для разыгрывания значений дискретной и непрерывной случайной величины ?

- 34 -

1. Какие средства GPSS используются для имитации экспоненци­ально или нормально распределенных случайных величин ?

2. Пояснить назначение операндов A,B,C,D описания таблицы.

3. Какие данные о таблице выводятся на печать ?

4. Пояснить работу GPSS программы моделирования.

3.2.2. Моделирование ВС как СМО с одним обслуживающим

прибором

В работе исследуется система обслуживания с прибором, имею­щим один вход и один выход, которая является типовой моделью функционирования однопроцессорных ЭВМ, каналов связи, абонентских пунктов и т.д. Заявки на обслуживание в систему поступают в случайные или детерминированные моменты времени. Случайной или детерминированной величиной является и время обслуживания заявки.

Если прибор занят, то поступающие заявки обслуживаются в порядке очереди.

При подготовке к выполнению задания следует изучить принципы построения программных моделей СМО [1-4,6], описания следующих объектов и управляющих строк языка GPSS: блоки - SEIZE A (ЗАНЯТЬ),

RELEASE A (ОСВОБОДИТЬ),

ADVANCE A,B (ЗАДЕРЖАТЬ),

QUEUE A,B (СТАТЬ В ОЧЕРЕДЬ),

DEPART A,B (ПОКИНУТЬ ОЧЕРЕДЬ),
команды - RESET (СБРОСИТЬ),

START A,B,C,D (НАЧАТЬ),

CLEAR (ОЧИСТИТЬ),

Содержание задания

Необходимо осуществить в соответствии с вариантом задания:

1. Программную имитацию следующих событий: создание
заявки, постановку заявки в очередь, уход заявки из очереди,
занятие прибора, задержку на обслуживание, освобождение
прибора, уход заявки из системы.

2. Моделирование распределенной вероятности времени поступ­
ления и обслуживания заявок.

- 35 -

1. Разработать GPSS модель системы с учетом необходимости вывода на печать гистограмм распределения числа заявок, находя­щихся в системе (в очереди или на обслуживании), и времени нахождения заявок в системе.

2. Исследовать характеристики полученной модели в установив­шемся режиме при изменении параметров заданных функций распределения времени поступления или обслуживания заявок.

Примеры программ см. п.п. 2.1., 2.5

Контрольные вопросы

1. Привести примеры одноканальных СМО.

2. Какие средства GPSS используются для моделирования одно-канальных СМО?

3. Какие характеристики системы можно получить, использую моделирование на GPSS?

4. Пояснить, как образуется поток Эрланга порядка k.

5. Пояснить работу GPSS программы моделирования системы с одним прибором.

6. Как определить время вхождения модели в установившийся режим?

3.2.3. Моделирование многопроцессорных ВС с перераспределением потока заявок

В работе исследуются модели многоканальных устройств (МКУ), которые выполняют параллельное обслуживание заявок. МКУ является группой однородных приборов. К ним относятся: микропроцессорная система с процессорами одного типа, совокупность дисплеев системы телеобработки, автоматическая телефонная станция и т.д.

При подготовке к выполнению задания необходимо изучить принципы построения математических и программных моделей МКУ [1-4,6,8], а также описания объектов языка GPSS:

блоков - ENTER A,B (ВОЙТИ), LEAVE A,B (ВЫЙТИ), TRANSFER A,B,C,D (ПЕРЕДАТЬ),

- 36 -

определений - имя STORAGE A (МНОГОКАНАЛЬНОЕ

УСТРОЙСТВО).

Содержание задания

Необходимо осуществить в соответствии с вариантом задания:

1. Разработку GPSS модели системы обработки информации, сос­тоящей из M микропроцессорных систем (МПС), включающих N однородных процессоров. Поток заданий на обработку является пуассоновским со значением среднего интервала K секунд. Время обработки задания процессором равно L секунд.

2. Исследование характеристик модели в установившемся режиме при изменении числа процессоров.

3. Определение оптимального числа процессоров в МПС, при ко­тором 95% всех заданий на обработку выполняются.

Примеры программ см. в п.п. 2.3, 2.4, 2.6

Порядок выполнения

1. Составить GPSS программу моделирования системы
обработки информации применительно к своему варианту
исследования.

1. Осуществить один или несколько прогонов модели.

2. Определить оптимальное количество процессоров в МПС.

3. Оформить отчет в соответствии с установленными требовани­ями.

Контрольные вопросы

1. Привести примеры МКУ.

2. Какие средства GPSS используется для моделирования МКУ?

3. Какие режимы блока TRANSFER вы знаете?

4. Каким образом можно минимизировать число прогонов на ЭВМ для определения оптимального числа процессоров моделируемой системы?

5. Какие характеристики системы вы использовали при оптими­зации?

6. Какие характеристики МКУ автоматически распечатываются после прогонов модели на ЭВМ?

- 37 -

3.2.4. Формирование потоков заявок в ВС

Работа посвящена моделированию источников заявок в вычисли­тельных системах. Моделируются следующие характеристики заявок многомерного потока:

1. тип заявки - характеристика, указывающая важность заявки, т.е. ее приоритет;

2. длина - характеристика, определяющая размер заявки;

3. интенсивность потока заявок - характеристика, определяю­щая скорость образования заявок (количество появляющихся в ВС заявок за единицу времени);

4. место заявки - характеристика, указывающая адрес устройс­тва, для которого она предназначена.

Часто тип заявки определяет особенности всех ее характерис­тик: интенсивность потока заявок данного типа, законы распределе­ния длины заявки, адресов устройств для ее обработки.

В задачу моделирования источников многомерного потока заявок входит определение состава потока по типам заявок в соответствии с заданным законом распределения типов заявок, попадающих в поток; генерация заявок заданных типов в соответствии с законами распределения промежутка времени между поступлениями в систему заявок каждого типа; определение для каждой заявки ее длины и адреса устройства назначения, которые также случайны и в зависимости от типа заявки задаются соответствующим законом распределения вероятностей.

При подготовке к выполнению задания необходимо изучить опи­сания объектов языка GPSS [6,8]:

операторов - ASSIGN A,B,C (НАЗНАЧИТЬ),

TRANSFER A,B,C,D (ПЕРЕДАТЬ), особенности работы с параметрами транзактов.

Содержание задания

Выполнить моделирование источников сообщений N типов. Необходимые данные определяются вариантом задания. Получить поток из 100 заявок и оценить его характеристики.

- 38 -Пример 3.2

Вариант задания представлен в табл.3.2.

Таблица 3.2 Распределения вероятностей

типов заяв!распр-е адресов заявок1длины (равн.^промежут. врем.
тип p(i)! 1 2 3 4 5 ! а в j (экспоненц.)
—+ + + +

1. j 0.26 J0.05 0.62 0.0 0.1 0.23| Ю 120 j lambda=0.015

2. j 0.28 J0.12 0.57 0.19 0.03 0.09J 33 76 j lambda=0.025

3. j 0.46 J0.19 0.14 0.5 0.17 0.0 j 45 340 j lambda=0.05

Программа

* МОДЕЛИРОВАНИЕ МНОГОМЕРНОГО ПОТОКА ЗАЯВОК

* описание функций распределений и таблиц для сбора статистики
EXPON FUNCTION RN2.C24
0,0/.1,.104/.2,.222/.3,.355/.4,.509/.5,.69/.6,.915/.7,1.2
.75,1.38/.8,1.6/.84,1.83/.88,2.12/.9,2.3/.92,2.52/.94,2.81
.95,2.99/.96,3.2/.97,3.5/.98,3.9/.99,4.6/.995,5.3/.998,6.2
.999,7/.9998,8

FD1 FUNCTION RN3,D2 0,10/0.999999,120 FD2 FUNCTION RN3,D2 0,33/0.999999,76 FD3 FUNCTION RN3,D2 0,45/0.999999,340 TYPE FUNCTION RN5,D3 0.26,1/0.54,2/1,3 ADDR1 FUNCTION RN4,D5 0.05,1/0.67,2/0.67,3/0.77,4/1,5 ADDR2 FUNCTION RN4,D5 0.12,1/0.69,2/0.88,3/0.91,4/1,5 ADDR3 FUNCTION RN4,D5 0.19,1/0.33,2/0.83,3/1,4/1,5 TAB1 TABLE RT,1,21,12 статистика по интенсивности потока TAB2 TABLE P1,1,1,5 статистика по типам заявок TAB3 TABLE P2,10,15,22 статистика по длине заявок TAB4 TABLE P3,1,1,6 статистика по адресации заявок

* формирование заданного потока заявок

GENERATE 67,FN$EXPON генерация заявок типа 1
ASSIGN 1,1 тип заявки в параметре 1

ASSIGN 2,FN$FD1 длина заявки в параметре 2 ASSIGN 3,FN$ADDR1 адрес заявки в параметре 3

- 39 -
TRANSFER .26,MODEL 26% заявок направл-ся в поток

TERMINATE остальные выв-ся из сист.

GENERATE 40,FN$EXPON генерация заявок типа 2 ASSIGN 1,2 ASSIGN 2,FN$FD2 ASSIGN 3,FN$ADDR2 TRANSFER .28,MODEL TERMINATE

GENERATE 20,FN$EXPON генерация заявок типа 3 ASSIGN 1,3 ASSIGN 2,FN$FD3 ASSIGN 3,FN$ADDR3 TRANSFER .46,MODEL TERMINATE

• точка модели, где сформировался заданный поток заявок

• и снимаются его характеристики MODEL TABULATE TAB1 интенсивность потока

TABULATE TAB2 распределение типов в потоке

TABULATE TAB3 распределение длины заявок

TABULATE TAB4 распределение адресации

* обработка заявок потока адресуемыми устройствами

* время обработки зависит от длины заявки
QUEUE P3
SEIZE P3
DEPART P3

ADVANCE P2,FN$EXPON
RELEASE P3
TERMINATE 1
START 100 закончить работу

* после обработки 100 заявок
END

Контрольные вопросы

1. Изложить постановку задач моделирования источников зая­вок.

2. Чем характеризуются заявки ?

3. Является ли полученный поток простейшим ? И почему?

- 40 -

1. Объяснить различие между вычисленной и заданной вероят­ностями ?

2. Какие методы получения случайных величин с заданным законом распределения Вы использовали ? Почему ?

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. Бусленко М.П. Математическое моделирование производствен­ных процессов на цифровых вычислительных машинах. - М.: Наука,1964. - 364 с.

2. Мapтин Дж. Системный анализ пеpедачи данных: Пеp.с англ. - М.: Миp, 1975.

3. Моделирование сложных дискретных систем на ЭВМ
третьего поколения: (Опыт применения GPSS) / Голованов О.В.,
Дуванов С.Г.,Смирнов В.Н. - М.:Энергия, 1978. - 160 с.

1. Шенон Р. Имитационное моделиpование - искусство и наука.: Пеp. с англ. - М.: Миp, 1978.

2. Майоpов С.А., Новиков Г.И.,Аpиев Т.И. и дp. Основы теоpии вычислительных систем. -М.: Машиностpоение, 1978.

3. Шрайбер Т. Дж. Моделирование на GPSS / Пер. с англ. - М.: Машиностроение, 1980. - 592 с.

4. Пpицкеp А. Введение в имитационное моделиpование и язык СЛАМ II: Пеp. с англ. - М.: Миp, 1987.

5. Разработка САПР. В 10 кн. Кн. 9. Имитационное моделирова­ние: Практ. пособие / В.М.Черненький; - М.: Высш. шк., 1990.