573 (интерпретатор GPSS и описание к нему), страница 2

С помощью объектовязыка описываются возникновение транзактов (заявок), ихпродвижение, задержки в очередях и устройствах, уничтожение ит.д. Последовательность записи объектов и специальные операторыуправления задают маршруты перемещения транзактов междуэлементами модели.Реализация работы отдельных объектов, их синхронизация исобственно моделирование осуществляется автоматически припомощи комплекса служебных программ GPSS. В процессемоделирования организуется сбор статистических данных, которыепозволяют определить загрузку устройств, заполненность очередей,средние затраты времени на обработку, ожидание и т.п.Объекты языка GPSS могут быть разделены на четыре класса:(1) динамические, (2) статические или оборудование, (3) статистические, (4) операционные.Динамические объекты (транзакты) в процессе моделированиямогут возникать и уничтожаться.

С каждым транзактом связан рядпараметров, которым пользователь может присваивать различныезначения, характеризующий транзакт.Статические объекты служат для описания аппаратных средствсистемы,моделируемойна GPSS.К ним относятся:одноканальныеустройства,многоканальныеустройства(накопители или память).Одноканальноеустройство может обслуживать только одинтранзакт.Накопитель может обслуживать одновременно несколькотранзактов.Статистические объекты (очереди и таблицы) служатдля оценки поведения моделируемой системы.

В очереди хранитсяперечень транзактов, задержанных в каком-либо месте исследуемойсистемы и длительности этих задержек. Таблицы, в основном,предназначены для использования при построении статистическихраспределений выбранных для анализа величин.Операционные объекты задают логику работы модели иопределяют пути следования и действия транзактов.Помимо перечисленных объектов GPSS включает ряддополнительных элементов, таких как описания накопителей итаблиц, команды управления, сохраняемые величины, матрицы,арифметические переменные, функции и т.д.Развитие любой реальной системы происходит во времени. В от--9личии от реальных систем, в GPSS время изменяется дискретно. Соотношение единицы времени моделируемой системы и единицывремени в программе моделирования определяется пользователеми должно быть целым числом, например, единица времени моделиможет соответствовать микросекунде, минуте, часу и т.д.

В GPSSмоделях введены понятия абсолютного и относительного времени.Абсолютное время начинает свой отсчет с момента началамоделирования, а относительное - с момента определяемогопользователей как момент, начиная с которого необходимо собиратьстатистику о ходе моделирования. Если нет указаний пользователя,абсолютное и относительное время в GPSS совпадают.В GPSS-моделях транзакт в любой момент времени может находится в одном из пяти списков.В "списке текущих событий" находятся те транзакты, времянаступления которых меньше (транзакты, которые должны былиначать двигаться в некоторый момент в прошлом, но былизаблокированы) или равно текущему времени."Список будущих событий" содержит транзакты, время поступления которых больше текущего времени, то есть события, которыедолжны произойти в будущем."Список прерываний" содержит те отдельные транзакты, обслуживание которых соответствующими устройствами было прервано,а также те которые вызвали прерывание."Список синхронизируемых сообщений" содержит транзакты,находящиеся в данный момент в состоянии сравнения."Список пользователя" содержит транзакты, удаленные пользователем из списка текущих событий и помещенные в списокпользователя как временно неактивные.Списки текущих и будущих событий являются основными.Каждый транзакт продвигается в модели до тех пор, пока его путь небудет заблокирован занятым блоком или пока транзакт не войдет вблок, задающий временную задержку.

Из задержанных транзактовобразуется список будущих событий,а из заблокированныхтранзактов – список текущих событий. Просматривая списоктекущих событий, система моделирования пытается передвинутьсодержащиеся в нем транзакты к следующим блокам модели. Еслипродвижение транзактов не возможно, то моделируемое системноевремя сдвигается к моменту наиболее раннего из будущихсобытий. При этом соответствующий транзакт переносится в списоктекущих событий и передвигается, если имеется- 10 возможность, дальше по схеме модели. В том случае, если рассматриваемый транзакт входит в блок задержки, то он снова попадает всписок будущих событий. В случае блокирования транзакт остаетсяв списке текущих событий.

Работа моделирующей системы, восновном сводится к периодическому повторению описанныхвыше действий и прекращается при окончании процессамоделирования.1.3. Сокращенное описание объектов GPSSВ подполях операторов языка могут записываться числа, стандартные числовые атрибуты (СЧА), последовательности букв ицифр, обозначающие метки и идентификаторы,вводимыепользователем.

СЧА отображают свойства и состояния объектовмоделируемой системы (оборудования, очередей и т.д.). КаждыйСЧА имеет определенное мнемоническое обозначение, задающиетип атрибута, за которым иногда следует числовое или символьноеимя объекта. Числовое имя содержит до пяти цифр, символьное от трех до пяти символов, из которых первые три должны бытьбуквами.Ниже описание объектов языка и СЧА дано в виде примеров сконкретными числовыми значениями и обозначениями меток иидентификаторов. Более полное описание и применение объектов иСЧА GPSS приведено в разделе 2.Примеры записи СЧА :V15 - переменная с числовым именем 15.200 - целочисленная константа, значение которой равно 200.FN5 - вычисленное значение функции с числовым именем 5.FN#RES - вычисленное значение функции с символьным именемRES.RN2 - вычисляемое с помощью второго датчика псевдослучайноечисло, равномерно распределенное в интервале от 0 до 999 включительно, если только эта величина не будет использована как переменная или как функция.

В этом случае эта величина принимаетлюбое значение в диапазоне 0 - 0,999999.Примеры записи основных операторов языка GPSS, описаний иуправления. GENERATE 100 - генерация транзактов с постоянныминтервалом следования, равным 100 единиц модельного времени.QUEUE COR - организация очереди COR,ее длинаувеличиваетсяна единицу.- 11 DEPART CUR - длина очереди CUR уменьшается на 1.FNC FUNCTION RN3, C4 0,0/.4,1.2/1,2/2,4- описание функции FNC, ее аргументом является случайная величина (датчик RN3), равномерно распределенная в диапазоне[0,0.999999], функция непрерывная (C) и задана таблично четырьмяузловыми точками (0,0),(0.4,1.2),(1,2),(2,4).FE FUNCTION P2, D3 .2,40/.6,100/1,150- описание дискретной числовой функции с именем FE, заданнойтаблично в трех узловых точках, аргументом которой является текущее значение второго параметра транзакта.END - последняя строка в программе на GPSS, обеспечивающаяпрекращение моделирования.1.4.

Протокол и результаты работы программы на GPSSПрограмма производит вывод информации на печать в трех случаях:после нормального завершения моделирования, когдазначение счетчика завершений, первоначально задаваемогокомандой START, стало равным нулю или меньше нуля; послеобнаружения ошибки.Выдаваемая информация представляет собой печать статистикиоб устройствах, накопителях, очередях.Статистика об устройствах выдается для всех устройств, к которым производилось обращение в процессе моделирования. Этастатистика содержит коэффициенты использование (часть времени,в течении которого устройство было занято или обслуживалопрерывания), общее число обращений к устройству, среднее время,в течении которого устройство занято одним транзактом, и номертранзакта, обслуживаемого устройством в момент окончаниясчета.

Этот транзакт мог либо захватить устройство в момент,когда оно свободно, либо прервать обслуживание на этомустройстве другого транзакта. При распечатке указывается какимиз способов транзакт захватил устройство.Статистика о накопителях выдается для всех накопителей, обращение к которым производилось в процессе моделирования.Статистика для каждого накопителя содержит: емкость накопителя,заданную пользователем; среднее содержимое накопителя за времямоделирования (среднее число занятых единиц памяти накопителяза время моделирования); среднее использование накопителя завремя модели-- 12 рования ( среднее содержимое, отнесенное к максимальнойемкости);общее число входов в память (накопитель); среднее времяпребывания транзакта в накопителе;текущее содержимоенакопителя в момент окончания счета; максимальное содержимоенакопителя, зафиксированное за время моделирования.Статистика очередей представляет информацию обо всех очередях,обращение к которым производилось в процессемоделирования.Для каждой очереди статистика содержит: максимальную длинуочереди за время моделирования; среднюю длину очереди; общеечисло входов в очередь; число транзактов, которые вошли вочередь, но не были в ней задержаны (число "нулевых входов");среднее время пребывания транзакта в очереди; среднее времяпребывания в очереди задержанных транзактов (т.е.

подсчитанноебез учета нулевых входов ); номер таблицы, соответствующейочереди, если такая таблица была задана описанием QTABLE;текущая длина очереди в момент окончания счета.2. ПРИМЕНЕНИЕ GPSS ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМПри моделирование на GPSS ВС представляется как система массового обслуживания. Элементы СМО делятся на два основныхкласса: объекты обслуживания - в ВС это решаемые задачи,называемые в GPSS транзактами; и средства, называемые в GPSSстатическим объектами.Имитационное моделирование используется как при анализе,таки при синтезе ВС.

Здесь рассматривается только задача анализа.Задача анализа формулируется как задача определения выходныхпараметров ВС выбранной структуры при заданных параметрахаппаратуры выходные параметры моделируемой задач. Средствапозволяют определять выходные параметры моделируемой ВС(производительность,быстродействие,средниеимаксимальныевремена и вероятности обслуживания,средние и максимальныедлины очередей и т.п.) и вектор переменных состояния ееэлементов. Ниже рассматриваются модели ВС,которые могут бытьпредставлены различными типами СМО:одноканальными,многоканальными, многофазными, замкнутыми и т.д.- 13 2.1.