Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМ. Н. П. ОГАРЁВА»

Экономический факультет

Кафедра информационных систем в экономике и управлении

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

на тему «Моделирование работы вычислительного центра»

по дисциплине «Имитационное моделирование»

наименование учебной дисциплины

Автор курсовой работы Русскина М.В.

подпись, дата, инициалы, фамилия

Специальность 080500 Бизнес-информатика

номер, наименование

Обозначение курсовой работы КР-02069964-080500-03-12

Руководитель работы Афонин В.В.

подпись, дата, инициалы, фамилия

Работа защищена ____________ Оценка ______________

Саранск 2012

Содержание курсовой работы

• Аннотация
• Постановка задачи
• Введение
• 1. Разработка программной модели
• 1.1 Концептуальная схема модели
• 1.2 Модель системы (Q-схема)
• 2. Моделирование и анализ результатов моделирования
• 2.1 Схема алгоритма программы
• 2.2 Описание программной реализации модели на языке GPSS/PC
• 2.3 Анализ результатов моделирования
• 3. Выполнение заданий по моделированию
• Заключение
• Список используемой литературы

Аннотация

В данном курсовом проекте мы исследуем функционирование системы массового обслуживания при помощи машинной модели, составленной и реализованной в пакете моделирования дискретных систем (ПМДС) GPSS/PC. Сделаем оценку эффективности её работы и попытаемся указать параметры системы, оказывающие наибольшее влияние на эффективность её работы. Цель курсового проекта - моделирование работы вычислительного центра, его исследование и сбор стандартной статистики по каждому типу объектов, занятых в модели. В приложениях приведённых в конце проекта можно найти описание всех основных блоков GPSS/PC, использованных в процессе моделирования исследуемой системы, а также описание пунктов файла стандартного отчёта являющегося наиболее удобным средством сбора информации о функционировании системы.

Постановка задачи

Моделирование работы вычислительного центра

В вычислительном центре (ВЦ) имеются три ЭВМ. Задания на обработку поступают с интервалом 20±5 мин в пункт приема. Здесь в течении 12±3 мин они регистрируются и сортируются оператором, после чего каждое задание поступает на одну их свободных ЭВМ. Примерно в 70% заданий в результате их первой обработки на ЭВМ обнаруживается ошибки ввода, которые сразу же в течение 3±2 мин исправляются пользователями. На время корректировки ввода задание не освобождает соответствующей ЭВМ, и после корректировки начинается его повторная обработка. Возможность ошибки при повторной обработке исключается, т.е. повторная обработка всегда является окончательной. Продолжительность работы ЭВМ при обработке задания в каждом случае составляет 10±5 мин. В центре имеется лишь одно рабочее место для корректировки ввода.

Задание по моделированию

1. Смоделировать процесс функционирования ВЦ по обработке 100 заданий.

2. Определить среднее время ожидания в очереди на обработку.

3. Определить и построить функцию распределения времени ожидания в очереди.

4. Определить вероятность возникновения очереди.

5. Определить и построить экспериментальную функцию распределения времени простоя одной из ЭВМ.

6. Определить коэффициенты загрузки технических средств ВЦ.

7. Определить пропускную способность ВЦ

8. В качестве программного средства моделирования принять GPSS.

9. Вспомогательные вычисления и графические построения выполнить в MATLAB.

Введение

В предлагаемом проекте рассматривается задача моделирования работы вычислительного центра. Цель курсового проекта - составление и описание модели, моделирование процесса обработки некоторого количества поступающей информации, получение основных характеристик модели исследуемой системы, анализ и интерпретация результатов.

Можно выделить несколько основных способов моделирования: построение физической модели и проведение экспериментов, аналитическое построение модели, имитационное моделирование.

Моделирование системы вычислительного центра - это задача массового обслуживания, которая решается путем имитационного моделирования.

Имитационная модель отображает стохастический процесс смены дискретных состояний СМО в непрерывном времени в форме моделирующего алгоритма. При его реализации на ЭВМ производится накопление статистических данных по тем атрибутам модели, характеристики которых являются предметом исследований. По окончании моделирования накопленная статистика обрабатывается, и результаты моделирования получаются в виде выборочных распределений исследуемых величин или их выборочных моментов. Таким образом, при имитационном моделировании систем массового обслуживания речь всегда идет о статистическом имитационном моделировании.

Первым шагом при анализе любой конкретной системы является выделение элементов системы, и формулирование логических правил, управляющих взаимодействием этих элементов. Полученное в результате описание называется моделью системы. Модель обычно включает в себя те аспекты системы, которые представляют интерес или нуждаются в исследовании.

Для общих задач система моделирования должна предоставлять пользователю достаточно краткий и в то же время применимый к широкому классу систем язык моделирования, а также учитывать техническую оснащенность.

Одним из наиболее эффективных и распространенных языков моделирования сложных дискретных систем является в настоящее время язык GPSS. Он может быть с наибольшим успехом использован для моделирования систем, формализуемых в виде систем массового обслуживания. В качестве объектов языка используются аналоги таких стандартных компонентов СМО, как заявки, обслуживающие приборы, очереди и т.п. Достаточный набор подобных компонентов позволяет конструировать сложные имитационные модели, сохраняя привычную терминологию СМО.

На персональных компьютерах язык GPSS реализован в рамках пакета прикладных программ GPSS/PC. Основной модуль пакета представляет собой интегрированную среду, включающую помимо транслятора со входного языка средства ввода и редактирования текста модели, ее отладки и наблюдения за процессом моделирования, графические средства отображения атрибутов модели, а также средства накопления результатов моделирования в базе данных и их статистической обработки. Кроме основного модуля в состав пакета входит модуль создания стандартного отчета GPSS/PC, а также ряд дополнительных модулей и файлов.

1. Разработка программной модели

1.1 Концептуальная схема модели

Перед нами стоят 3 основные задачи:

1) построение концептуальной модели ВЦ и ее формализация.

2) алгоритмизация модели системы и ее машинная реализация.

3) получение и интерпретация результатов моделирования системы.

Концептуальная или функциональная схема позволяет в общих чертах определить будущий вид программной реализации, расставить акценты, выявить возможные сложные места.

Рисунок 1.1 -- Функциональная схема процесса работы вычислительного центра

В данной схеме на вычислительный центр поступают задания. Задания проходят последовательно ввод, обработку и вывод, буферируясь перед каждой операцией. После вывода 70% заданий оказываются выполненными неправильно вследствие сбоев и в течении 3±2 мин. Исправляются пользователями.

1.2 Модель системы (Q-схема)

Для разработки алгоритма и для формализации процессов поступления заданий в систему удобно применять структурную схему модели в символике Q-схем, наглядно изображающую работу системы, взаимосвязи прохождения сообщений по каналам, организацию и распределение очередей.

Рисунок 1.2 -- Q-схема модели

И - источник данных

Н1-Н3 - очереди к ЭВМ1-ЭВМ3

К1 - канал обслуживания ввода заданий

К2 - канал обработки заданий

К3 - канал обслуживания вывода заданий

Кл1- ключ

При этом источник И имитирует процесс прихода заданий. Очереди регулируют процесс работы каналов К. Клапан управляет выходом заданий из системы, если условие выполняется, то клапан КЛ открывается, пропуская задание на выход.

2. Моделирование и анализ результатов моделирования

2.1 Схема алгоритма программы

Построение алгоритма является последним шагом перед написанием программной реализации модели. Алгоритм отображает структуру программы в целом.

Генерирование

Генерирование