50012 (Разработка средств моделирования систем), страница 3

Опишем сеть аналитически.

Количество узлов – 5.

1 узел - для источника (генератора) заявок.Закон поступления заявок -равномерный;

2 узел - обслуживающее устройство. Закон обслуживания – экспоненциальный;

3 узел - обслуживающее устройство. Закон обслуживания – экспоненциальный;

4 узел - обслуживающее устройство. Закон обслуживания – экспоненциальный;

5 узел - приемник. Поглощает по 1 заявке.

Матрица переходов для примера сети представлена на рисунке 2.2

-	1	2	3	4	5
1	0	1	0	0	0
2	0	0	1	0	0
3	0	0,9	0	0,1	0
4	0,9	0	0	0	0,1
5	0	0	0	0	1

Рисунок 2.2 Матрица переходов для примера сети.

Модель на языке GPSSдолжна выглядеть так:

GENERATE 10

L3 QUEUE 1

SEIZE B1

DEPART 1

ADVANCE (EXPONENTIAL(1,0,2.1))

RELEASE B1

L1 QUEUE 1

SEIZE B2

DEPART 1

ADVANCE (EXPONENTIAL(1,0,6))

RELEASE B2

TRANSFER 0.9,L2,L1

L2 QUEUE 1

SEIZE B3

DEPART 1

ADVANCE (EXPONENTIAL(1,0,10))

RELEASE B3

TRANSFER 0.9,L4,L3

L4 TERMINATE 1

START 1000

Занесём данный текст в программу GPSS WORLD и получим стандартный отчёт.

В отчете собираются следующие статистические данные:

• START TIME – начальное значение времени моделирования;

• END TIME – конечное значение времени моделирование;

• BLOCKS – число блоков, использованных при моделировании;

• FACILITIES – число устройств, использованных при моделировании;

• STORAGE – число многоканальных устройств, использованных при моделировании.

Информация об устройствах содержит следующие колонки:

• FACILITY - имя устройства;

• ENTRIES - количество транзактов, входивших в устройство;

• UTIL. - коэффициент загрузки устройства;

• AVE.TIME - среднее время пребывания транзакта в устройстве;

• AVAILABLE - состояние устройства в момент окончания моделирования (1 - устройство доступно, 0 - недоступно);

• OWNER - номер последнего транзакта, вошедшего в устройство;

• PEND - количество транзактов, ожидающих выхода устройства из режима прерывания;

• INTER - количество транзактов, пребывание которых в устройстве было прервано;

• RETRY - количество транзактов, ожидающих каких-либо условий, зависящих от состояния данного устройства;

• DELAY - количество транзактов, ожидающих возможности входа в устройство (обычно это транзакты, находящиеся в очереди);

Информация об очередях содержит следующие колонки:

• QUEUE - имя очереди;

• MAX - максимальная длина очереди (т.е. количество транзактов в ней) за время моделирования;

• CONT.- длина очереди в момент окончания моделирования;

• ENTRIES - количество транзактов, входивших в очередь;

• ENTRIES(0) - количество транзактов, которым не потребовалось ждать в данной очереди (нулевые входы);

• AVE.CONT.- средняя длина очереди;

• AVE.TIME - среднее время пребывания транзактов в очереди;

• AVE.(-0) - среднее время пребывания транзактов в очереди без учета нулевых входов (т.е. без учета транзактов с нулевым временем пребывания в очереди);

• RETRY - количество транзактов, ожидающих каких-либо условий, зависящих от состояния данной очереди.

3 Проектирование системы

В окончательном виде любая программа представляет собой набор инструкций процессора. Всё, что написано на любом языке программирования, - более удобная, упрощённая запись этого набора инструкций, облегчающая написание, отладку и последующую модификацию программы. Чем выше уровень языка, тем в более простой форме записывается одни и те же действия.

С ростом объёма программы становится невозможным удерживать в памяти все детали, и становится необходимым структурировать информацию, выделять главное и отбрасывать несущественное. Этот процесс называется повышением степени абстракции программы.

Первым шагом к повышению абстракции является использование функции. Следующий шаг – описание собственных типов данных, позволяющих структурировать и группировать информацию.

Объединение в модули описаний типов данных и функций, предназначенных для работы с ними, со скрытием от пользователя модуля несущественных деталей, является дальнейшим развитием структуризации программы.

Введение понятия класса является естественным развитием идей модульности. В классе структуры данных и функции их обработки объединяются. Класс используется только через его интерфейс – детали реализации для пользователя класса несущественны.

Класс является типом данных, определяемым пользователем. В классе задаются свойства и поведение какого-либо предмета или процесса в виде полей данных (аналогично структуре) и функции для работы с ними. Создаваемый тип данных обладает практически теми же свойствами, что и стандартные типы. В нашей программе мы использовали три класса:

• Класс FuncStandart содержит описание всех стандартных функций, определённых языком имитационного моделирования GPSS.

В зависимости от выбранной пользователем функции вызывается соответствующий ей метод класса FuncStandart. Вызванный метод отправляет на консоль запрос пользователю на ввод параметров выбранной функции. В зависимости от введенныхпараметров, метод генерирует строку, содержащуюописание стандартной функции с уже заданными параметрами на языке имитационного моделирования GPSS.

• Класс GPSSOperatori содержит описание операторов языка имитационного моделирования GPSS.В зависимости от матрицы, сгенерированной в методе Matrixкласса GPSSText, вызываются соответствующие методы класса GPSSOperatori. Все методы класса возвращают строковое значение, содержащее описание требуемых операторов языка имитационного моделирования GPSS. Причем стандартные функции, которые используются в операторах как параметры, генерируются в классе FuncStandart.

• Класс GPSSText описывает сгенерированный текст языка имитационного моделирования GPSS. Во-первых, метод класса Matrix, выводит на консоль запрос об операторах узлов, содержащихся в имитационной модели и о движении транзакта по соответствующим узлам. В зависимости от полученных данных генерируется матрица переходов. Во-вторых, в методе Programma, по матрице переходов совершается соответствующий вызов метода классаGPSSOperatori. В конечном итоге, результат работы программы записывается в файл GPSStext.txt. Этот файл содержит окончательно сгенерированный текст программы на языке имитациооного моделирования GPSS.

Идея классов является основой объектно-ориентированного программирования.

Основными свойствами ООП является инкапсуляция, наследование и полиморфизм.

Объединение данных с функциями их обработки в сочетании со скрытием ненужной для использования этих данных информации называется инкапсуляцией.

Наследование – это возможность создания иерархии классов, когда потоки наследуют все свойства своих предков, могут их изменять и добавлять новые.

Полиморфизм – возможность использования в различных классах иерархии одно имя для обозначения сходных по смыслу действий и гибко выбирать требуемое действие во время выполнения программы.

В нашей программе используется первые два свойства ООП.

Проектирование объектно-ориентированной программы представляет собой весьма сложную задачу, поскольку в процесс добавляется ещё один важный этап – разработка иерархий классов.

Представим иерархию классовнашей программы (рисунок 3.1)

Рисунок 3.1

4 РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ

Как ранее уже описывалось, программа состоит из трёх классов:

• Класс FuncStandart содержит описание всех стандартных функций, определённых языком имитационного моделирования GPSS.

• Класс GPSSOperatori содержит описание операторов языка имитационного моделирования GPSS.

• Класс GPSSText описывает сгенерированный текст языка имитационного моделирования GPSS.

4.1 Класс FuncStandart

• Метод stringfBETA() задает параметры функцииBETA(Stream,Min,Max,Shape1,Shape2) и возвращает строку содержащую описание этой функции с уже заданными пользователем параметрами.

• Метод stringfBINOMIAL()задает параметры функции BINOMIAL(Stream,TrialCount,Probability) и возвращает строку содержащую описание этой функции с уже заданными пользователем параметрами.

• Метод stringfDUNIFORM()задает параметры функции DUNIFORM(Stream,Min,Max) и возвращает строку содержащую описание этой функции с уже заданными пользователем параметрами.

• Метод stringf_1() задает параметры функций EXPONENTIAL(Stream,Locate,Scale), EXTVALA(Stream,Locate,Scale), EXTVALB(Stream,Locate,Scale), LAPLACE(Stream,Locate,Scale), LOGISTIC(Stream,Locate,Scale)и возвращает строку содержащую описание этих параметров с уже заданными пользователем значениями.

• Методstring f_2() задаетпараметрыфункцийGAMMA(Stream,Locate,Scale,Shape), INVGAUSS(Stream,Locate,Scale,Shape), INVWEIBULL(Stream,Locate,Scale,Shape), OGLAPLACE(Stream,Locate,Scale,Shape), LOGLOGIS(Stream,Locate,Scale,Shape),LOGNORMAL(Stream,Locate,Scale,Shape),PEARSON5(Stream,Locate,Scale,Shape),WEIBULL(Stream,Locate,Scale,Shape)ивозвращаетстрокусодержащуюописаниеэтихпараметровсужезаданнымипользователемзначениями.

• Метод stringfGEOMETRIC()задает параметры функции GEOMETRIC(Stream,Probability) и возвращает строку содержащую описание этой функции с уже заданными пользователем параметрами.

• Метод stringfNEGBINOM()задает параметры функции NEGBINOM(Stream,SuccessCount,Probability) и возвращает строку содержащую описание этой функции с уже заданными пользователем параметрами.

• Метод stringfNORMAL()задает параметры функции NORMAL(Stream,Mean,StdDev) и возвращает строку содержащую описание этой функции с уже заданными пользователем параметрами.

• Метод stringfPARETO()задает параметры функции PARETO(Stream,Locate,Scale) и возвращает строку содержащую описание этой функции с уже заданными пользователем параметрами.

• Метод string fPEARSON6()задает параметры функции PEARSON6(Stream,Locate,Scale,Shape1,Shape2) и возвращает строку содержащую описание этой функции с уже заданными пользователем параметрами.

• Метод stringfPOISSON()задает параметры функции POISSON(Stream,Mean) и возвращает строку содержащую описание этой функции с уже заданными пользователем параметрами.

• Метод stringfTRIANGULAR()задает параметры функции

• TRIANGULAR(Stream,Min,Max,Mode) и возвращает строку содержащую описание этой функции с уже заданными пользователем параметрами.

• Метод stringfUNIFORM() задает параметры функции UNIFORM(Stream,Min,Max) и возвращает строку содержащую описание этой функции с уже заданными пользователем параметрами.

4.2 Класс GPSSOperatori

• Описываются переменные целого типа nF, nST, nFas, nQ, ответственные за номер используемой функции, номер многоканального устройства, номер одноканального устройства, номер очереди соответственно.

• МетодGENERATE задаёт параметры оператора GENERATE и возвращает строковое значение этого оператора с заданными пользователем значениями параметров.

На первом этапе определяется промежуток времени между появлениями транзактов. Он может быть: постоянным, случайным, заданным функцией, зависящим от функции, а также не задан.

При промежутке времени между появлениями транзактов заданном функцией или зависящем от функции, определяется, какой будет функция: стандартной или пользовательской, в зависимости от этого вызываются функцииFStandи FUNCTIONсоответственно.

На втором этапе определяется время задержки появления первого транзакта. Оно может быть: задано или не задано.

На третьем этапе определяется предельное число транзактов.Оно так же может быть: задано или не задано.

На четвёртом этапе определяется приоритет транзактов. Он может быть: задан или не задан.

• Метод ADVANCE задаёт параметры оператора ADVANCE и возвращает строковое значение этого оператора с заданными пользователем значениями параметров.

В методе определяется время задержки транзакта. Оно может быть: постоянным, случайным, заданным функцией, зависящим от функции.

При времени задержки транзакта заданном функцией или зависящем от функции, определяется, какой будет функция: стандартной или пользовательской, в зависимости от этого вызываются функцииFStandи FUNCTIONсоответственно.

• Метод ENTER возвращает строку содержащую операторы языка имитационного моделирования GPSS, описывающие многоканальное устройство.

На первом этапе в файл GPSStext.txt (файл для записи сгенерированного текста программы на языке имитационного моделирования GPSS) записывается описание многоканального устройства, то есть его имя и количество каналов.