gpss (интерпретатор GPSS и описание к нему)

Модуль поддержки руководства курсовым проектированием

по дисциплине «Моделирование»

Боев В. Д.

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2006

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 5

1. ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ РАЗРАБОТКИ МОДУЛЯ ПОДДЕРЖКИ РУКОВОДСТВА
КУРСОВЫМ ПРОЕКТИРОВАНИЕМ 7

1. Автоматизированное рабочее место преподавателя и его модули 7

2. Требования к курсовому проекту 9

1. Структура пояснительной записки и указания по ее оформлению 9

2. Содержание раздела «Задание на проектирование» 12

3. Содержание раздела «Формализованное описание системы» 13

4. Содержание раздела «Блок-схема алгоритма модели» 13

5. Содержание раздела «Программа модели» 14

6. Содержание раздела «Планирование и проведение эксперимента» 15

.2.7. Содержание раздела «Выводы» 17

1. Содержание раздела «Литература» 17

2. Защита курсового проекта 18

1.3. Обоснование требований к модулю руководителя курсовым проектированием по дисциплине
«Моделирование» 18

2. МОДЕЛИ КУРСОВЫХ ПРОЕКТОВ 21

2.1. Модели функционирования направления связи 21

Вариант 1 21

Постановка задачи 21

Программа модели 22

Вариант 2 26

Постановка задачи 26

Программа модели 26

Вариант 3 31

Постановка задачи 31

Программа модели 32

Вариант 4 34

Постановка задачи 34

Программа модели 35

2.2. Модели предприятия по производству изделий 38

Вариант 5 38

Постановка задачи 38

Программа модели 39

Вариант 6 41

Постановка задачи 41

Программа модели 42

Вариант 7 44

Постановка задачи 44

Программа модели 45

Вариант 8 48

Постановка задачи 48

Программа модели 49

Вариант 9 52

Постановка задачи 52

Программа модели 53

2.3. Модели вычислительного комплекса коммутации сообщений 55

Вариант 10 55

Постановка задачи 55

Программа модели 56

Вариант 11 59

Постановка задачи 59

Программа модели 60

Вариант 12 63

Постановка задачи 63

Программа модели 64

Вариант 13 66

Постановка задачи 66

Программа модели 67

2.4. Модели функционирования системы ремонта 70

Вариант 14 70

Постановка задачи 70

Программа модели 71

Вариант 15 74

Постановка задачи 74

Программа модели 75

Вариант 16 78

Постановка задачи 78

Программа модели 79

Вариант 17 82

Постановка задачи 82

Программа модели 83

2.5. Модели автоматической телефонной станции 86

2

Вариант 18 86

Постановка задачи 86

Программа модели 87

Вариант 19 90

Постановка задачи 90

Программа модели 91

2.6. Модели интегратора нагрузки АТС 93

Вариант 20 93

Постановка задачи 93

Программа модели 94

Вариант 21 95

Постановка задачи 95

Программа модели 96

Вариант 22 98

Постановка задачи 98

Программа модели 99

Вариант 23 101

Постановка задачи 101

Программа модели 102

2.7. Модели изготовления в цехе деталей 104

Вариант 24 104

Постановка задачи 104

Программа модели 105

Вариант 25 106

Постановка задачи 106

Программа модели 107

2.8. Модели функционирования ремонтного подразделения 109

Вариант 26 109

Постановка задачи 109

Программа модели 110

Вариант 27 112

Постановка задачи 112

Программа модели 113

Вариант 28 116

Постановка задачи 116

Программа модели 117

3. ПРОГРАММНЫЙ МОДУЛЬ РУКОВОДИТЕЛЯ КУРСОВЫМ ПРОЕКТИРОВАНИЕМ 120

3

1. Интерфейс руководителя курсовым проектированием 120

2. Рекомендации руководителю курсовым проектированием по применению программного модуля 125

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 127

4

ВВЕДЕНИЕ

Профессиональная деятельность преподавателя в высшем учебном заведении все в большей степени приобретает творческий характер и требует от него совершенствования педагогического мастерства, значительных интеллектуальных и временных затрат. В связи с этим актуальной задачей следует считать избавление преподавателя от ряда не­творческих, трудоемких процессов, занимающих большую часть его рабочего времени. Решение данной задачи представляется посредством разработки и применения автомати­зированного рабочего места преподавателя (АРМ-П).

В составе АРМ-П целесообразно иметь следующие модули: обучающегося, управле­ния познавательной деятельностью обучающихся и поддержки принятия решений [1].

Настоящая работа посвящена созданию системы поддержки руководства курсовым проектированием по дисциплине «Моделирование». Целью курсового проектирования является освоение технологии имитационного моделирования, планирования и проведе­ния эксперимента, обработки данных вычислительного эксперимента. Курсовой проект реализуется на персональных компьютерах с использованием современной системы имитационного моделирования GPSS World [3].

Руководством по курсовому проектированию, разработанному преподавателями ка­федры вычислительной техники, предписывается следующее содержание пояснительной записки:

1. Задание на проектирование.

2. Формализованное описание системы.

3. Блок-схема алгоритма.

4. Программа модели.

5. Планирование и проведение эксперимента.

В учебной группе в среднем тридцать курсантов. Поэтому различных вариантов зада­ний на проектирование должно быть более тридцати.

Для качественного руководства курсовым проектированием по каждому варианту за­дания должен быть хотя бы один вариант его решения. В настоящее время таких реше-

5

ния есть. Разработано тридцать вариантов заданий на курсовое проектирование и реше­ний по ним с использованием системы моделирования GPSS World.

Все эти решения должны быть объединены и представлены так, чтобы руководитель курсового проектирования при необходимости мог вносить изменения в задания, блок-диаграммы, программы моделей, выдавать задания как в печатном, так и в электронном виде, оценивать точность полученных курсантами результатов моделирования и, соот­ветственно, качество выполнения каждого курсового проекта.

Данные требования могут быть выполнены путем представления решений по заданиям курсового проектирования в электронном виде как интегрированной системы, оказы­вающей преподавателю поддержку при руководстве курсовым проектированием.

Инструментальным средством реализации такой системы как модуля программного обеспечения АРМ-П предложена система программирования Delphi. Помимо интеграции компонентов каждого решения и всех решений в целом, средства Delphi позволяют орга­низовывать совместимость со средствами GPSS World. Благодаря этому, средствами Del­phi создается удобный пользовательский интерфейс, предоставляющий в первую очередь наглядный ввод исходных данных и вывод результатов моделирования, а также другие необходимые функции.

Таким образом, для достижения поставленной цели необходимо: •S определить место системы поддержки руководства курсовым проектированием как

модуля в автоматизированном рабочем месте преподавателя; •S проанализировать требования, предъявляемые к курсовому проекту по дисциплине

«Моделирование»; •S обосновать требования к модулю руководителя курсовым проектированием по дисци­плине «Моделирование»; •S разработать постановки, алгоритмы и программы моделей для реализации в системе

моделирования GPSS World; •S проанализировать разработанные модели и с учетом этого, а также с учетом требова­ний руководителя курсовым проектированием разработать интерфейс; •S разработать программу модуля поддержки руководства курсовым проектированием и рекомендации по его применению.

6

1. ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ РАЗРАБОТКИ МОДУЛЯ ПОДДЕРЖКИ РУКОВОДСТВА КУРСОВЫМ ПРОЕКТИРОВАНИЕМ

1.1. Автоматизированное рабочее место преподавателя и его модули

В условиях информатизации учебного процесса в вузе функции педагога значительно расширяются и усложняются. Характер труда его изменяется, все более приобретая про­ектировочную, организаторскую и консультативную направленность. При этом роль преподавателя остается не только ведущей, но и еще более усиливается. Это связано с тем, что педагогу необходимо осуществлять ее в новой педагогической среде, характери­зующейся использованием современных информационных средств и расширением спек­тра воздействий на курсантов через реализуемые им стратегию и тактику обучения. Ему приходится проектировать и конструировать информационную технологию обучения, разрабатывать на ее основе дидактический комплекс информационного обеспечения учебной дисциплины, обосновывать логику организации взаимодействия с курсантами на коммуникативном уровне, определять формы, методы и критерии управления их по­знавательной деятельностью, моделировать структуры и алгоритмы взаимодействия обу­чающихся с ЭВМ, формировать педагогические тесты и тестовые задания для организа­ции контроля и самоконтроля [1].

Для того чтобы решать названные задачи преподавателю, наряду с основами педагоги­ки и психологии, необходимо: знать возможности компьютера в своей предметной об­ласти и обладать навыками работы с ним; иметь навыки управления познавательной дея­тельностью курсантов, как в дисплейном классе, так и в период их самостоятельной ра­боты с ПЭВМ; уметь подбирать и соответственным образом компоновать учебный мате­риал для его реализации в педагогических программных продуктах; в сотрудничестве с программистами или самостоятельно разрабатывать элементы дидактического комплекса информационного обеспечения учебной дисциплины и т.п.

Таким образом, профессиональная деятельность преподавателя все в большей степени

приобретает творческий характер и требует от него совершенствования педагогического

мастерства, значительных интеллектуальных и временных затрат. В связи с этим, акту-7

альной задачей следует считать избавление педагога от ряда нетворческих, трудоемких процессов и операций, занимающих сегодня значительную часть его рабочего времени. Решение этой задачи видится на пути разработки и применения в вузе автоматизирован­ного рабочего места преподавателя (далее по тексту АРМ-П) [1].

Построение АРМ-П целесообразно организовать по модульному принципу в виде своеобразных баз данных, обеспечивающих технологию ввода, систематизации, хране­ния и представления педагогу информации с использованием вычислительной техники. Структурно в состав АРМ-П предлагается включить следующие модули: обучающегося, управления познавательной деятельностью обучающихся и поддержки принятия реше­ний [1].

В процессе осуществления своей профессиональной деятельности преподавателю по­стоянно приходится руководствоваться целым рядом нормативных документов, которые определяют порядок организации учебного процесса в конкретном вузе, на кафедре, а также при изучении отдельных циклов дисциплин. Их поиск зачастую отнимает значи­тельную часть рабочего времени педагога. Кроме этого, значительная часть норматив­ных документов, регламентирующих деятельность преподавателя, создаются им самим и подлежат постоянному обновлению или коррекции. В частности, речь идет о личном плане работы преподавателя на месяц, планах проведения учебных занятий, планах про­ведения консультаций с курсантами и т. п. Это также отвлекает преподавателя от про­дуктивной творческой деятельности.

Поэтому целесообразно включение в АРМ-П специального модуля поддержки приня­тия решений. По аналогии с предыдущими модулями, он может состоять из двух субмо­дулей — соответственно рабочей документации по организации учебного процесса в ву­зе и на кафедре, а также рабочей документации по организации учебного процесса при изучении конкретной учебной дисциплины. В случае востребованности информации, со­держащейся в данном модуле, преподаватель в режиме свободного выбора (сервисный режим) всегда может получить к ней доступ [1].

Настоящая работа посвящена созданию модуля поддержки руководства курсовым проектированием по дисциплине «Моделирование».

8

1.2. Требования к курсовому проекту

1.2.1. Структура пояснительной записки и указания по ее оформлению

Итогом курсового проектирования являются пояснительная записка и защита приня­тых решений перед комиссией.

Пояснительная записка включает следующие структурные элементы:

титульный лист;

основную часть — разделы:

1. Задание на проектирование.

2. Формализованное описание системы.

3. Блок-схема алгоритма модели.

4. Программа модели.

5. Планирование и проведение эксперимента.

6. Выводы; литературу;

содержание.

Пояснительная записка пишется (печатается) на одной стороне листа формата 210×297 мм. Поля: левое — 30 мм, правое — 10 мм, верхнее — 15 мм, нижнее — 10 мм.

Каждый раздел начинается с новой страницы. Разделы, подразделы, пункты нумеру­ются арабскими цифрами с точкой в конце. Например: