573 (538823), страница 5
Текст из файла (страница 5)
В процессе реализации рассматриваемой GPSS программы через каждый блок TABULATE пройдут 500 транзактов и в каждую из таблиц TAB1-TAB4 будет занесено по 500 значений соответствующей псевдослучайной величины. Объем выборки в 500 испытаний задан в программе с помощью операнда A команды START. Выполнение GPSS программы прекратиться, когда в блок TERMINATE войдет 500-й транзакт.
Порядок выполнения
-
Изучить GPSS-программы моделирования и методику расчета значений операндов B,C,D таблиц. Исходя из заданных в варианте работы распределений случайных величин, определить заданные функции, необходимые переменные, значения операндов D,C,B таблиц.
-
Написать и отладить программу.
-
По результатам моделирования построить графики эмпирических распределений моделируемых случайных величин.
-
Установить соответствие между теоретическими и эмпирическими функциями распределений.
Контрольные вопросы
-
Какая случайная величина называется базовой ?
-
Каким образом осуществляется имитация дискретных случайных величин ?
-
Как определяются в GPSS функции для разыгрывания значений дискретной и непрерывной случайной величины ?
- 34 -
-
Какие средства GPSS используются для имитации экспоненциально или нормально распределенных случайных величин ?
-
Пояснить назначение операндов A,B,C,D описания таблицы.
-
Какие данные о таблице выводятся на печать ?
-
Пояснить работу GPSS программы моделирования.
3.2.2. Моделирование ВС как СМО с одним обслуживающим
прибором
В работе исследуется система обслуживания с прибором, имеющим один вход и один выход, которая является типовой моделью функционирования однопроцессорных ЭВМ, каналов связи, абонентских пунктов и т.д. Заявки на обслуживание в систему поступают в случайные или детерминированные моменты времени. Случайной или детерминированной величиной является и время обслуживания заявки.
Если прибор занят, то поступающие заявки обслуживаются в порядке очереди.
При подготовке к выполнению задания следует изучить принципы построения программных моделей СМО [1-4,6], описания следующих объектов и управляющих строк языка GPSS: блоки - SEIZE A (ЗАНЯТЬ),
RELEASE A (ОСВОБОДИТЬ),
ADVANCE A,B (ЗАДЕРЖАТЬ),
QUEUE A,B (СТАТЬ В ОЧЕРЕДЬ),
DEPART A,B (ПОКИНУТЬ ОЧЕРЕДЬ),
команды - RESET (СБРОСИТЬ),
START A,B,C,D (НАЧАТЬ),
CLEAR (ОЧИСТИТЬ),
Содержание задания
Необходимо осуществить в соответствии с вариантом задания:
1. Программную имитацию следующих событий: создание
заявки, постановку заявки в очередь, уход заявки из очереди,
занятие прибора, задержку на обслуживание, освобождение
прибора, уход заявки из системы.
2. Моделирование распределенной вероятности времени поступ
ления и обслуживания заявок.
- 35 -
-
Разработать GPSS модель системы с учетом необходимости вывода на печать гистограмм распределения числа заявок, находящихся в системе (в очереди или на обслуживании), и времени нахождения заявок в системе.
-
Исследовать характеристики полученной модели в установившемся режиме при изменении параметров заданных функций распределения времени поступления или обслуживания заявок.
Примеры программ см. п.п. 2.1., 2.5
Контрольные вопросы
-
Привести примеры одноканальных СМО.
-
Какие средства GPSS используются для моделирования одно-канальных СМО?
-
Какие характеристики системы можно получить, использую моделирование на GPSS?
-
Пояснить, как образуется поток Эрланга порядка k.
-
Пояснить работу GPSS программы моделирования системы с одним прибором.
-
Как определить время вхождения модели в установившийся режим?
3.2.3. Моделирование многопроцессорных ВС с перераспределением потока заявок
В работе исследуются модели многоканальных устройств (МКУ), которые выполняют параллельное обслуживание заявок. МКУ является группой однородных приборов. К ним относятся: микропроцессорная система с процессорами одного типа, совокупность дисплеев системы телеобработки, автоматическая телефонная станция и т.д.
При подготовке к выполнению задания необходимо изучить принципы построения математических и программных моделей МКУ [1-4,6,8], а также описания объектов языка GPSS:
блоков - ENTER A,B (ВОЙТИ), LEAVE A,B (ВЫЙТИ), TRANSFER A,B,C,D (ПЕРЕДАТЬ),
- 36 -
определений - имя STORAGE A (МНОГОКАНАЛЬНОЕ
УСТРОЙСТВО).
Содержание задания
Необходимо осуществить в соответствии с вариантом задания:
-
Разработку GPSS модели системы обработки информации, состоящей из M микропроцессорных систем (МПС), включающих N однородных процессоров. Поток заданий на обработку является пуассоновским со значением среднего интервала K секунд. Время обработки задания процессором равно L секунд.
-
Исследование характеристик модели в установившемся режиме при изменении числа процессоров.
-
Определение оптимального числа процессоров в МПС, при котором 95% всех заданий на обработку выполняются.
Примеры программ см. в п.п. 2.3, 2.4, 2.6
Порядок выполнения
1. Составить GPSS программу моделирования системы
обработки информации применительно к своему варианту
исследования.
-
Осуществить один или несколько прогонов модели.
-
Определить оптимальное количество процессоров в МПС.
-
Оформить отчет в соответствии с установленными требованиями.
Контрольные вопросы
-
Привести примеры МКУ.
-
Какие средства GPSS используется для моделирования МКУ?
-
Какие режимы блока TRANSFER вы знаете?
-
Каким образом можно минимизировать число прогонов на ЭВМ для определения оптимального числа процессоров моделируемой системы?
-
Какие характеристики системы вы использовали при оптимизации?
-
Какие характеристики МКУ автоматически распечатываются после прогонов модели на ЭВМ?
- 37 -
3.2.4. Формирование потоков заявок в ВС
Работа посвящена моделированию источников заявок в вычислительных системах. Моделируются следующие характеристики заявок многомерного потока:
-
тип заявки - характеристика, указывающая важность заявки, т.е. ее приоритет;
-
длина - характеристика, определяющая размер заявки;
-
интенсивность потока заявок - характеристика, определяющая скорость образования заявок (количество появляющихся в ВС заявок за единицу времени);
-
место заявки - характеристика, указывающая адрес устройства, для которого она предназначена.
Часто тип заявки определяет особенности всех ее характеристик: интенсивность потока заявок данного типа, законы распределения длины заявки, адресов устройств для ее обработки.
В задачу моделирования источников многомерного потока заявок входит определение состава потока по типам заявок в соответствии с заданным законом распределения типов заявок, попадающих в поток; генерация заявок заданных типов в соответствии с законами распределения промежутка времени между поступлениями в систему заявок каждого типа; определение для каждой заявки ее длины и адреса устройства назначения, которые также случайны и в зависимости от типа заявки задаются соответствующим законом распределения вероятностей.
При подготовке к выполнению задания необходимо изучить описания объектов языка GPSS [6,8]:
операторов - ASSIGN A,B,C (НАЗНАЧИТЬ),
TRANSFER A,B,C,D (ПЕРЕДАТЬ), особенности работы с параметрами транзактов.
Содержание задания
Выполнить моделирование источников сообщений N типов. Необходимые данные определяются вариантом задания. Получить поток из 100 заявок и оценить его характеристики.
- 38 -Пример 3.2
Вариант задания представлен в табл.3.2.
Таблица 3.2 Распределения вероятностей
типов заяв!распр-е адресов заявок1длины (равн.^промежут. врем.
тип p(i)! 1 2 3 4 5 ! а в j (экспоненц.)
—+ + + +
-
j 0.26 J0.05 0.62 0.0 0.1 0.23| Ю 120 j lambda=0.015
-
j 0.28 J0.12 0.57 0.19 0.03 0.09J 33 76 j lambda=0.025
-
j 0.46 J0.19 0.14 0.5 0.17 0.0 j 45 340 j lambda=0.05
Программа
* МОДЕЛИРОВАНИЕ МНОГОМЕРНОГО ПОТОКА ЗАЯВОК
* описание функций распределений и таблиц для сбора статистики
EXPON FUNCTION RN2.C24
0,0/.1,.104/.2,.222/.3,.355/.4,.509/.5,.69/.6,.915/.7,1.2
.75,1.38/.8,1.6/.84,1.83/.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/.9998,8
FD1 FUNCTION RN3,D2 0,10/0.999999,120 FD2 FUNCTION RN3,D2 0,33/0.999999,76 FD3 FUNCTION RN3,D2 0,45/0.999999,340 TYPE FUNCTION RN5,D3 0.26,1/0.54,2/1,3 ADDR1 FUNCTION RN4,D5 0.05,1/0.67,2/0.67,3/0.77,4/1,5 ADDR2 FUNCTION RN4,D5 0.12,1/0.69,2/0.88,3/0.91,4/1,5 ADDR3 FUNCTION RN4,D5 0.19,1/0.33,2/0.83,3/1,4/1,5 TAB1 TABLE RT,1,21,12 статистика по интенсивности потока TAB2 TABLE P1,1,1,5 статистика по типам заявок TAB3 TABLE P2,10,15,22 статистика по длине заявок TAB4 TABLE P3,1,1,6 статистика по адресации заявок
* формирование заданного потока заявок
GENERATE 67,FN$EXPON генерация заявок типа 1
ASSIGN 1,1 тип заявки в параметре 1
ASSIGN 2,FN$FD1 длина заявки в параметре 2 ASSIGN 3,FN$ADDR1 адрес заявки в параметре 3
- 39 -
TRANSFER .26,MODEL 26% заявок направл-ся в поток
TERMINATE остальные выв-ся из сист.
GENERATE 40,FN$EXPON генерация заявок типа 2 ASSIGN 1,2 ASSIGN 2,FN$FD2 ASSIGN 3,FN$ADDR2 TRANSFER .28,MODEL TERMINATE
GENERATE 20,FN$EXPON генерация заявок типа 3 ASSIGN 1,3 ASSIGN 2,FN$FD3 ASSIGN 3,FN$ADDR3 TRANSFER .46,MODEL TERMINATE
-
точка модели, где сформировался заданный поток заявок
-
и снимаются его характеристики MODEL TABULATE TAB1 интенсивность потока
TABULATE TAB2 распределение типов в потоке
TABULATE TAB3 распределение длины заявок
TABULATE TAB4 распределение адресации
* обработка заявок потока адресуемыми устройствами
* время обработки зависит от длины заявки
QUEUE P3
SEIZE P3
DEPART P3
ADVANCE P2,FN$EXPON
RELEASE P3
TERMINATE 1
START 100 закончить работу
* после обработки 100 заявок
END
Контрольные вопросы
-
Изложить постановку задач моделирования источников заявок.
-
Чем характеризуются заявки ?
-
Является ли полученный поток простейшим ? И почему?
- 40 -
-
Объяснить различие между вычисленной и заданной вероятностями ?
-
Какие методы получения случайных величин с заданным законом распределения Вы использовали ? Почему ?
Л И Т Е Р А Т У Р А
-
Бусленко М.П. Математическое моделирование производственных процессов на цифровых вычислительных машинах. - М.: Наука,1964. - 364 с.
-
Мapтин Дж. Системный анализ пеpедачи данных: Пеp.с англ. - М.: Миp, 1975.
3. Моделирование сложных дискретных систем на ЭВМ
третьего поколения: (Опыт применения GPSS) / Голованов О.В.,
Дуванов С.Г.,Смирнов В.Н. - М.:Энергия, 1978. - 160 с.
-
Шенон Р. Имитационное моделиpование - искусство и наука.: Пеp. с англ. - М.: Миp, 1978.
-
Майоpов С.А., Новиков Г.И.,Аpиев Т.И. и дp. Основы теоpии вычислительных систем. -М.: Машиностpоение, 1978.
-
Шрайбер Т. Дж. Моделирование на GPSS / Пер. с англ. - М.: Машиностроение, 1980. - 592 с.
-
Пpицкеp А. Введение в имитационное моделиpование и язык СЛАМ II: Пеp. с англ. - М.: Миp, 1987.
-
Разработка САПР. В 10 кн. Кн. 9. Имитационное моделирование: Практ. пособие / В.М.Черненький; - М.: Высш. шк., 1990.