Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем (2001) (1186219), страница 76
Текст из файла (страница 76)
Эти предположения реализуются способом замены зависимых воздействий независимыми(способ 10).При реализации модели Л/м системы S необходимо решитьпутем сопоставления вопрос о способе выбора эквивалента входныхвоздействий (способ 13): упрощение замкнутого контура, образуемого входным блоком и исследуемой частью системы без разрываобратной связи; построение вероятностного эквивалента на основепредварительного его исследования (частичного моделирования);326замена входного блока наихудшим воздействием по отношениюк исследуемой части системы.До сих пор рассматривались только блоки, реализующие структурное разделение машинной модели на непересекающиеся части,но можно использовать и временное разделение на блоки (условныеподмодели), которые отражают различные этапы или режимы функционирования системы S, т.
е. в этом случае в них могут входитьпересекающиеся части системы. В ряде случаев выделение условныхподмоделей позволяет добиться упрощений при реализации машинной модели Мы, сузить разброс результатов моделирования и темсамым сократить требуемое количество прогонов. Обобщая схемуусловных подмоделей, можно сформулировать правило специализации для конкретных условий (правило 4), определяющее целесообразность использования набора частных условных подмоделей,предназначенных для анализа характеристик процесса функционирования системы S в конкретных условиях и дающих возможностьсудить о системе в целом по совокупности частных показателей,полученных на условных подмоделях, построенных с учетом особенностей планирования машинных экспериментов.При этом специализация полной модели системы позволяетв отдельных случаях проверить точность ее упрощенного блочногопредставления, т. е. отсюда вытекает способ проверки точности наусловных моделях (способ 11). Условные подмодели строятся независимо друг от друга, что позволяет ускорить исследование, выполняя параллельные машинные эксперименты со всеми подмоделями,например на нескольких ЭВМ.Динамика моделирования системы S может быть определена какдвижение в некотором подпространстве моделей {М}.
Причем приисследовании систем движение идет в сторону усложнения модели.Отсюда вытекает способ проверки точности по сходимости результатов (способ 12), т. е. проверки точности результатов моделирования, получаемых на моделях возрастающей сложности. Такой способ позволяет двигаться «снизу — вверх» в подпространстве моделей {М} от упрощенной модели, заведомо реализуемой на ЭВМ,в сторону ее развития и усложнения в пределах ограничений вычислительных ресурсов. В таком движении в подпространстве моделей{М} следует остановиться, когда различие моделей становится незначительным.
Эти особенности и реализуются способом сравнениямоделей с различной сложностью (способ 14).Рассмотренные эвристические правила и способы моделирования задают общую схему построения и реализации модели системыS, но не конкретные решения для каждого этапа машинного моделирования. Даже при работе с конкретным программно-техническим обеспечением для исследования определенного класса систем,например в виде пакета прикладных программ моделирования,необходимо предварительно решить ряд задач формализации327объекта моделирования, планирования машинных экспериментов и других, которые были рассмотрены в предшествующихглавах.10.Z МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИ РАЗРАБОТКЕ РАСПРЕДЕЛЕННЫХАВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ И ИНФОРМАЦИОННЫХ СЕТЕЙРассматривая АСОИУ с точки зрения технологии обработкиинформации и принятия решений, можно выделить функциональную схему управления, состоящую из обеспечивающих подсистем,находящихся во взаимосвязи как между собой, так и с внешнейсредой.
При проектировании АСОИУ различных уровней, исходя изобщности решаемых задач, принято выделять информационное,математическое, программное, техническое и организационноеобеспечение [2, 25, 34, 35, 52].Объект моделирования. Техническое обеспечение — одна из основных составных частей АСОИУ, той материально-техническойбазы, с помощью которой реализуются экономико-математическиеметоды управления.
Комплекс технических средств включает в себяразнообразные средства вычислительной техники, сбора и передачиинформации, обеспечивающие своевременную и качественную переработку управляющей информации, причем территориальная удаленность объектов управления в АСОИУ требует применениясредств передачи информации, основная задача которых — обменинформацией между местом ее возникновения и информационновычислительным центром с необходимой скоростью и достоверностью.Наиболее перспективным направлением в области созданиятехническогообеспеченияАСОИУ является построение информационно-вычис<%n^sБазовая^лительныхсетей, цифровых^^"ехтиЗиогО^''сетьсетейинтегральногообслу"' '•'Абонентская"J—~~/ISОHiживания, позволяющих на„„ — ~сетьиболее эффективно использовать ресурсы обработки-<ч<^~и хранения информации [35,38, 51, 54].
Структурная схема такой сети показана нарис. 10.2, где выделены уровни базовой (магистральной)сети, реализующей обменинформацией между центраР^иналЫми коллективного пользования, и терминальной (абоРис. 10.2. Структурная схема информацинентской)сетью, обеспечионно-вычислительной сети328£—»*- « — Концент Абонентский$МагистральныйHiкоммутациираторкоммутации?- • * —1\ГлавнаяЭВМАбонентскаяЭВМ15Рис. 10.3. Структурная схема взаимодействия терминальной и базовой сетивающей обмен информацией между пользователями и ЭВМ.
Основными структурными элементами сети являются: узлы (центры)коммутации потоков, осуществляющие все основные операции поуправлению сетью, включая коммутацию и маршрутизацию потоков сообщений (пакетов); концентраторы, обеспечивающие сопряжение входных низкоскоростных каналов связи с выходным высокоскоростным каналом; терминалы, выполняющие функции организации доступа пользователя к ресурсам сети и функции по локальной обработке информации; каналы связи, реализующие обменинформацией между узлами сети (узлами коммутации, концентраторами, терминалами) с требуемым качеством.Рассмотрим более подробно работу фрагмента такой информационно-вычислительной сети на уровне взаимодействия терминальной и базовой ее частей (рис.
10.3). Информация, требующаяобработки, поступает с терминалов пользователей в виде сообщений длиной q бит с интенсивностью Я сообщений/с. АбонентскаяЭВМ, подключенная к узлу коммутации, производительностьюh бит/с обрабатывает поступающую от концентраторов информацию. Мультиплексные каналы ЭВМ обслуживают по к терминаловкаждый, передавая данные к ЭВМ со скоростоью В бит/с. Принедостатке вычислительной мощности для обработки информациипользователей абонентская ЭВМ через узлы коммутации и магистральный канал связи с пропускной способностью С бит/с подключается посредством центра коммутации к ЭВМ верхнего уровня сети(главным ЭВМ), которые имеют суммарную производительностьН бит/с при наличии п мультиплексных каналов.
При этом предполагается, что процессы коммутации выполняются мгновенно. При проектированииАСОИУнеобходимоОце-Потерянныенить среднее время обработки информации Т0 и вероятность отказа в выполненииработ Рог в случае работытолько с абонентской ЭВМ, v - / |т. е. в автономном режиме,и в случае подключения©^К ОДНОЙ из ЭВМ сети коллективного пользования.f~h сообщения'<$•[пОЕслуженные. «I сообщения-чЗ^Ц^рИс. 10.4. Представление фрагмента сетив виде Q-схемы329Формализация процесса функционирования объекта моделирования. Процесс функционирования данного фрагмента информационно-вычислительной сети может быть представлен в виде Q-схемы,имеющей два параллельных канала обслуживания, а также связи,управляющей блокировкой.
Структура такой Q-схемы, формализующей процесс работы фрагмента описанной сети, представлена нарис. 10.4. Здесь И — источник; Кх и К2 — каналы обслуживания.В качестве выходного потока источника (И) рассматривается суммарный поток сообщений от терминалов, т. е. поток на выходеконцентратора. Выходной поток Q-схемы составят обслуженныесообщения при работе каналов К ; и К2 н потерянные сообщенияпри отключении (блокировке) канала К2. В такой постановке решение этой задачи аналитическим методом (в явном виде) с использованием теории массового обслуживания не представляется возможным из-за стохастического характера работы ме(_Пуск)ханизма блокировок, поэтому для оценки интересу~ "ввод 7ющих характеристик восисходных Iпользуемся методом ими/ данных JмоделироватационногоУстановканачальныхния.условийВ этом случае можнозаписать:эндогенныепеременные: Т0 — средОпределениетекущего зна нее время обслуживаниячения потокасообщений; Рот — вероятность отказа в обслуживании; экзогенные переменные: X^=KnqX — интеОпределениенсивность входного потокаОбработкапревышенияВходногоисообщений; h — произвопотока УКресурсадительность абонентскойЭВМ; Я — суммарная производительность главныхЭВМ сети; В — пропускнаяспособность селекторныхканалов ЭВМ; С — пропускная способность магистрального канала связи;уравнения модели: а)при блокированном каналеT0=2B+q/h, P0T = V.z-h)/hРис.
10.5. Укрупненная схема моделирующепри А£>А,го алгоритма фрагмента сетиГ330б) при работе каналов К, и К 2Ta = 2g/B+g/h++ k(2q/C+q/H)KXL-L),P OI = 0.Моделирующий алгоритм. Укрупненная схема моделирующего алгоритма процесса функционированияфрагмента информационно-вычис- о, 2лительной сети представлена на рис.10.5.оПримеры результатов моделированияв виде зависимости Рт=/{Ы) приведены нарис. 10.6.5060кПРис. 10.6. Результат моделирования фрагмента сети10.3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
