Моделирование системы "Касса Аэропорта"
Две основные концептуальные модели любых реальных объектов: дискретная и непрерывная, их отличительные признаки и возможности. Принцип функционирования моделируемых систем, их сравнительная характеристика и управление. Выбор программного обеспечения.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.05.2014 |
| Размер файла | 432,8 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/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Введение
программный дискретный управление
Моделирование играет большую роль в современном мире. И предоставляет человеку спектр новых возможностей. Моделирование в широком смысле представляет собой способ замены реальной системы некоторым эквивалентом, позволяющим упростить ее проектирование и исследование.
С точки зрения конкретного воплощения модели подразделяются на физические и математические. Среди последних особенно выделяются аналитические и имитационные модели.
Аналитическое моделирование основано на установлении математической зависимости между интересующими нас явлениями. Этот способ обладает высокой точностью и предсказуемостью, но ограничен чисто математическими, порой непреодолимыми трудностями. Поэтому вместо него часто используют табличные или графические модели.
В данном курсовом проекте рассматривается имитационное моделирование. Имитационная модель объекта - это его программное представление с целью анализа поведения в вычислительной среде ЭВМ. Имитационные модели используют возможности ЭВМ, позволяя связать воедино аналитические, табличные, графические и другие модели и обеспечить функционирование систем в вычислительной среде.
На примере рассматриваемой модели аэропорта нетрудно догадаться, что моделирование имитационной системы является гораздо более доступным (простым) и дешевым, чем создание или исследование реальной системы [1].
Имея принципиально ограниченную точность, определяемую разрядной сеткой ЭВМ, и предсказательность (работа при конкретных числовых данных), эти модели, однако, универсальны при исследовании практически любых сложных систем.
Перед разработкой программы необходимо выбрать ее тип (концепцию).
Существуют две основные концептуальные модели любых реальных объектов:
- дискретная;
- непрерывная.
При дискретном моделировании состояние объекта может меняться только скачком в моменты свершения некоторых событий. События формируются двумя способами:
а) безусловно (это основные или временные события, т.е. события, свершение которых планируется в определенные моменты времени);
б) при выполнении определенных условий (это вспомогательные или структурные события-состояния, эти события не планируются, а происходят тогда, когда система достигает определенного состояния).
Основным признаком дискретной модели является зависимость времени от событий [2].
Различают три подхода к дискретному моделированию:
- событийный;
- процессно-ориентированный;
- сканирование активностей.
При событийном подходе главными объектами рассмотрения являются основные события.
Процессно-ориентированный подход рассматривает процесс перемещения некоторых активных компонент (транзактов) через исследуемые системы, с которыми вступают во взаимодействие другие элементы. Над транзактом совершаются любые действия и с ними происходят любые события.
Сканирование активностей - это способ определения моментов возникновения структурных событий путем периодической проверки выполнения, специально оговоренных условий в течение всего имитационного прогона.
Выбор концептуальной модели полностью зависит от программиста. Наиболее общим обстоятельством, определяющим этот выбор, является игнорирование или необходимость анализа поведения исследуемого объекта при непрерывном изменении имитационного времени. Если указанной необходимости нет, представление объекта дискретной моделью значительно упрощает алгоритм работы объекта и процесс его имитации, так как в этом случае рассматривается, лишь ограниченный ряд временных позиций на оси имитационного времени.
1. Принцип функционирования моделируемой системы
1.1 Задание на моделирование
В современном мире людям частенько приходится перемещаться по стране или за её пределами. Наиболее удобным способом передвижения на дальние расстояния являются самолеты. Рассмотрим принцип работы аэропорта, а точнее кассы по продажам билетов. Работа кассы подразумевает появление посетителей в течение дня (с 6:00 до 18:00). В процессе работы может возникнуть чрезвычайная ситуация, когда происходит отказ системного или программного обеспечения, отсутствие сотрудника на месте, отключение электроэнергии и др.
Клиенты приходят в аэропорт через случайные интервалы времени и поэтому возникают случаи, когда клиенты встают в очередь. В среднем на то, чтобы определиться с операцией у клиента уходит 19±6 минут. На сам процесс операции 19±11 минуты.
Математическое ожидание интервалов обслуживания 19.
Минимальный интервал обслуживания 8.
Максимальный интервал обслуживания 30.
Необходимо смоделировать работу кассы аэропорта в течение 720 минут (12 часов).
1.2 Функционирование моделируемых систем
Модель №1.
Интервалы прихода клиентов в аэропорт с одной кассой распределены равномерно в интервале 19 мин. Время обслуживания распределено равномерно на интервале 19±11 мин. Клиенты приходят в аэропорт, обслуживаются в порядке очереди: «первым пришёл - первым обслужился». Необходимо построить GPSS - модель аэропорта, которая должна обеспечить сбор статистических данных об очереди. Промоделировать работу аэропорта в течение 12 часов.
Построение модели:
1. Клиент приходит.
2. Если необходимо, ждёт своей очереди.
3. Подходит к кассе.
4. Его обслуживают.
5. Клиент уходит из аэропорта.
Транзакт в первом сегменте модели - клиенты.
Транзакт во втором сегменте модели - таймер.
Устройство (Kassa) - касса.
Очередь (Ochered) - очередь, используемая для сбора статистических данных об ожидании клиентов [3].
Код модели:
; 1-й сегмент модели - сегмент команд
Generate 19; приход клиента
Queue Ochered; присоединение к очереди клиента
Seize Kassa; переход к кассе
Depart Ochered; выход из очереди
Advance 19,11; обслуживание у кассы
Release Kassa; освобождение кассы
Terminate 0; уход из аэропорта
; 2-й сегмент модели - сегмент таймера
Generate 720; транзакт-таймер
Terminate 1 ; завершение прогона
Блок-схема модели СМО с одним прибором и очередью
Результат моделирования:
Моделирование прибора:
FACILITY - KASSA - имя прибора.
ENTRIES=23 - общее число входов в прибор за 12 часов.
UTIL=0.953 - коэффициент использования прибора.
AVE. TIME=19.882 - среднее пребывание посетителей у кассы.
OWNER=24 - номер посетителя, захватившего кассу.
AVALL=1 - номер посетителя, занявшего прибор.
DELAY=2 - определяет количество посетителей, ожидающих занятия или освобождения устройства.
Моделирование очереди:
QUEUE-Ochered - имя (номер) очереди;
MAX=3 - максимальное содержимое очереди за время моделирования;
CONT=2 - текущее содержимое очереди;
ENTRIES=25 - общее число входов в очередь;
ENTRIES(0)=2 - количество ?нулевых? входов в очередь (т.е. входов транзактов в очередь, когда прибор был свободен; при этом время пребывания транзакта в очереди равно нулю);
AVE.CONT.=1.068 - среднее содержимое очереди;
AVE.TIME=20.501 - среднее время пребывания посетителя в очереди;
AVE. (-0)=22.284 - среднее время пребывания без учета ?нулевых? входов [4].
Модель №2.
В аэропорт с одной кассой могут приходить клиенты двух типов. Клиенты первого типа желают купить билет. Распределение интервалов их прихода 35±5 мин. Клиенты второго типа желают узнать информацию о рейсах. Распределение интервалов их прихода 60±10 мин. Кассир обслуживает сначала только тех, кто пришёл только купить билет, т.е. люди это типа имеют преимущество. На продажу билета уходит 19±5 мин., а на получение информации о рейсах 10±2 мин. Организовать поломку, которая происходит через 250±20 мин., а её восстановление занимает 60±20 мин. Необходимо написать модель аэропорта, обеспечивающую сбор данных об очереди, образуемой ожидающим клиентом.
Построение модели:
1. Клиенты приходят двух типов.
2. Если необходимо, ждут своей очереди.
3. Подходит к кассе клиенты, которые хотят купить билет.
4. Их обслуживают.
5. В случае успешного обслуживания они уходят. В случае поломки прибора - они попадают в очередь на переобслуживание, затем подходят к кассе, их обслуживают и в случае удачи они уходят из аэропорта.
6. Подходят к кассе клиенты, которые пришли получить информацию о рейсах.
7. Их обслуживают.
8. В случае успешного обслуживания они уходят. В случае поломки прибора - они попадают в очередь на переобслуживание, затем подходят к кассе, их обслуживают и в случае удачи они уходят из аэропорта.
Транзакты в первом сегменте - клиенты, только покупающие билет.
Транзакты во втором сегменте - клиенты, только получающие информацию.
Транзакты в третьем сегменте - клиенты на переобслуживание.
Тразакт в четвёртом сегменте - таймер.
Устройство (Kassa) - касса.
Очередь (Ochered1) - очередь, используемая для переобслуживания клиентов.
Очередь (Ochered) - очередь, используемая для сбора статистических данных об ожидании клиентов [3].
Функционирование моделируемой системы можно представить в виде структурограммы (рисунок 2) и блок-схемы (рисунок 3).
Структура модели СМО с различными приоритетами очереди, одним прибором и поломкой
Блок-схема модели СМО с различными приоритетами очереди, одним прибором и поломкой
Код модели:
; сегмент прихода клиентов за покупкой билета
Generate 35,5,1; приход клиента, покупающего билет
Queue Ochered; присоединение к очереди клиента
Seize Kassa; переход к кассе
Depart Ochered; выход из очереди
Advance 19,11; обслуживание у кассы
Release Kassa; освобождение кассы
Terminate 0; уход из аэропорта
; сегмент прихода клиентов за получением информации
Generate 60,10,2; приход клиента, хотевшего получить информацию
Queue Ochered; присоединение к очереди клиента
Seize Kassa; переход к кассе
Depart Ochered; выход из очереди
Advance 10,2; обслуживание у кассы
Release Kassa; освобождение кассы
Terminate 0; уход из аэропорта
; сегмент отказов
Generate 250,20,0; формирование поломок
Preempt Kassa, Napr, Re; поломка захватывает прибор
Advance 60,20; задание времени поломки
Return Kassa; окончание поломки
Terminate 0; поломка покидает систему
Napr Queue Ochered1; постановка в очередь клиента, находящегося в; приборе во время его поломки
Seize Kassa; переход клиента к кассе
Depart Ochered1; выход клиента из очереди на переобслуживание
Advance 15,5; обслуживание клиента у кассы
Release Kassa; освобождение кассы
Terminate 0; уход из аэропорта
; сегмент таймера
Generate 720; транзакт-таймер
Terminate 1 ; завершение прогона
Результат моделирования:
NAME VALUE
KASSA 10001.000
NAPR 20.000
OCHERED 10000.000
OCHERED1 10002.000
LABEL LOC BLOCK TYPE ENTRY COUNT CURRENT COUNT RETRY
1 GENERATE 20 0 0
2 QUEUE 20 0 0
3 SEIZE 20 0 0
4 DEPART 20 0 0
5 ADVANCE 20 1 0
6 RELEASE 17 0 0
7 TERMINATE 17 0 0
8 GENERATE 12 0 0
9 QUEUE 12 1 0
10 SEIZE 11 0 0
11 DEPART 11 0 0
12 ADVANCE 11 0 0
13 RELEASE 11 0 0
14 TERMINATE 11 0 0
15 GENERATE 2 0 0
16 PREEMPT 2 0 0
17 ADVANCE 2 0 0
18 RETURN 2 0 0
19 TERMINATE 2 0 0
NAPR 20 QUEUE 2 0 0
21 SEIZE 2 0 0
22 DEPART 2 0 0
23 ADVANCE 2 0 0
24 RELEASE 2 0 0
25 TERMINATE 2 0 0
26 GENERATE 1 0 0
27 TERMINATE 1 0 0
FACILITY ENTRIES UTIL. AVE. TIME AVAIL. OWNER PEND INTER RETRY DELAY
KASSA 35 0.823 16.934 1 36 0 0 0 1
QUEUE MAX CONT. ENTRY ENTRY(0) AVE.CONT. AVE.TIME AVE. (-0) RETRY
OCHERED 3 1 32 9 0.721 16.212 22.555 0
OCHERED1 1 0 2 0 0.193 69.471 69.471 0
FEC XN PRI BDT ASSEM CURRENT NEXT PARAMETER VALUE
36 1 734.133 36 5 6
37 1 737.582 37 0 1
28 0 759.139 28 0 15
38 2 764.770 38 0 8
39 0 1440.000 39 0 26
Моделирование прибора:
FACILITY - KASSA - имя прибора.
ENTRIES=35 - общее число входов в прибор за 12 часов.
UTIL=0.823 - коэффициент использования прибора.
AVE. TIME=16.934 - среднее пребывание посетителей у кассы.
OWNER=36 - номер посетителя, захватившего кассу.
AVALL=1 - номер посетителя, занявшего прибор.
DELAY=0 - определяет количество посетителей, ожидающих занятия или освобождения устройства.
Моделирование основной очереди:
QUEUE-Ochered - имя (номер) очереди;
MAX=3 - максимальное содержимое очереди за время моделирования;
CONT=1 - текущее содержимое очереди;
ENTRIES=32 - общее число входов в очередь;
ENTRIES(0)=9 - количество ?нулевых? входов в очередь (т.е. входов транзактов в очередь, когда прибор был свободен; при этом время пребывания транзакта в очереди равно нулю);
AVE.CONT.=0.721 - среднее содержимое очереди;
AVE.TIME=16.212 - среднее время пребывания посетителя в очереди;
AVE. (-0)=22.555 - среднее время пребывания без учета ?нулевых? входов [4].
Моделирование очереди на переобслуживание:
QUEUE-Ochered1 - имя (номер) очереди;
MAX=1 - максимальное содержимое очереди за время моделирования;
CONT=0 - текущее содержимое очереди;
ENTRIES=2 - общее число входов в очередь;
ENTRIES(0)=0 - количество ?нулевых? входов в очередь (т.е. входов транзактов в очередь, когда прибор был свободен; при этом время пребывания транзакта в очереди равно нулю);
AVE.CONT.=0.193 - среднее содержимое очереди;
AVE.TIME=69.471 - среднее время пребывания посетителя в очереди;
AVE. (-0)=69.471 - среднее время пребывания без учета ?нулевых? входов [4].
Модель №3.
Интервалы прихода клиентов в аэропорт с тремя кассами распределены равномерно в интервале 19 мин. Время обслуживания распределено равномерно на интервале 19±11 мин. Клиенты приходят в аэропорт, обслуживаются в порядке очереди: «первым пришёл - первым обслужился». Необходимо построить GPSS - модель аэропорта, которая должна обеспечить сбор статистических данных об очереди. Промоделировать работу аэропорта в течение 12 часов.
Построение модели:
1. Клиент приходит.
2. Если необходимо, ждёт своей очереди.
3. Подходит к кассе, которая освобождается первой.
4. Его обслуживают.
5. Клиент уходит из аэропорта.
Транзакт в первом сегменте модели - клиенты.
Транзакт во втором сегменте модели - таймер.
Устройство (Kassa) - касса.
Очередь (Ochered) - очередь, используемая для сбора статистических данных об ожидании клиентов [3].
Функционирование моделируемой системы можно представить в виде структурограммы (рисунок 5) и блок-схемы (рисунок 6).
Структура модели СМО с одной очередью и 3 приборами
Блок-схема модели СМО с одной очередью и 3 приборами
Код модели:
Kassa Storage 3; память Kassa имеет 3 единицы, т.е. 3 кассы
; 1-й сегмент модели - сегмент команд
Generate 19; приход клиента
Queue Ochered; присоединение к очереди клиента
Enter Kassa; переход к кассе
Depart Ochered; выход из очереди
Advance 19,11; обслуживание у кассы
Leave Kassa; освобождение кассы
Terminate 0; уход из аэропорта
; 2-й сегмент модели - сегмент таймера
Generate 720; транзакт-таймер
Terminate 1 ; завершение прогона
Результаты моделирования:
Моделирование прибора:
STORAGE - KASSA - имя прибора.
CAP=3 - ёмкость многоканального устройства, т.е. 3 кассы.
REMAIN=3 - текущее содержимое (в момент остановки моделирования).
MIN=0 - минимальное содержимое.
MAX=2 - максимальное содержимое.
ENTRIES=37 - общее число входов в прибор за 12 часов.
AVL=1 - доступность прибора.
AVE.C=1.005 - среднее содержимое прибора.
UTIL=0.335 - коэффициент использования прибора.
DELAY=0 - определяет количество посетителей, ожидающих занятия или освобождения устройства.
Моделирование очереди:
QUEUE-Ochered - имя (номер) очереди;
MAX=1 - максимальное содержимое очереди за время моделирования;
CONT=0 - текущее содержимое очереди;
ENTRIES=37 - общее число входов в очередь;
ENTRIES(0)=37 - количество ?нулевых? входов в очередь (т.е. входов транзактов в очередь, когда прибор был свободен; при этом время пребывания транзакта в очереди равно нулю);
AVE.CONT.=0 - среднее содержимое очереди;
AVE.TIME=3 - среднее время пребывания посетителя в очереди;
AVE. (-0)=8 - среднее время пребывания без учета ?нулевых? входов.
2. Выбор программного обеспечения
Для реализации имитационной модели воспользуемся специализированным языком моделирования. В качестве этого языка будем использовать GPSS.
Данный язык обладает достаточным набором операторов, с помощью которых вполне реально создать имитационную модель. Кроме того, данное программное средство очень просто в применении и соответствует большинству современных требований [5].
Заключение
В результате выполнения данного курсового проекта была разработана система, моделирующая работу кассы аэропорта. При разработке использован дискретно-событийный подход к моделированию.
Процесс моделирования системы с помощью этой модели имеет простой алгоритм реализации, по сравнению с непрерывной моделью.
Таким образом, полученные модели систем могут найти применение в жизни для моделирования реальной системы.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Моделирование объектов САР, объекта управления. Особенности параметрической оптимизации. Описание пакета ИМОДС: назначение и функции, система файлов, структура меню пользователя. Описание программы и моделируемых объектов. Оценка параметров системы.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 16.02.2013Использование моделирования в программной инженерии в процессе разработки программного обеспечения. Основные этапы процесса разработки программного обеспечения, их характеристика. Моделирование процессов, их определение фазами и видами деятельности.
реферат [2,2 M], добавлен 25.12.2017Понятие каталогов ресурсов Интернета. Разновидности и средства их использования. Разработка модели в средах программирования BPwin и Erwin. Программное моделирование в среде проектирования Rational Rose. Регистрация незарегистрированного пользователя.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 24.11.2014Направления деятельности ООО "Тирион" и разработка модели "AS-IS" функционирования магазина по обслуживанию покупателей. Возможности табличного процессора MS Excel. Описание интерфейса и физической структуры программного обеспечения имитационной модели.
курсовая работа [990,6 K], добавлен 13.12.2011Создание автоматизированной информационной системы для автоматизации работы служащих аэропорта. Описание основных функциональных подсистем. Обоснование и выбор СУБД. Инфологическое моделирование предметной области. Возможности программного средства.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 10.03.2015Обзор методов составления математических моделей систем автоматического управления. Математические модели системы в векторно-матричной форме записи. Моделирование в пакете программы Simulink. Оценка устойчивости системы, рекомендации по ее применению.
курсовая работа [514,5 K], добавлен 10.11.2011Современные методологические проблемы разработки и внедрения программного обеспечения ERP систем. Основные концептуальные подходы к методологии разработки и внедрения программного обеспечения. Исследование методологии ASAP: ее сильные и слабые стороны.
дипломная работа [4,3 M], добавлен 29.04.2011Анализ локально-вычислительной сети компании. Выбор общего программного обеспечения, обеспечения для инженерного отдела, бухгалтерии, сервера. Состав программного обеспечения вычислительной системы и его конфигурация. Сетевые операционные системы.
курсовая работа [405,4 K], добавлен 08.02.2016Понятие программного обеспечения, вопросы его разработки и использования. Общая характеристика системного программного обеспечения и работа операционной системы. Специфика процесса управления разработкой программного обеспечения и его особенности.
курсовая работа [636,2 K], добавлен 23.08.2011Схемы взаимодействия между заказчиком и разработчиком программного обеспечения. Качество программного обеспечения и определение основных критериев его оценка на современном этапе, особенности управления на стадиях жизненного цикла, анализ достаточности.
презентация [114,7 K], добавлен 14.08.2013Проектирование 3D-модели детали "розетка штепсельная" в системе КОМПАС-3D V13. Основные компоненты, возможности и особенности системы трехмерного твердотельного моделирования. Единицы измерения. Типы объектов и документов чертежно-графического редактора.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 23.02.2015Определение понятия трехмерной компьютерной графики. Особенности создания 3D-объектов при помощи булевых операций, редактируемых поверхностей, на основе примитивов. Моделирование трехмерных объектов при помощи программного пакета Autodesk 3ds Max.
дипломная работа [4,2 M], добавлен 13.04.2014Понятие и этапы жизненного цикла программного обеспечения как некоторых событий, которые происходят с системой компьютера в процессе ее создания, внедрения и сопровождения. Модели данного процесса: каскадная, спиральная, их отличительные особенности.
доклад [33,5 K], добавлен 06.04.2015Особенности и возможности программного обеспечения, необходимого для построения трехмерной модели (на примере вентиля - клапана). Ознакомление с инструментарием программного обеспечения профессионального трехмерного и двумерного моделирования AutoCAD.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 13.12.2020Моделирование вариантов объектно-ориентированных программных систем. Проектирование статический структуры, интерфейса, диаграмм компонентов и архитектуры приложения для разработки имитационной модели информационной системы "Центр обслуживания абонентов".
дипломная работа [951,4 K], добавлен 24.10.2010Понятие и сущность операционных систем, особенности их возникновения. История создания операционной системы Linux, ее основные характеристики, сетевые возможности. Анализ бизнес-модели производства и распространения "свободного" программного обеспечения.
реферат [35,8 K], добавлен 05.04.2010История развития и классификация информационных систем. Применение информационных систем в образовании. Практические аспекты использования прикладного программного обеспечения при разработке сайта. Функциональные возможности программного приложения.
курсовая работа [47,9 K], добавлен 19.01.2017Основные принципы, которыми следует руководствоваться в процессе создания и функционирования информационной системы. Проектирование системы программного обеспечения холодильника. Построение диаграммы классов, компонентов, размещения и состояний.
курсовая работа [733,4 K], добавлен 10.06.2011Анализ видов обеспечения автоматизированных систем предприятия. Средства программирования распределенных систем обработки информации. Изучение особенностей использования технологии распределенных объектов. Эксплуатация программного обеспечения системы.
отчет по практике [486,0 K], добавлен 23.11.2014Сущность и принцип работы операционной системы, правила и преимущества ее использования. Возможности различных операционных систем, их сильные и слабые стороны. Сравнительная характеристика систем Unix и Windows NT, их потенциал и выполняемые задачи.
реферат [10,5 K], добавлен 09.10.2009
