Моделирование работы ЭВМ в среде GPSS
Классификация методов материального моделирования. Разработка программы на языке GPSS, которая описывает поведение элементов системы в процессе ее работы. Определение загрузки электронно-вычислительной машины и количества обработанных заданий по классам.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 14.09.2011 |
| Размер файла | 630,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
2
Содержание
Введение
1. Построение концептуальной модели
1.1 Постановка задачи
1.2 Анализ исходных данных
1.3 Разработка концептуальной модели
2. Алгоритмизация модели и ее машинная реализация
2.1 Разработка алгоритма
2.2 Разработка программы
3. Получение и интерпретация результатов
3.1 Планирование эксперимента
3.2 Анализ результатов
Список литературы
Приложения
Введение
Созданию системы, действующей в реальном мире, предшествует моделирование - создание и анализ системы-заместителя, которая повторяет основные характеристики исходной, но позволяет снизить расходы (времени или денег) требуемые для проведения экспериментов.
Разнообразие форм моделирования требует построения их классификации. Обычно модели делят на мысленные и материальные. Методы материального моделирования подразделяют на следующие группы:
1) Натуральное моделирование - эксперимент на самом исследуемом объекте, который при специально подобранных условиях опыта служат моделью самого себя;
2) Физическое моделирование - эксперимент на специальных установках, сохраняющих природу явлений, но воспроизводящим их в количественно измененном масштабированном виде;
3) Математическое моделирование - использование моделей, по физической природе отличающихся от моделируемых объектов, но имеющих сходное математическое описание.
Среди математических моделей, позволяющих адекватно описать и проводить анализ широкого класса систем, следует выделить имитационные модели. В процессе преобразования наших знаний о системе в ее математическую модель нужно определить назначение модели;
- определить, какие компоненты должны быть включены в состав модели;
- определить параметры и переменные, относящиеся к этим компонентам;
Процесс проектирования модели, проверки ее адекватности, проведения экспериментов и формулирования выводов связан с конкретным назначением модели. После того, как определена цель, для которой потребовалось создание модели, наступает этап определения необходимого набора компонентов, влияющих как положительно, так и отрицательно на эффективность ее работы. Затем решается вопрос, следует ли включать тот или иной компонент в состав модели. С одной стороны стремимся сделать модель как можно проще, (упростить формулировку, повысить эффективность моделирования), с другой - получить более точную модель.
В данной курсовой работе используется среда моделирования GPSS. GPSS - General Purpose Simulating System - общецелевая моделирующая система, предназначенная для решения задач по моделированию работы всевозможных систем массового обслуживания.
Система массового обслуживания (СМО) - это система, в которой выполняется ряд операций (действий) по обслуживанию случайного потока заявок (требований на обслуживание). В GPSS заявку называют транзактом.
Сущность машинного моделирования СМО состоит в проведении на ЭВМ эксперимента с моделью этой системы. Машинная модель СМО - это программа, составленная на языке GPSS, которая описывает поведение элементов системы в процессе ее работы. Результатом прогона этой программы на ПЭВМ является статистика - данные о модели, полученные в результате машинных расчетов по составленной и отлаженной программе. Анализ статистики позволяет уточнить исходную программу. Моделирование заканчивается, когда полученная машинная модель адекватна реальной системе массового обслуживания.
1. Построение концептуальной модели
1.1 Постановка задачи
На вычислительный центр на обработку принимаются три класса заданий: А, В и С. Исходя из наличия оперативной памяти ЭВМ задания классов А и В могут решаться одновременно, задания класса С монополизируют ЭВМ. Задания класса А поступают через 40±5 минут, класса В - через 20±10 минут и класса С - через 30±10 минут и требуют для выполнения: класс А - 20±5, класс В - 21±3 и класс С - 28±5 минут. Задачи класса С загружаются в ЭВМ, если она полностью свободна. Задачи классов А и В могут догружаться к решающейся задаче.
Смоделировать работу ЭВМ за 80 часов. Определить загрузку ЭВМ и количество решённых задача по классам.
1.2 Анализ исходных данных
Исходя из условия задачи в данной СМО можно выделить:
1) входные данные:
Три источника заявок с различным временем поступления в зависимости от типа задач. Задания класса А поступают через 40±5 минут, класса В - через 20±10 минут и класса С - через 30±10 минут.
2) внутренние данные
В системе для моделирования ЭВМ использовано многоканальное устройство с двумя каналами. Также перед прибором имеется накопитель, размер которого не оговорен. Прибор задерживает заявки на время, зависящее от типа задачи. Для выполнения требуется следующее время: класс А - 20±5, класс В - 21±3 и класс С - 28±5 минут.
3) выходные данные: Коэффициент загрузки ЭВМ и количество обработанных задач по типам.
1.3 Разработка концептуальной модели
Концептуальная модель отображает основные элементы системы массового обслуживания: источник заявок, приборы, очереди и связи между ними. Кроме того, концептуальная модель содержит основные параметры элементов системы массового обслуживания, например название прибора и время задержки транзакта в нем. Для данной задачи концептуальная модель выглядит следующим образом:
Описание Q-схемы:
В системе имеется три источника заявок, имитирующих поступление задач трёх классов. В каждом источнике заявок указано разное время поступление, что указано по заданию и что оправдывает использование 3-х источников. Задания поступают в накопитель, где ждут своей очереди на обработку. Задачи класса С монополизируют ЭВМ, т е занимают сразу два канала в многоканальном приборе EVM, и следовательно могут начать обрабатываться только, когда ЭВМ полностью свободна. Задания классов А и В занимают по одному каналу многоканального устройства ЭВМ, следовательно могут выполнятся одновременно, что требуется по заданию, а также задачи этих классов могут догружаться к уже решаемой задаче. С выхода прибора EVM отходят 3 стрелки с названиями, что означает в выходных данных количество выполненных задач 3-х классов.
2. Алгоритмизация модели и ее машинная реализация
2.1 Разработка алгоритма
моделирование электронный вычислительный
Созданию программы предшествовало составление блок-схемы представленной в приложении А и написание нижеследующего алгоритма:
1. ЭВМ - многоканальное устройство с двумя каналами
EVM STORAGE 2
2. Время генерации задач типа А
GENERATE 40,5
3. В первом параметре транзакта указываем, что задание А может выполняться одновременно с заданием В
ASSIGN 1,1
4. Во втором - среднее время обработки ЭВМ
ASSIGN 2,20
5. В третьем - разброс времени обработки на ЭВМ
ASSIGN 3,5
6. Отправляем на обработку ЭВМ
TRANSFER,METKA1
7. Время генерации задач типа В
GENERATE 20,10
8. В первом параметре транзакта указываем, что задание А может выполняться одновременно с заданием А
ASSIGN 1,1
9. В втором - среднее время обработки ЭВМ
ASSIGN 2,21
10. В третьем - разброс времени обработки на ЭВМ
ASSIGN 3,3
11. Отправляем на обработку ЭВМ
TRANSFER,METKA1
12. Время генерации задач типа С
GENERATE 30,10
13. В первом параметре транзакта указываем, что задание С монополизируют ЭВМ
ASSIGN 1,2
14. Во втором - среднее время обработки ЭВМ
ASSIGN 2,28
15. В третьем - разброс времени обработки на ЭВМ
ASSIGN 3,5
16. Отправляем на обработку ЭВМ
TRANSFER,METKA1
17. Занять очередь перед обработкой на ЭВМ
METKA1 QUEUE OCH
18. Освободить очередь перед ЭВМ
ENTER EVM,P1
19. Занять ЭВМ в зависимости от типа задачи
DEPART OCH
20. Задержка на время обработки задания ЭВМ
ADVANCE P2,P3
21. Освободить ЭВМ
LEAVE EVM,P1
22. Если это задание класса А
TEST E P2,20,METKA2
23. То подсчитать выполненное задание в ячейке памяти KOLA
SAVEVALUE KOLA+,1
24. Если это задание класса В
METKA2 TEST E P2,21,METKA3
25. То подсчитать выполненное задание в ячейке памяти KOLВ
SAVEVALUE KOLB+,1
26. Если это задание класса С
METKA3 TEST E P2,28,METKA4
27. То подсчитать выполненное задание в ячейке памяти KOLС
SAVEVALUE KOLC+,1
28. Уничтожение обработанного транзакта
METKA4 TERMINATE
29. Сегмент времени указывает, что время моделирования 80 часов
GENERATE 4800
30. Конец моделирования системы
TERMINATE 1
2.2 Разработка программы
Для описания имитационной модели на языке GPSS полезно представить ее в виде схемы, на которой отображаются элементы СМО - устройства, накопители, узлы и источники. В данной работе блок-схема алгоритма представлена в приложении А. Описание на языке GPSS есть совокупность операторов (блоков), характеризующих процессы обработки заявок. Имеются операторы и для отображения возникновения заявок, задержки их в объектах модели, занятия памяти, выхода из СМО, изменения параметров заявок (например, приоритетов), вывода на печать накопленной информации, характеризующей загрузку устройств, заполненность очередей и т.п.
Каждый транзакт, присутствующий в модели, может иметь до 12 параметров. Существуют операторы, с помощью которых можно изменять значения любых параметров транзактов, и операторы, характер исполнения которых зависит от значений того или иного параметра обслуживаемого транзакта.
Пути продвижения заявок между блоками модели отображаются последовательностью операторов в описании модели на языке GPSS специальными операторами передачи управления (перехода). Для моделирования используется событийный метод. Соблюдение правильной временной последовательности имитации событий в СМО обеспечивается интерпретатором GPSS World - программной системой, реализующий алгоритмы имитационного моделирования.
3. Получение и интерпретация результатов
3.1 Планирование эксперимента
План экспериментального моделирования на ЭВМ представляет собой метод получения с помощью эксперимента необходимой информации.
Экспериментальное моделирование на ЭВМ требует затрат труда и времени экспериментатора, а также затрат времени ЭВМ. Поэтому целесообразно иметь план, позволяющий извлекать из каждого эксперимента максимально возможное количество информации. Основная цель - изучение поведения моделируемой системы при наименьших затратах. Поэтому планировать и проектировать нужно не только модель, но и процесс ее использования, т.е. проведение на ней экспериментов.
Планирование выгодно в двух отношениях:
1) позволяет уменьшить число необходимых испытаний и тем самым повысить экономичность эксперимента;
2) служит структурной основой процесса исследований.
Рассматриваются вопросы стратегического планирования, т.е. получение желаемой информации при минимальных затратах и тактического планирования - определение способов проведения испытаний. Этот этап планирования связан с решением задач двух типов:
1) определение начальных условий в той мере, в какой они влияют на достижение установившегося режима;
2) возможно большим уменьшением дисперсии решений при одновременном сокращении размеров выборки.
Первая связана с тем, что модель носит искусственный характер, хорошо подобранные начальные условия уменьшают время переходного процесса; а вторая связана с необходимостью оценки точности результатов эксперимента и степени надежности заключений или выводов.
3.2 Анализ результатов
Согласно заданию, необходимо определить загрузку ЭВМ и количество обработанных заданий по классам.
Коэффициент загрузки ЭВМ = 0,984
Количество обработанных задач класса А = 82
Количество обработанных задач класса В = 164
Количество обработанных задач класса С = 78
Список литературы
1. Алтаев А.А. Имитационное моделирование на языке GPSS: методическое пособие - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2002. - 77 с.
2. Бершадская Е.Г. Моделирование: учебное пособие - Пенза: Изд-во ПТИ, 2002. - 147 с.
Приложение А
Приложение Б
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Концептуальная модель процесса обслуживания покупателей в магазине. Описание системы моделирования GPSS. Разработка моделирующей программы на специализированном языке имитационного моделирования в среде AnyLogic. Результаты вычислительных экспериментов.
курсовая работа [906,9 K], добавлен 12.07.2012Основные сведение о системе моделирования GPSS и блоки, используемые при моделировании одноканальных и многоканальных систем массового обслуживания. Разработка модели работы ремонтного подразделения в течение суток с использованием программы GPSS World.
курсовая работа [36,4 K], добавлен 11.02.2015Методы материального моделирования в среде GPSS. Построение и разработка концептуальной модели. Алгоритмизация модели и ее машинная реализация. Экспериментальное моделирование на ЭВМ. Определение максимальной длины очереди готовых к обработке пакетов.
курсовая работа [189,0 K], добавлен 14.09.2011Построение модели вычислительного центра: постановка задачи, выбор метода моделирования и составление моделирующей программы на языке GPSS. Исследование трехфазной одноканальной системы и определение значений параметров и размеров буферных устройств.
курсовая работа [276,8 K], добавлен 25.06.2011Моделирующие программы системы GPSS WORLD. Блоки и транзакты - типы объектов системы. Событийный метод моделирования. Проект моделирования работы в библиотеке, его анализ с помощью среды GPSS WORLD. Описание процесса и метода моделирование системы.
курсовая работа [227,4 K], добавлен 16.08.2012GPSS как один из эффективных и распространенных языков моделирования сложных дискретных систем. Возможности языка GPSS. Построение имитационной модели "Моделирование мини-АТС". Разработка программы работы диспетчерского пункта в торговом предприятии.
курсовая работа [118,8 K], добавлен 19.01.2016Процесс моделирования имитационной модели функционирования класса персональных компьютеров на языке GPSS World. Поиск линейной зависимости и оценка полученного уравнения. Отчет по результатам работы имитационной модели. Листинг разработанной программы.
курсовая работа [49,2 K], добавлен 07.09.2012Применение метода имитационного моделирования с использованием генератора случайных чисел для расчета статистически достоверных переменных. Создание программы на языке GPSS. Результаты моделирования диспетчерского пункта по управлению транспортом.
курсовая работа [399,9 K], добавлен 28.02.2013Создание имитационной модели экономической системы на языке программирования GPSS. Определение возможных мест появления очередей, количества необслуженых заявок. Выявление причин возникновения неблагоприятных факторов, усовершенствование системы.
курсовая работа [32,9 K], добавлен 13.12.2010Особенности моделирования работы сборочного участка цеха, которая состоит из трех этапов: сборка, предварительная обработка и регулировка деталей. Понятие среды имитационного моделирования GPSS World - программного комплекса, работающего под Windows.
контрольная работа [39,5 K], добавлен 04.06.2011
