573 (538824), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Моделирование ВС, представленных как одноканальныесистемы массового обслуживанияВ этом разделе разрабатываются и исследуются GPSS-моделиВС, имеющей один вход и один выход. На вход ВС в случайные илидетерминированные моменты времени поступают задания наобработку. Здания выполняются либо сразу, если ВС свободна,либо становятся в очередь. Время обработки здания также случайноили детерминировано. После обработки задания покидают систему.Схема прохождения потока заданий, обрабатываемых ВС, приведенана рис.1.1.а как типовая одноканальная СМО.Пример 2.1При разработке GPSS-модели этой системы необходимоосуществить программную имитацию следующих событий:создание задания (транзакта), постановку транзакта в очередь, уходтранзакта из очереди, занятие ВС, задержку на время обработки(выполнения транзакта), освобождение ВС, уход транзакта измоделируемой системы.
На рис.2.1.и 2.2 представлены два вариантаGPSS-модели ВС с различным заданием длины интерваламоделирования.В приведенных на рис. 2.1 и 2.2 моделях задания (транзакты)поступают на обработку с интервалами,распределеннымиравномерно в диапазоне [15,35] (рис.2.1) или [5,25] (рис.2.2). Времяобслуживания одного транзакта ВС распределено также равномернов диапазоне [5,15]. Здесь и в дальнейшем используютсябезразмерные единицы модельного времени,которые могутсоответствовать миллисекунде, секунде, минуте, и т.д. Моделивключают в себя семь общих блоков, которые выполняютследующие функции:1 - генерирование транзактов с равномерным распределением интервалов следования;2 - постановка транзакта в очередь с числовым именем 1;3 - занятие транзактом одноканального устройства с символическимименем SYST, имитирующим ВС с одним входом и однимвыходом;4 - выход транзакта из очереди;5 - моделирование обслуживания транзакта устройства SYST;6 - освобождение транзактом устройства SYST;7 - удаление одного транзакта из модели.Для модели, приведенной на рис.2.2, моделирование прекратится, когда блоком GENERATE будет сгенерировано количествотранзак-- 14 Номерблокаоператоры GPSS-------------------------------------------------1GENERATE 25,102QUEUEQ13SEIZESYST4DEPART Q15ADVANCE 10,56RELEASE SYST7TERMINATE 1START400ENDРис.2.1.
Модель ВС с фиксированным количествомобслуженных транзактов.Номерблокаоператоры GPSS-------------------------------------------------1GENERATE 15,102QUEUEQ13SEIZESYST4DEPART Q15ADVANCE 10,56RELEASE SYST7TERMINATE8GENERATE 49209TERMINATE 110START1ENDРис.2.2. Модель ВС с фиксированным числом единицмодельного временитов, заданное в строке 9 START (в данном случае 400). В это количество входит число транзактов, находящихся в очереди и на обслуживании.- 15 Модель рис.2.2 содержит помимо основного сегмента (блоки1-7) дополнительный, который задает время моделирования (блоки8-9, управляющая строка 10).
Блоки GENERATE с номерами 1 и 8работают независимо друг от друга.Через4920единицмодельного времени блок GENERATE с номером 8 сгенерируетодин транзакт, что вызовет вычитание единицы из счетчиказавершений (строки 9-10), и моделирование прекратится.После прогона рассмотренных выше моделей на ЭВМ на печатьвыдается статистика, относящаяся к устройству SYST и очереди Q1в виде (рис. 2.3, 2.4).Для моделей (рис.2.1 и 2.2) она содержит следующие основныерезультаты соответственно:- коэффициент загрузки ВС 0.402 и 0.660;- число прошедших обработку транзактов 400 и 325;- максимальная длина очереди 1 и 2;- процент транзактов с нулевым временем ожидания в очереди100 и 73.5;- среднее время ожидания в очереди 0 и 1.474.GPSS/PC.
Общецелевая Система Моделирования.УлПИ. 1994 год.Моделирование завершено.Приборы Нагрузка Число Среднее Номер обсл.входов время/тран. транзактаSYST 0.402366 400 10.1175002Очереди Макс. Среднее Общ. число Число Процентсодерж. содерж. входов нул. вх. нул. вх.Q11 1.000000 400400 1.000000Среднее$Среднее Текущеевремя/тран.
время/тран. содержимое0.000000 0.0000000Рис. 2.3. Статистика для модели ВС (рис. 2.1).GPSS/PC. Общецелевая Система Моделирования.УлПИ. 1994 год.- 16 Моделирование завершено.Приборы Нагрузка Число Среднее Номер обсл.входов время/тран. транзактаSYST 0.660163 325 9.9938463Очереди Макс. Среднее Общ. число Число Процентсодерж. содерж.
входов нул. вх. нул. вх.Q12 1.000000 325239 0.735385Среднее$Среднее Текущеевремя/тран. время/тран. содержимое1.473846 5.5697670Рис. 2.4. Статистика для модели ВС (рис. 2.2).Язык GPSS предоставляет пользователю средства, которые позволяютисследовать ВС при изменении ее параметров илипараметров входного потока заданий. Для повышения точностимоделирования целесообразно исследовать ВС в установившемсярежиме, что также реализуется средствами GPSS.Рассмотрим пример, иллюстрирующий эти возможности GPSS.Пример 2.2Пусть необходимо исследовать ВС при различном времени обработки заданий: 200 и 150 единиц.
Входной поток заданий распределен по закону Эрланга первого порядка с параметром = 0.0067. Врезультате моделирования должны быть получены коэффициентызагрузки ВС и статистика о количестве и времени нахождениязаданий в системе (в очереди и на обслуживании).Модель этой ВС приведена на рис.2.5. В этой модели выборкаслучайных чисел, распределенных по закону Эрланга, формируетсяс помощью с помощью датчика равномерно распределенных чиселRN1 и вычисляемого объекта "функции" с именем ERLAN.Строки 1-7моделиопределяют функцию распределенияЭрланга первого порядка. Моделирование наступления событийпроизводится блоком GENEKATE, операнд A которого являетсявеличиной обратной параметру X.- 17 НомерНомерблока о п е р а т о р ы G P S Sстроки-------------------------------------------------ERLAN FUNCTION RN1,C2410,0/.0176,.2/.0616,.4/.1219,.6/.1913,.8 2.2642,1/.3374,1.2/.4082,1.4/.4751,1.6/3.5372,1.8/.5941,2/.6254,2.2/.6915,2.44.7326,2.6/.7689,2.8/.8008,3/.8641,3.55.9084,4/.9596,5/.9826,6/.9927,76.997,8/.9988,9/.9995,107TAB1 TABLEQ1,0,1,208TAB2 TABLEM1,0,500,2091GENERATE 150,FN$ERLAN102QUEUEETM113SEIZEPORT1124МЕТКА ADVANCE 200135RELEASE PORT1146TABULATE TAB1157DEPART ETM168TABULATE TAB2179TERMINATE 118START500,NP19RESET20START100021CLEAR224МЕТКА ADVANCE 15023START500,NP24RESET25START100026END27Рис.
2.5 Модель ВС с изменяемыми параметрами, исследуемая вустановившемся режимеСтроки 8-9 задают описание таблиц TAB1 и TAB2. С ихпомощью формируются гистограммы распределения числатранзактов и времени нахождения транзактов в исследуемойсистеме. Таблица с именем TAB1 ссылается на СЧА Q1-числотранзактов между блоками QOEUE ETM- 18 и DEPART ETM, то есть Q1-число транзактов в системе. СЧА M1в таблице TAB2 означает время нахождения транзактов в модели.Блоки модели имеют следующее назначение:1 - генерирование транзактов с интервалами следования,распределенными по закону Эрланга с параметром X=0,0067;2 - вхождение в очередь с именем ЕТМ;3 - занятие транзактом устройства РORT1, имитирующего ВС;4 - моделирование обслуживания задания ВС с временем обработки200 единиц;5 - освобождение транзактом устройства РORT1;6 - формирование таблицы частот для СЧА Q1;7 - выход транзакта из очереди ЕТМ;8 - формирование таблицы частот для СЧА M1;9 - удаление транзакта из модели.Команды в строках 19 и 20 обеспечивают сброс накопленныхстатистик после обслуживания 500 транзактов (работа в неустановившемся режиме) и запрет печати результатов (операнд В,заданныйТаблица 2.1Параметры исследуемой ВС+------------------------------------------------------------+¦ ¦¦Время Т обработк覦N ¦¦одного задания ВС¦¦п.п.¦Определяемый параметр+-----------------¦¦ ¦¦ 150 ¦ 200 ¦+----+-------------------------------------+--------+--------¦¦ 1 ¦ Коэффициент загрузки¦ 0.514 ¦ 0.644 ¦¦ 2 ¦ Максимальное число заданий, находя- ¦¦¦¦ ¦ щихся в системе (в очереди и на об- ¦ 4 ¦ 6 ¦¦ ¦ служивании)¦¦¦¦ 3 ¦ Среднее значение числа заданий¦ 1.409 ¦ 1.767 ¦¦ 4 ¦ Среднеквадратичное отклонение числа ¦¦¦¦ ¦ заданий¦ 0.579 ¦ 0.937 ¦¦ 5 ¦ Среднее значение времени обработки ¦¦¦¦ ¦ одного задания (с учетом пребывания ¦180.583 ¦296.235 ¦¦ ¦ в очереди)¦¦¦¦ 6 ¦ Среднеквадратичное отклонение вре- ¦ 55.187 ¦150.937 ¦¦ ¦ мени обработки одного задания¦¦¦+------------------------------------------------------------+- 19 в виде NP, в команде START).
Команда в строке 21 обеспечиваетраспечатку сведений об устройстве РORT1 и очереди ЕТМ, послепрохождения 1000 транзактов через модель в установившемсярежиме.Таблица 2.2Вероятность нахождения в моделируемой системе1, 2, 3-х и т.д. заданий+---------------------------------------------------------+¦ Число ¦Вероятность¦¦ заданий +------------------------------------------¦¦¦Т=150¦Т=200¦+--------------+--------------------+---------------------¦¦ 1¦0.634¦0.482¦¦ 2¦0.325¦0.347¦¦ 3¦0.038¦0.112¦¦ 4¦0.003¦0.040¦¦ 5¦0¦0.018¦¦ 6¦0¦0.001¦+---------------------------------------------------------+Команда СLEAR (строка 23) устанавливает начальное состояниемодели с изменением параметра блока ADVANCE с меткой МЕТКА(операнд А этого блока принимает значение, равное 150 единиц).После этого прогон модели повторяется и программа заканчиваетсвою работу.
Результаты моделирования приведены в таблицах 2.1и 2.2.Данные, приведенные в таблицах 2.1 и 2.2. можно использоватьдля обоснованного выбора параметров входного потока заданий,вычислительной системы и объема буферного запоминающегоустройства (ЗУ) для хранения зданий, находящихся в очереди наобслуживание.2.2. Модель мультипрограммной ВС коллективногопользованияМультипрограммные ВС коллективного пользования относятсяк замкнутым СМО, в которых общее число запросов в течение всегоинтервала моделирования остается постоянным.Запросыциркулируют в СМО, последовательно изменяя свои состояния вмоменты перехода от одной фазы обслуживания к другой.Например, ВС с несколькими терминалами, где пользователь,работающий за терминалом, может послать в ВС только один запросдо тех пор, пока ВС ему не ответит.- 20 При построении GPSS-моделей подобных систем числотранзактов в модели должно оставаться постоянным в течениевсего интервала моделирования.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
