МОДЕЛЮВАННЯ ОДНОКАНАЛЬНОЇ СМО З ОДНИМ ПОТОКОМ ЗАЯВОК
Мета роботи: Придбання практичних навиків по моделюванню одноканальних СМО з одним вхідним потоком.
При підготовці до лабораторної роботи слід вивчити принципи аналізу, функціонування і побудови програмних моделей одноканальних СМО.
Короткі теоретичні відомості
1.1 Об'єкти GPSS для імітації каналів обслуговування
Передбачається, що заявки на обслуговування в систему поступають у випадкові або детерміновані моменти часу. Випадковою або детермінованою величиною є також і час обслуговування заявки. Якщо прилад зайнятий, то за наявності в системі черги заявки, що поступають, обслуговуються за принципом "першим прийшов - перший обслужений".
Обслуговуючі прилади (канали обслуговування) представляються в моделі блоками SEIZE (ЗАЙНЯТИ), RELEASE (ЗВІЛЬНИТИ), ADVANCE (ЗАТРИМАТИ), які реалізують наступні властивості приладів: прилад у будь-який момент часу може обслуговувати тільки один транзакт; під час вступу транзакта в прилад здійснюється затримка цього транзакта на якийсь час, необхідне для його обслуговування.
Блок SEIZE забезпечує:
§ дозвіл транзакту увійти до вільного приладу для обслуговування;
§ заборона транзакту на вхід в блок якщо прилад в даний момент часу зайнятий обслуговуванням іншого транзакта.
Блоки SEIZE і RELEASE мають один операнд A - символьне або числове ім'я приладу. Угоди про імена функцій і змінних залишаються в силі і для приладу.
|
|
Вхід транзакта в блок RELEASE імітує звільнення приладу. Імітація полягає в зміні його стану "зайнятий" на "вільний".
Для реалізації затримки транзактов на час їх обслуговування використовується блок ADVANCE, що має операнди A і B, аналогічні операндам A і B блоку GENERATE.
Нижче показана реалізація приладу з ім'ям DEVICE послідовністю описаних блоків (час обслуговування транзакта 40 ± 5 одиниць модельного часу):
SEIZE | DEVICE | |||
ADVANCE | 40, 5 | |||
RELEASE | DEVICE |
1.2 Організація збору статистичної інформації про черги.
Збір і обробку статистичних даних про черги транзактов в моделі виконують реєстратори черги - блоки QUEUE (СТАТИ В ЧЕРГУ) і DEPART (ПОКИНУТИ ЧЕРГУ), кожен з яких має два операнди: A (обов'язковий) - ім'я черги; B - число, на яке змінюється довжина черги при приєднанні до неї, або при відході з неї транзактов (за умовчанням В = 1). Угоди про імена черги такі ж, як і для приладів.
Збір статистичної інформації про чергу (ім'я WAIT) приладу з ім'ям DEVICE можна здійснити таким чином:
QUEUE | WAIT | |||
SEIZE | DEVICE | |||
DEPART | WAIT | |||
ADVANCE | 40, 5 | |||
RELEASE | DEVICE |
Якщо реєстратор черги не використовується, то очікування все одно виникає, але статистика про чергу не збирається. Включення реєстратора дає можливість збирати статистичну інформацію для подальшого аналізу.
|
|
Приклад моделювання одноканальної СМО з чергою
Постановка завдання. У залізничній касі працює касир. Інтервали приходу покупців до каси розподілені рівномірно в інтервалі 6 ± 3 хвилини. Час обслуговування покупця також розподілений рівномірно, інтервал обслуговування – 4 ± 2 хвилини. Покупці обслуговуються в порядку «першим прийшов – першим обслужений». Модель роботи касира повинна забезпечити збір статистичної інформації про чергу. Необхідно змоделювати роботу касира протягом 480 хвилин. Результати, отримані на моделі, слід трактувати в термінах роботи касира.
Метод побудови моделі. Модель можна представити у вигляді лінійної послідовності блоків, що визначають проходження основних етапів процесу покупки квитків (рис. 2.1): прихід покупця, очікування в черзі, обслуговування покупця касиром, відхід покупця. Крім того, модель повинна включати блоки, що виконують управління процесом моделювання і збір статистичної інформації.
ПРИХІД ПОКУПЦЯ | ||||
| ||||
ПРИЄДНАННЯ ДО ЧЕРГИ
| ||||
| ||||
ПІДХІД ДО КАСИРА | ||||
| ||||
ВІДХІД З ЧЕРГИ | ||||
| ||||
ПОКУПКА КВИТКА | ||||
| ||||
ЗВІЛЬНЕННЯ КАСИРА | ||||
| ||||
ВІДХІД ПОКУПЦЯ | ||||
| ||||
а) | б) | |||
Рис. 2.1 – Послідовність етапів роботи реальної системи (а)
і блок-діаграма GPSS-модели (б)
Складання таблиці визначень. У таблицю визначень (табл.2.1) вносимо елементи GPSS, використовувані в моделі, і їх коротку характеристику. Як одиниця часу приймаємо 1 хвилину (ставимо її у відповідність одиниці модельного часу).
Таблиця 2.1 – Таблиця визначень для моделювання роботи касира
Елементи GPSS | Призначення елементів |
Транзакти: | |
1-й сегмент моделі | Покупці |
2-й сегмент моделі | Таймер |
Прилади: | |
CASHIER | Касир |
Черги | |
WAIT | Черга чекаючих покупців |
Складання програми моделі проводиться на підставі початкових даних і визначеної раніше послідовності блоків, відповідних етапам роботи реальної системи. Програма імітації системи приведена на таблиці. 2.2.
Таблиця 2.2
1 | GENERATE | 480 | ; SET TIMER AT 480 | |
2 | TERMINATE | 1 | ; SHUT OFF THE RUN | |
3 | GENERATE | 6, 3 | ; PURCHASER ARRIVE | |
4 | QUEUE | WAIT | ; ENTER THE LINE | |
5 | SEIZE | CASHIER | ;CAPTURE THE CASHIER | |
6 | DEPART | WAIT | ; LEAVE THE LINE | |
7 | ADVANCE | 4, 2 | ; CASHIER’S WORK | |
8 | RELEASE | CASHIER | ; FREE THE CASHIER | |
9 | TERMINATE | ; PURCHASER GO AWAY | ||
START | 1 | ; START THE RUN |
|
|
Вихідні дані програми після виконання програми документування результатів роботи моделі (файл GPSSREPT.EXE) можна проглянути у файлі REPORT.GPS. Цей файл містить наступну інформацію:
GPSS/PC Report file REPORT.GPS. (V 2 # 37349)
START_TIME | END_TIME | BLOCKS | FACILITIES | STORAGES | FREE_MEMORY |
0 | 480 | 8 | 1 | 0 | 311216 |
NAME | VALUE | TYPE |
COLUMN | 10001 | 2 |
POSITION | 10002 | 2 |
SHAPE | 10003 | 2 |
ROW | 10004 | 2 |
TO_COLUMN | 10005 | 2 |
TO_ROW | 10006 | 2 |
COLOR | 10007 | 2 |
WAIT | 10008 | 2 |
CASHIER | 10009 | 2 |
LLINE | LLOC | BLOCK_TYPE | ENTRY_COUNT | CURRENT_COUNT | RETRY |
01 | 01 | GENERATE | 1 | 0 | 0 |
02 | 02 | TERMINATE | 1 | 0 | 0 |
03 | 03 | GENERATE | 84 | 0 | 0 |
04 | 04 | QUEUE | 84 | 0 | 0 |
05 | 05 | SEIZE | 84 | 0 | 0 |
06 | 06 | DEPART | 84 | 0 | 0 |
07 | 07 | ADVANCE | 84 | 1 | 0 |
08 | 08 | RELEASE | 83 | 0 | 0 |
09 | 09 | TERMINATE | 83 | 0 | 0 |
; Статистичні дані по приладах
FACILITY | ENTRIES | UTIL. | AVE._TIME |
CASHIER | 84 | 0,668 | 3,82 |
; Статистичні дані по чергах
QUEUE | MAX | CONT. | ENTRIES | ENTRIES(0) | AVE.TIME |
WAIT | 1 | 0 | 84 | 66 | 0,37 |
|
Аналіз результатів зводиться до трактування отриманих результатів імітаційного моделювання:
1) Касир був зайнятий протягом 66,8 % часу (коефіцієнт завантаження касира UTIL = 0,668);
2) Касир обслужив 84 покупця (кількість входів транзактов в блок SEIZE – ENTRIES = 84);
3) Середній час обслуговування одного покупця – 3,82 мин. (AVE_TIME = 3,82);
4) У черзі WAIT ніколи не було більше 1 покупця (MAX = 1);
5) Середнє число покупців, що знаходилися в черзі, рівне 0,06 (AVE_CONT = 0,06);
6) Число покупців, що займали чергу, (число входів в чергу) рівне 84 (ENTRIES= 84);
7) Серед цих 84 входів були 66 нульових (ENTRIES(0)= 66);
8) Середній час очікування в черзі на одного покупця (включаючи нульові входи) рівний 0,37 мин. (AVE_TIME = 0,37).
Порядок виконання роботи
Необхідно змоделювати слідуючу СМО:
Ремонтна майстерня виконує ремонт однотипних приладів. Інтервали надходження непрацездатних приладів випадкові і розподілені заданим в таблиці 3.1 видом розподілу. Час ремонту розподілений рівномірно з параметрами розподілу, приведеними також в табл. 3.1. Модель повинна забезпечити збір статистичної інформації про чергу приладів, чекаючих ремонту, і роботу майстерні. Необхідно виконати моделювання роботи майстерні протягом заданого в таблиці 3.1 інтервалу часу і пояснити отримані в результаті моделювання дані.
Таблиця 3.1
Номер варіанту | Розподіл інтервалу надходження непрацездатних приладів | Інтервал часу на ремонт приладів | Час моделювання |
1 | Експоненціальний, Т=8 | m=6, r=4 | 500 |
2 | Нормальний, m=10, = 4 | m=6, r=3 | 600 |
3 | Експоненціальний, Т=12 | m=10, r=2 | 700 |
4 | Нормальний, m=15, = 6 | m=10, r=4 | 800 |
5 | Експоненціальний, Т=20 | m=12, r=6 | 900 |
6 | Нормальний, m=7, =1 | m=5, r=2 | 1000 |
7 | Експоненціальний, Т=18 | m=8, r=5 | 1100 |
8 | Нормальний, m=5, =1 | m=3, r=2 | 600 |
9 | Експоненціальний, Т=15 | m=9, r=3 | 960 |
10 | Нормальний, m=17, = 5 | m=12, r=5 | 1200 |
11 | Експоненціальний, Т=22 | m=14, r=6 | 800 |
12 | Нормальний, m=16, = 6 | m=12, r=5 | 1000 |
13 | Експоненціальний, Т=10 | m=10, r=4 | 900 |
14 | Нормальний, m=8, = 4 | m=16, r=6 | 900 |
15 | Експоненціальний, Т=16 | m=14, r=8 | 1000 |
16 | Нормальний, m=14, = 6 | m=12, r=4 | 800 |
17 | Експоненціальний, Т=25 | m=8, r=4 | 1200 |
18 | Нормальний, m=12, = 5 | m=8, r=6 | 1000 |
19 | Експоненціальний, Т=14 | m=11, r=4 | 800 |
20 | Нормальний, m=14, = 5 | m=7, r=4 | 900 |
Зміст звіту
Звіт по лабораторній роботі повинен містити: мета роботи, умова завдання, всі етапи моделювання, включаючи тексти програм, результати моделювання і їх аналіз, виводи.
Контрольні питання
1. Привести приклади одноканальної СМО.
2. Які засоби GPSS використовуються для моделювання одноканальних СМО?
3. Які характеристики системи можна отримати, використовуючи моделювання на GPSS?
4. Якими блоками представляються обслуговуючі прилади в моделі?
5. Які блоки виконують збір і обробку статистичних даних про черги транзактов в моделі?
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №4
Дата добавления: 2018-05-13; просмотров: 276; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!