Моделирование работы системы передачи цифровой информации

Основы моделирования процессов в Q-схемах. Структурная схема модели в символике Q-схем. Переменные и уравнения имитационной модели. Обобщенная схема моделирующего алгоритма. Моделирование системы передачи цифровой в среде разработки Borland Delphi 7.

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 16.01.2018
Размер файла 468,8 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/

Федеральное агентство по образованию РФ

Рязанский Государственный Радиотехнический Университет

Кафедра АСУ

Курсовой проект

по дисциплине: «Моделирование систем»

Выполнил: ст. гр. 7030

Юдаев А.И.

Проверил:

Одиноков В.Ф.

Рязань 2011 г.

Аннотация

В курсовом проекте рассматривается система передачи цифровой информации, в который речевые пакеты передаются через два транзитных канала, буферируясь в накопителях перед каждым каналом. Система представляется в следующем виде: поступление пакета в канал связи, передача пакета по нему, поступление пакета в декодер. Целью данной работы является моделирование работы система передачи цифровой информации в течении 10 секунд, определение числа потерянных пакетов и не допустить уничтожения более 30 % пакетов. В процессе работы разработана структурная схема моделируемой системы. При решении данной задачи используется детерминированный моделирующий алгоритм, реализующий «принцип ?t».

Программная реализация выполнена в интегрированной среде разработки Borland Delphi 7.

Содержание

  • Введение
  • 1. Постановка задачи
  • 2. Структурная схема процесса функционирования
  • 3. Структурная схема модели в символике Q-схем
  • 4. Переменные и уравнения имитационной модели
    • 4.1 Эндогенные (зависимые) переменные
    • 4.2 Экзогенные (независимые) переменные
    • 4.3 Входные и выходные данные
  • 5. Обобщённая схема моделирующего алгоритма
  • 6. Особенности программирования
    • 6.1 Краткая характеристика технологии реализации
    • 6.2 Описание функций программы
    • 6.3 Описание интерфейса
  • 7. Результаты моделирования и их анализ
  • Заключение
  • Список использованной литературы
  • Приложение А (псевдокод)
  • Приложение В (листинг программы)

Введение

Целью данной курсовой работы является овладение технологией и приёмами практического решения задач моделирования процессов функционирования системы на ЭВМ, что необходимо для того, чтобы научиться моделированию и полностью освоить широкий круг его возможностей.

В настоящей курсовой работе рассматривается проблема моделирования процессов в Q-схемах - одном из важнейших, с точки зрения применения на практике, классов математических схем, разработанных для формализации процессов функционирования систем массового обслуживания (СМО) в теории массового обслуживания. Предметом изучения в теории массового обслуживания являются системы, в которых появление заявок (требований) на обслуживание и завершение обслуживания происходит в случайные моменты времени, т.е. характер их функционирования носит стохастический характер. Следует отметить, что СМО описывают различные по своей физической природе процессы функционирования экономических, производственных, технических и других систем, например потоки поставок продукции некоторому предприятию, потоки деталей и комплектующих изделий на сборочном конвейере цеха, заявки на обработку информации в ЭВМ от удаленных терминалов и т.д.

1. Постановка задачи

В системе передачи цифровой информации передается речь в цифровом виде. Речевые пакеты передаются через два транзитных канала, буферируясь в накопителях перед каждым каналом. Время передачи по каналу составляет 5 мс. Пакеты поступают через 6+-3 мс. Пакеты, передававшиеся более 10 мс, на выходе системы уничтожаются, так как их появление в декодере значительно снизит качество передаваемой речи. Уничтожение более 30% пакетов недопустимо. При достижении такого уровня система за счет ресурсов ускоряет передачу до 4 мс па канал. При снижении уровня до приемлемого происходит отключение ресурсов.

Смоделировать 10 с работы системы. Определить частоту уничтожения пакетов и частоту подключения ресурса.

2. Структурная схема процесса функционирования

Рисунок 1 - Структурная схема процесса функционирования

моделирование передача цифровой информация

3. Структурная схема модели в символике Q-схем

Рисунок 2 - Структурная схема модели в символике Q-схем

? Источник И имитирует процесс поступления сообщений от оборудования связи.

? Накопитель Н1 имитирует буфер, где содержится сообщение до поступления на первый транзитный канал.

? Накопитель Н2 имитирует буфер, где содержится сообщение до поступления на второй транзитный канал.

? К имитирует передачу по транзитному каналу.

4. Переменные и уравнения имитационной модели

4.1 Эндогенные (зависимые) переменные

SumTimePac - время передачи информации

SumPac- количество пакетов

TimeBuf - время передачи пакета по каналу связи

Poter - число потерянных пакетов

timePoter - число подключения ресурса

Buf - время задержки

4.2 Экзогенные (независимые) переменные

TimePac - время до прихода следующего пакета

Time - время работы системы

4.3 Входные и выходные данные

TimePac, Time, TimeBuf являются входными данными, а SumTimePac, SumPac, Poter, timePoter, Buf это выходные данные полученные в результате работы системы.

5. Обобщённая схема моделирующего алгоритма

Рисунок 3 - Блок схема

6. Особенности программирования

6.1 Краткая характеристика технологии реализации

Программа разработана на языке программирования Borland Delphi 7. Программа запускается с KC.exe.

6.2 Описание функций программы

Программа реализует моделирование работы системы передачи цифровой информации. Программа позволяет выбрать два варианта поступления пакетов, 6+-3мс, и 3мс.

Это позволяет сделать сравнительный анализ работы системы.

В процедуре Timer1Timer происходит имитация поступления пакетов от источника с интервалом 6+-3мс, и вычисление: количество поступивших пакетов, количество потерянных пакетов, частота подключения ресурса, частота уничтожения пакетов, вероятность уничтожения пакетов .

В процедуре Timer2Timer происходит заполнение буфера.

В процедуре Timer3Timer происходит определение числа потерянных пакетов, и если их больше 30% передача ускоряется до 4 мс за счет внутренних ресурсов, при снижении уровня до приемлемого происходит отключение ресурсов.

6.3 Описание интерфейса

После запуска программы открывается окно, в котором можно наблюдать режим работы системы. Теперь краткая информация предназначения каждой кнопки:

«Вычислить» - после нажатия происходит запуск данной системы и можно в последующем наблюдать показатели изменяющиеся в реальном времени.

Рядом с этой кнопкой находиться текстовое поле, в которой задается время работы системы.

Рисунок 4 - Интерфейс основного окна программы КС

«Задание» - выдает условие задания на курсовую работу и отображает структурную схему модели в символике Q-схем.

Рисунок 5 - Интерфейс окна «Задание»

«О программе» - выводит информацию о разработчике и проблеме, решенную в данной работе.

Рисунок 6 - Интерфейс окна «О программе»

«Выход» - выход из системы.

Слева на форме находиться текстовое поле, в котором отображается время поступления каждого пакета.

7. Результаты моделирования и их анализ

Результат моделирования системы при обработке 3 речевых сообщений.

Таблица 1

Результат первого моделирования

Параметр

Значение

Время работы системы

9999 мс

Число потерянных пакетов

117 шт

Всего передано пакетов

1670 шт

Ресурс подключен

0 раз

Частота подключения ресурса

0 раз/с

Частота уничтожения пакетов

12 шт/с

Время поступления пакета

6+-3 мс

Рисунок 7 - диаграмма при первом моделировании

Таблица 2

Результат второго моделирования

Параметр

Значение

Время работы системы

9994 мс

Число потерянных пакетов

107 шт

Всего передано пакетов

1642 шт

Ресурс подключен

0 раз

Частота подключения ресурса

0 раз/с

Частота уничтожения пакетов

11 шт/с

Время поступления пакета

6+-3 мс

Рисунок 8 - диаграмма при втором моделировании

Таблица 3

Результат третьего моделирования

Параметр

Значение

Время работы системы

9999 мс

Число потерянных пакетов

1000 шт

Всего передано пакетов

3333 шт

Ресурс подключен

333 раз

Частота подключения ресурса

33 раз/с

Частота уничтожения пакетов

100 шт/с

Время поступления пакета

3 мс

Рисунок 9 - диаграмма при третьем моделировании

В результате моделирования был спроектирован процесс работы системы для передачи 3 порций цифровой информации. Определено число поступления пакетов и потерь. Из первых двух результатов видно что при поступления пакетов со скоростью 6+-3мс потери составляют порядка 6,5%, для достижения 30% необходимо поступление пакетов со скоростью 3 мс, что видно на третьем примере.

Заключение

Результатом данной работы стало построение программы, моделирующего процесс функционирования заданной системы. Также были построены схемы моделирующего алгоритма и рассчитаны следующие показатели эффективности данной системы: количество поступивших пакетов, количество потерянных пакетов, частота подключения ресурса, частота уничтожения пакетов, вероятность уничтожения пакетов.

По результатам моделирования видно что при поступления пакетов со скоростью 6+-3мс потери составляют порядка 6,5%, для достижения 30% необходимо поступление пакетов со скоростью 3 мс.

Таким образом, показано, что машинное моделирование - это эффективное средство решения задач в системе управления технологическим процессом, где появление сообщений (сигналов) на обработку происходит в случайные моменты времени, т.е. характер их функционирования носит стохастический характер.

Список использованной литературы

1. Б.Д.Гнеденко, И.Н.Коваленко “Введение в теорию массового обслуживания”- М.:Наука, 1987 год.

2. Б.Я.Советов, С.А.Яковлев “Моделирование систем”, Москва “Высшая школа” 2001год.

3. Б.Я.Советов, С.А.Яковлев “Моделирование систем. Лабораторный практикум”, Москва “Высшая школа”1989 год.

4. Методические указания по оформлению курсовых и дипломных проектов для студентов специальностей 210300 “Роботы и робототехнические системы”, 220200 “Автоматизированные системы обработки информации и управления”, 210100 “Управление и информатика в технических системах”. Уфа 1997 год.

5. Н.П.Бусленко “Моделирование сложных систем”,- М.:Наука, 1987 год.

Приложение А (псевдокод)

Алгоритм моделирования работы заданной системы:

начало

скаляр Time,i,SumPac,TimePac,SumTimePac,Buf,TimeBuf,Poter: целая;

массив a[ 6 ]: целый;

ввод (Time:=10000);

для i = 1 до SumPac

повторять

ввод (TimePac:= a[random(7)]);

TimeBuf:=5;

пока SumTimePac< Time выполнять

начало

если TimePac < TimeBuf то

начало

Buf:= TimeBuf- TimePac все;

если Buf > 5 то

начало

Poter:= Poter+1; Buf:=0;

все;

все;

если Poter>(SumPac*0.3) то

начало

TimeBuf:=4;

timePoter:=timePoter+1;

иначе

TimeBuf:=5;

все;

SumPac:=SumPac+1;

SumTimePac:=SumTimePac+ TimePac;

вывод (timePoter, Poter, SumPac)

конец;

Приложение В (листинг программы)

unit Unit1;

interface

uses

Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,

Dialogs, StdCtrls, ExtCtrls, Buttons;

type

TForm1 = class(TForm)

Timer1: TTimer;

Timer2: TTimer;

Timer3: TTimer;

Edit1: TEdit;

Button1: TButton;

Label1: TLabel;

Label2: TLabel;

Label3: TLabel;

Memo1: TMemo;

Label4: TLabel;

Label5: TLabel;

Label6: TLabel;

Label7: TLabel;

GroupBox1: TGroupBox;

RadioButton1: TRadioButton;

RadioButton2: TRadioButton;

Label8: TLabel;

BitBtn1: TBitBtn;

BitBtn2: TBitBtn;

BitBtn3: TBitBtn;

procedure Button1Click(Sender: TObject);

procedure Timer1Timer(Sender: TObject);

procedure Timer2Timer(Sender: TObject);

procedure Timer3Timer(Sender: TObject);

procedure BitBtn1Click(Sender: TObject);

procedure BitBtn2Click(Sender: TObject);

private

{ Private declarations }

public

{ Public declarations }

end;

var

Form1: TForm1;

SumPac,Pac,TimePac,Buf,TimeBuf,TimeTrans,Poter,timePoter: integer;

Time,i:integer;

a1:PAnsiChar;

const a: array[0..6] of char = ('3', '4', '5', '6', '7', '8', '9');

implementation

{$R *.dfm}

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);

begin

timer1.Enabled:=true;

SumPac:=0;

SumTimePac:=0;

TimePac:=0;

Buf:=0;

TimeBuf:=0;

TimeTrans:=5;

Poter:=0;

timePoter:=0;

end;

procedure TForm1.Timer1Timer(Sender: TObject);

begin

randomize;

if radiobutton1.Checked=true then

TimePac:=strtoint(a[random(7)]) else

TimePac:=strtoint(a[0]);

timer1.Interval:=TimePac;

timer2.Interval:=TimePac;

if TimePac<timer3.Interval then

TimeBuf:=TimeBuf+(timer3.Interval-TimePac);

if SumTimePac<=(strtoint(edit1.Text)*1000) then begin

timer1.Enabled:=true;

timer2.Enabled:=true;

timer3.Enabled:=true;

label1.Caption:='Число потерянных пакетов='+floattostr(poter)+' шт';

label2.Caption:=Время:'+floattostr(SumTimePac)+'мс';

label3.Caption:='Всего пакетов='+floattostr(SumPac)+'шт.';

label6.Caption:=Ресурс подключен:'+floattostr(timePoter)+' раз';

label7.Caption:='Частота подключения ресурса:'+floattostr(Round(timePoter/strtoint(edit1.Text)))+'раз/с';

label8.Caption:='Частота уничтожения пакетов:'+floattostr(Round(poter/strtoint(edit1.Text)))+ 'шт/с';

end else

if SumTimePac>1000 then begin

timer1.Enabled:=false;

timer2.Enabled:=false;

timer3.Enabled:=false;

end;

if Poter>(SumPac*0.3) then begin

timer3.Interval:=4;

timePoter:=timePoter+1;

end else

timer3.Interval:=5;

end;

procedure TForm1.Timer2Timer(Sender: TObject);

begin

Buf:=Buf+1;

SumPac:=SumPac+1;

SumTimePac:=SumTimePac+timer2.Interval;

memo1.SelText:=inttostr(SumPac)+'-пакетов-'+inttostr(TimePac)+'мс'#10;

end;

procedure TForm1.Timer3Timer(Sender: TObject);

begin

if Buf>0 then

Buf:=Buf-1 else

if Buf>=1 then begin

Buf:=Buf-1; Poter:=Poter+1;

end else

if Buf<=0 then

Buf:=0;

if TimeBuf>=5 then begin

Poter:=Poter+1;

TimeBuf:=0;

end;

end;

end.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Моделирование работы вычислительной системы из двух процессоров и общей оперативной памяти. Структурная схема модели системы. Укрупненная схема моделирующего алгоритма. Результаты моделирования и их анализ. Машинная программа объекта исследования.

    курсовая работа [1,0 M], добавлен 21.06.2011

  • Описание моделируемой системы. Структурная схема модели системы. Q-схема системы и её описание. Математическая модель и укрупнённая схема моделирующего алгоритма. Сравнение результатов имитационного моделирования и аналитического расчета характеристик.

    курсовая работа [46,7 K], добавлен 02.07.2011

  • Рассмотрение проблемы моделирования процессов в Q-схемах – математических схемах, разработанных для формализации процессов функционирования систем массового обслуживания. Разработка моделирующего алгоритма, машинная реализация и математическое описание.

    курсовая работа [781,9 K], добавлен 03.07.2011

  • Понятие стратегического планирования, разработка схем программных блоков и основной программы. Структурная схема имитационной модели, создание модели на языке моделирования General Purpose Simulation System. Математическое описание моделируемой системы.

    дипломная работа [2,6 M], добавлен 12.08.2017

  • Структурная схема модели системы, временная диаграмма, блок-схема моделирующего алгоритма, математическая модель, описание машинной программы решения задачи, результаты моделирования. Сравнение имитационного моделирования и аналитического расчета.

    курсовая работа [209,7 K], добавлен 28.06.2011

  • Построение имитационной модели системы массового обслуживания в среде Borland Delphi 7.0 с учетом того, что параметры модели – детерминированные величины. Моделирование случайных независимых величин и процессов. Оптимизация системы массового обслуживания.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 28.05.2013

  • Построение концептуальной модели системы и ее формализация. Алгоритмизация модели системы и ее машинная реализация. Построение логической схемы модели. Проверка достоверности модели системы. Получение и интерпретация результатов моделирования системы.

    курсовая работа [67,9 K], добавлен 07.12.2009

  • Расчет параметров моделирования в системе Fortran. Описание алгоритма и математической модели системы, их составляющих. Моделирование шума с заданной плотностью распределения вероятностей. Выполнение моделирования работы системы при входном сигнале N(t).

    курсовая работа [896,3 K], добавлен 20.06.2012

  • Сущность понятия "имитационное моделирование". Подклассы систем, ориентированных на системное и логическое моделирование. Способы построения моделирующего алгоритма. Имитационные модели производственных процессов. Структура обобщенной имитационной модели.

    реферат [453,5 K], добавлен 26.10.2010

  • Структурная схема модели системы и её описание. Временная диаграмма и Q-схема системы обмена пакетами данных, описание блоков моделирующего алгоритма. Сравнение результатов имитационного моделирования и аналитического расчёта характеристик системы.

    курсовая работа [376,9 K], добавлен 03.07.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.