Пособие Моделирование1234 (538757), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

3. Выход элементов системы из строя и их дальнейшее вос­становление. Такие события могут быть рассмотрены в Q-схеме, как потоки событий с абсолютными приоритетами, приводящими к потере заявок, находящихся в обслуживании в канале или ожида­ющих начала обслуживания в накопителе в момент выхода соответ­ствующего элемента из строя. В этом случае в моделирующем алгоритме Q-схемы должны быть предусмотрены датчики (генера­торы) отказов и восстановлений, а также должны присутствовать операторы для фиксации и обработки необходимой статистики.

Рассмотренные моделирующие алгоритмы и способы их моди­фикации могут быть использованы для моделирования широкого класса систем. Однако эти алгоритмы будут отличаться по сложно­сти реализации, затратам машинного времени и необходимого объема памяти ЭВМ.

Детерминированный и асинхронный циклический алгоритмы наиболее просты с точ­ки зрения логики их построения, так как при этом использует­ся перебор всех элементов Q-схемы на каждом шаге. Трудности возникают с машинной реализацией этих алгоритмов вследствие увеличения затрат машинного времени на моделирование, так как просматриваются все состояния элементов Q-схемы. Затраты машинного времени на моделирование существенно увеличиваются при построении детерминированных моделирующих алгоритмов Q-схем, элементы которых функционируют в различных масштабах времени, напри­мер когда длительности обслуживания заявок каналами многока­нальной Q-схемы значительно отличаются друг от друга.

Действия операторов блок-диаграммы моделирующего алгоритма

В стохастическом синхронном алгоритме рассматриваются про­шлые изменения состояний элементов Q-схемы, которые произош­ли с момента предыдущего просмотра состояний, что несколько усложняет логику этих алгоритмов.

Асинхронный спорадический алгоритм позволяет просматри­вать при моделировании только те элементы Q-схемы, изменения состояний которых могли иметь место на данном интервале систем­ного времени, что приводит к некоторому упрощению этих модели­рующих алгоритмов по сравнению с синхронными алгоритмами и существенному уменьшению затрат машинного времени по срав­нению с детерминированными и циклическими алгоритмами.

Затраты необходимой оперативной памяти ЭВМ на проведение имитации могут быть значительно уменьшены при построении блочных моделей, когда отдельные блоки (модули) Q-схемы ре­ализуются в виде процедур (подпрограмм).

Рассмотренные моделирующие алгоритмы позволяют практически отразить всевозможные варианты много­фазных и многоканальных Q-схем, а также провести исследование всего спектра их вероятностно-временных характеристик, различ­ных выходных характеристик, интересующих исследователя или разработчика системы S.

При моделировании систем, формализуе­мых в виде Q-схем, с использованием языка имитационного моде­лирования GPSS, отпадает необходимость выбора принципа построения моделирующего алгоритма, так как механизм системного времени и просмотра состояний уже заложен в систему имитации дискретных систем, т. е. в язык GPSS.

В качестве примера приведена программа на языке GPSS. Для трехфазной системы массового обслуживания, для блок-диаграммы, приведенной ранее..

SIMULATE Программа имитации многофазной Q-схемы

1. STORAGE 10

1. STORAGE 10
   EXPON FUNCTION RN1.C24

0 0 .1 .104 .2 .222 .3 .355 .4 .509 .5 .69

6 .915 .7 .12 .75 1.38 .8 1.6 .84 .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 7.0 .9997 8.0

GENERATE 10.FN#EXPON

ЗАТЕ SNF 1.OTK

ENTER 1

TRANSFER BOTH.KAN11.KAN12

KAN 11 SEIZE 1

LEAVE 1

ADVANCE 20. FN#EXPON

GATE SNF 2

RELEASE 1

TRANSFER .NAK2

KAN12 SEIZE 2

LEAVE 1

ADVANCE 20.FN#EXPON

GATE SNF 2

RELEASE 2

NAK2 ENTER 2

TRANSFER BOTH.KAN21.KAN22

KAN21 SEIZE 3

LEAVE 2

ADVANCE 20. FN#EXPON

GATE NU 5

RELEASE 3

TRANSFER .KAN31

KAN22 SEIZE 4

LEAVE 2

ADVANCE 20. FN#EXPON

GATE NU 5

RELEASE 4

KAN31 SEIZE 5

ADVANCE 10.FN#EXPON

RELEASE 5

TRANSFER .END

OTK SAVEVALVE 1+.K1

END TERMINATE 1

Программа реализации многофазного моделирующего алгоритма на языке GPSS

При моделировании систем, формализуе­мых в виде Q-схем, с использованием языка имитационного моде­лирования GPSS, отпадает необходимость выбора принципа построения моделирующего алгоритма, так как механизм системного времени и просмотра состояний уже заложен в систему имитации дискретных систем, т. е. в язык GPSS.

Задание:

В многофазную систему массового обслуживания поступают заявки по равномерному закону распределения через А +/- В минут. Обработка заявок осуществляется в три фазы, две из которыхпредставляют параллельное соединение двух приборов обслуживания.. (см. пример) Поступление заявок в тот или иной канал для этих фаз происходит с вероятностью и .

Провести моделирование системы с параметрами А,В, , , , , где индекс “1” соответствует первой фазе, индекс “2” соответствует второй фазе т.е. +- /2, +- /2, а для третьей фазы - +/- ,при условии,что накопители имеют бесконечную емкость.

Необходимо осуществить обработку 100 заявок при двух прогонах программы.

Выполнение лабораторной работы

1. С помощью языка имитационного моделирования GPSS составить трехфазную модель обработки заявок с параллельным дублированием согласно примера..

2. Произвести процесс исследования модели путем варьирования основных параметров модели в диапазоне -15% - +15% от заданных значений.

3. Определить оптимальный режим функционирования из расчета максимального выполнения заявок и нормативных затрат времени.

4. Исходные данные взять из лабораторной работы №1

Отчет по работе:

Отчет должен содержать:

1. Задание и исходные данные для выполнения работы.

2. Блок-диаграмму и GPSS-программу имитационного эксперимента с моделью

исследуемого варианта многофазной системы массового обслуживания.

3. Результаты обработки экспериментальных данных, анализ полученных результатов и

выводы по работе.

Контрольные вопросы

1. Какие Q-схемы называются многофазными?

2. Как классифицируются многофазные Q-схемы?

3. Какова технология имитации процесса функционирования Q-схемы?

4. Каковы возможности модификации моделирующих алгоритмов Q-схем?

Лабораторная работа №3

Планирование и проведение машинного эксперимента

многофазной Q-схемы

Цель работы

1. Изучение методов планирования эксперимента

2. Составление многофакторного плана второго порядка

3. Проведение машинного эксперимента

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

ПЛАНИРОВАНИЕ МАШИННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ С МОДЕЛЯМИ

СИСТЕМ

Имитационное моделирование является по своей сути машинным экспери­ментом с моделью исследуемой или проектируемой системы. План имитацион­ного эксперимента на ЭВМ представляет собой метод получения с помощью эксперимента необходимой пользователю информации. Эффективность исполь­зования экспериментальных ресурсов существенным образом зависит от выбора плана эксперимента. Основная цель экспериментальных исследований с помо­щью имитационных моделей состоит в наиболее глубоком изучении поведения моделируемой системы. Для этого необходимо планировать и проектировать не только саму модель, но и процесс ее использования, т. е. проведение с ней экспериментов на ЭВМ.

МЕТОДЫ ТЕОРИИ ПЛАНИРОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

Машинный эксперимент с моделью системы S при ее исследова­нии и проектировании проводится с целью получения информации о характеристиках процесса функционирования рассматриваемого объекта. Эта информация может быть получена как для анализа характеристик, так и для их оптимизации при заданных ограничени­ях, т. е. для синтеза структуры, алгоритмов и параметров системы S. В зависимости от поставленных целей моделирования системы S на ЭВМ имеются различные подходы к организации имитацион­ного эксперимента с машинной моделью . Основная задача планирования машинных экспериментов — получение необходимой информации об исследуемой системе S при ограничениях на ресур­сы (затраты машинного времени, памяти и т. п.). К числу частных задач, решаемых при планировании машинных экспериментов, от­носятся задачи уменьшения затрат машинного времени на модели­рование, увеличения точности и достоверности результатов модели­рования, проверки адекватности модели и т. д.

Машинный эксперимент. Эффективность машинных эксперимен­тов с моделями существенно зависит от выбора плана экс­перимента, так как именно план определяет объем и порядок про­ведения вычислений на ЭВМ, приемы накопления и статистической обработки результатов моделирования системы S. Поэтому основная задача планирования машинных экспериментов с моделью формулируется следующим образом: необходимо получить ин­формацию об объекте моделирования, заданном в виде моделиру­ющего алгоритма (программы), при минимальных или ограничен­ных затратах машинных ресурсов на реализацию процесса модели­рования.

Таким образом, при машинном моделировании рационально планировать и проектировать не только саму модель системы S, но и процесс ее использования, т. е. проведение с ней эксперимен­тов с использованием инструментальной ЭВМ.

Характеристики

Список файлов книги