Решение задачи на языке GPSS
Подходы к построению математических моделей процессов функционирования систем. Реализация функций алгоритма средствами универсальных языков программирования. Моделирование работы участка в течение 24 ч. Определение возможных мест появления очередей.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 16.10.2017 |
| Размер файла | 306,4 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.
14
Размещено на http://www.allbest.ru/
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ
Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение
Высшего профессионального образования
"Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича"
Кафедра "Информационных и управляющих систем"
Контрольная работа
По моделированию систем
Тема: Решение задачи на языке GPSS
Выполнила:
Студентка гр. ИСТ-15
Григорьева Анастасия
Санкт-Петербург 2013
Оглавление
- Введение
- Постановка задачи
- Разработка модели
- Решение задачи на языке GPSS
- Результаты моделирования
- Заключение
- Временная диаграмма
- Блок-диаграмма
- Литература
Введение
При построении математических моделей процессов функционирования систем можно выделить следующие основные подходы:
непрерывно - детерминированный, дискретно - детерминированный, дискретно - стохастический, непрерывно - стохастический, сетевой, обобщенный (или универсальный). Соответственно этим подходам были разработаны типовые математические схемы создания моделей.
Для выполнения задания мы используем непрерывно - стохастический подход.
Непрерывно - стохастический подход применяется для формализации процессов обслуживания. Этот подход наиболее известен ввиду того, что большинство производственных (и не только производственных - экономических, технических и т.д.) систем по своей сути являются системами массового обслуживания. Типовой математической схемой моделирования таких систем являются Q-схемы. В обслуживании можно выделить две элементарные составляющие: ожидание обслуживания и собственно обслуживание, а в любой системе массового обслуживания можно выделить элементарный прибор. Соответственно, в этом приборе выделяют: накопитель (Н) заявок, ожидающих обслуживания, некоторой емкостью; канал обслуживания (К); потоки событий (последовательность событий, происходящих одно за другим в какие-то случайные моменты времени): поток заявок на обслуживание wi, характеризующийся моментами времени поступления и атрибутами (признаками) заявок (например, приоритетами), и поток обслуживания ui, характеризующийся моментами начала и окончания обслуживания заявок. Для имитационного моделирования СМО был создан специализированный язык программирования GPSS.
Сложные функции моделирующего алгоритма могут быть реализованы средствами универсальных языков программирования (Паскаль, Си), что предоставляет неограниченные возможности в разработке, отладке и использовании модели. Однако подобная гибкость приобретается ценой больших усилий, затрачиваемых на разработку и программирование весьма сложных моделирующих алгоритмов, оперирующих со списковыми структурами данных. Альтернативой этому является использование специализированных языков имитационного моделирования.
Специализированные языки имеют средства описания структуры и процесса функционирования моделируемой системы, что значительно облегчает и упрощает программирование имитационных моделей, поскольку основные функции моделирующего алгоритма при этом реализуются автоматически. Программы имитационных моделей на специализированных языках моделирования близки к описаниям моделируемых систем на естественном языке, что позволяет конструировать сложные имитационные модели пользователям, не являющимся профессиональными программистами.
Современная среда имитационного моделирования GPSS World - это удобный программный комплекс, работающий под Windows. GPSS сочетает в себе функции дискретного и непрерывного моделирования. Возможность перехода из дискретной фазы моделирования в непрерывную фазу и обратно обеспечивает тесную связь с непрерывным моделированием. В непрерывной фазе могут быть установлены пороговые значения, управляющие созданием транзактов в дискретной фазе. Система имеет транслятор программного кода, т.е. модель работает только в среде GPSS и не может компилироваться в исполняемые файлы.
Постановка задачи
На сборочный участок цеха предприятия через интервалы времени, распределенные экспоненциально со средним значением 18 мин, поступают партии, каждая из которых состоит из трех деталей. Половина всех поступающих деталей перед сборкой должна пройти предварительную обработку в течение 7 мин. На сборку подаются обработанная и необработанная детали. Процесс сборки занимает всего 4 мин. Затем изделие поступает на регулировку, продолжающуюся в среднем 8 мин (время выполнения ее распределено экспоненциально). В результате сборки возможно появление 5% бракованных изделий, которые не поступают на регулировку, а направляются снова на предварительную обработку.
Цель:
Смоделировать работу участка в течение 24 ч. Определить возможные места появления очередей и их вероятностно-временные характеристики. Выявить причины их возникновения, предложить меры по их устранению и смоделировать скорректированную систему.
Разработка модели
Данная система описывает работу сборочного участка цеха, которая состоит из трех этапов: сборка, предварительная обработка и регулировка деталей. Первые два этапа осуществляются параллельно. Половина всех партий (50 %) поступает сразу на сборку, а вторая половина проходит предварительную обработку, после чего отправляется на сборку. В процессе сборки деталей выделяется 5 % брака, которые заново проходят предварительную обработку. Следующим этапом все партии поступают на регулировку (95 %).
На основании задания была построена структурная схема (Рисунок 1).
14
Размещено на http://www.allbest.ru/
Решение задачи на языке GPSS
GENERATE (EXPONENTIAL (1,0,18)) - поступление заявок с интервалом в 18 мин.
TRANSFER.5,sp1,sp2 - распред. заявок между sp1 и sp2 (по 50%)
sp1 SPLIT 2 - размножение заявок (становится 3 детали)
blok1 QUEUE OCHER1 - занятие очереди 1
SEIZE OBRABOTKA - занятие этапа предв. обработки
DEPART OCHER1 - освобождение очереди 1
ADVANCE 7 - задержка на этапе предв. обработки
RELEASE OBRABOTKA - освобождение этапа предв. обработки
TRANSFER,blok2 - переход к блоку 2
sp2 SPLIT 2
blok2 QUEUE OCHER2 - занятие очереди 2
SEIZE SBORKA - занятие этапа сборки
DEPART OCHER2 - освобождение очереди 2
ADVANCE 4 - задержка на этапе сборки
RELEASE SBORKA - освобождение этапа сборки
TRANSFER.05,blok3,blok1 - 5% заявок отпр-ся в блок 1, 95% в блок 3
blok3 QUEUE OCHER3 - занятие очереди 3
SEIZE REGULIROVKA - занятие этапа регулировки
DEPART OCHER3 - освобождение очереди 3
ADVANCE 8 - задержка на этапе сборки
RELEASE REGULIROVKA - освобождение этапа регулировки
TERMINATE - удаление заявок
GENERATE 1440 - прогон модели в течении 24 часов
TERMINATE 1 - удаление заявок (окончание моделирования)
START 1 - 1 завершение прогона модели
Результаты моделирования
START TIME END TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES
0.000 1440.000 24 3 0
Из полученного отчета можно узнать результаты прогона построенной модели, представленные ниже:
В данной задаче необходимо обеспечить нормальную работу на всех этапах модели, с наименьшим количеством необслуженных заявок, вероятностью появления очередей, и временем задержек в них. А так же, результаты показывают недостаточную загруженность устройства на этапе предварительной обработки, что желательно исправить. Сделать это можно за счет оптимизации параметров, а именно, сократив время выполнения работы на этапах системы, но это приведет к чрезмерному увеличению нагрузки на людей и работающее оборудование. Возникнет необходимость в закупке усовершенствованного, дорогостоящего оборудования.
Предположим, что цех закупил улучшенное оборудование. В соответствии с моим предложением в текст программы были внесены изменения.
GENERATE (EXPONENTIAL (1,0,18))
TRANSFER.5,sp1,sp2
blok1 QUEUE OCHER1
SEIZE OBRABOTKA
DEPART OCHER1
ADVANCE 7
RELEASE OBRABOTKA
TRANSFER,blok2
sp2 SPLIT 2
blok2 QUEUE OCHER2
SEIZE SBORKA
DEPART OCHER2
ADVANCE 3
RELEASE SBORKA
TRANSFER.05,blok3,blok1
blok3 QUEUE OCHER3
SEIZE REGULIROVKA
DEPART OCHER3
ADVANCE 8
RELEASE REGULIROVKA
TERMINATE
GENERATE 1440
TERMINATE 1
START 1
Как видно из текста программы изменения произошли в последних двух блоках, т.е. новое оборудование завезли в отдел непосредственной сборки деталей и в отдел регулировки. Процессы сборки и регулировки стали занимать всего по 3 мин. При этом время, затрачиваемое на предварительную обработку деталей, не изменилось, т.е. не пришлось закупать дополнительное оборудование. Уменьшилось количество необслуженных заявок и среднее время задержки в очереди, соответственно вероятность появления очередей тоже уменьшилась. А также установился приемлемый уровень загруженности устройств объслуживающих процессы: сборки, предварительной обработки и регулировки.
математическая модель алгоритм процесс
Числовые данные произошедших изменений приведены ниже:
Заключение
На основе полученного задания был выполнен прогон построенной модели в течение 24 ч. (1440 мин.). По результатам полученных данных были выявлены возможные места появления очередей и причины их возникновения. Также определено количество необслуженных заявок и среднее время задержки в очередях. Можно теперь сделать вывод о том, что в системе есть некоторые факторы, которые неблагоприятно влияют на её работоспособность.
Усовершенствовать данную систему можно путем предложенных изменений, т.е. за счет замены работающего оборудования в цеху на более новое, с наименьшими затратами времени. Что в свою очередь повысит производительность сборочного участка цеха и обеспечит оптимальную работу.
Временная диаграмма
Блок-диаграмма
Литература
1. Cоветов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем (3 изд.). - М.: Высшая школа, 2001 г.
2. Кудрявцев Е.М. GPSS World. Основы имитационного моделирования различных систем. - М.: ДМК Пресс, 2004 г.
3. Козлова Л.П., Белов М.П. Моделирование систем: методические указания к курсовой работе - СПб: Издательство СПбГУТ, 2013 г.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Создание 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 13.12.2010Основные подходы при построении математических моделей процессов функционирования систем. Применение непрерывно-стохастического подхода для формализации процессов обслуживания. Функции моделирующего алгоритма. Использование языков программирования.
контрольная работа [262,7 K], добавлен 04.06.2011Процессы функционирования различных систем и сетей связи как стохастических, динамических, дискретно-непрерывных математических моделей. Блоки языка GPSS, использованные в программе. Общая информация о результатах работы модели, о группах транзактов.
курсовая работа [27,3 K], добавлен 18.01.2010Понятия структурного программирования и алгоритма решения задачи. Краткая история развития языков программирования от машинных до языков ассемблера и языков высокого уровня. Процедурное программирование на C#. Методы и программы для моделирования.
учебное пособие [1,7 M], добавлен 26.10.2010Рассмотрение 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 03.07.2011Определение назначения и описание функций имитационных моделей стохастических процессов систем массового обслуживания. Разработка модели описанной системы в виде Q-схемы и программы на языке GPSS и C#. Основные показатели работы имитационной модели.
курсовая работа [487,4 K], добавлен 18.12.2014Основные 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 11.02.2015Структурная схема, классификация устройств СМО и анализ динамики ее функционирования. Формализация модели СМО средствами GPSS World. Модификация имитационной модели. Реализация модельных экспериментов. Имитационное моделирование СМО в среде GPSS World.
курсовая работа [504,6 K], добавлен 14.12.2012Использование математических и программных средств моделирования при решении задачи минимизации транспортных издержек. Использование метода потенциалов, разработка алгоритма программы на языке программирования Turbo Pascal 7.0. Методы реализации.
курсовая работа [156,6 K], добавлен 16.02.2016Существующие подходы к построению моделей телетрафика. Использование формулы Полячека-Хинчина и ее аналогов для определения характеристик СМО. Способы построения имитационных программ. Этапы и цели имитационного моделирования на языке GPSS World.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 06.03.2014Основы систематизации языков имитационного моделирования, моделирование систем и языки программирования. Особенности использования алгоритмических языков, подходы к их разработке. Анализ характеристик и эффективности языков имитационного моделирования.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 15.03.2012GPSS 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 19.01.2016Постановка задачи для машинного моделирования, определение параметров и переменных. Алгоритмизация модели и её машинная реализация. Реализация алгоритма моделирования на общесистемном языке программирования. Описание диалога с пользователем, интерфейс.
курсовая работа [703,1 K], добавлен 14.01.2013Разработка программы на языке GPSS для изучения работы обрабатывающего участка цеха: составление временной диаграммы, Q-схемы и моделирующего алгоритма. Анализ выходной статистики, внесение изменений в текст программы, создание и оформление документации.
курсовая работа [887,3 K], добавлен 21.06.2011Применение 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 28.02.2013Схема и основные параметры элементов цепи. Вывод системы дифференциальных уравнений. Реализация алгоритма на языке программирования высокого уровня Pascal. Решение дифференциальных уравнений в пакете MathCAD. Решение интерполяции в пакете Excel.
курсовая работа [375,4 K], добавлен 06.01.2011Задачи теории массового обслуживания. Моделирование работы регулировочного участка цеха. Обобщенная схема моделирующего алгоритма. Краткая характеристика технологии реализации, особенности программирования. Описание функций программы и интерфейса.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 15.06.2010Теоретические ведомости о концептуальном моделировании информационной базы системы комплексного анализа бизнеса и разработка механизмов ее реализации в среде открытых прикладных оболочек. Создание блок-схемы и алгоритма решения задачи на машинном языке.
задача [1,0 M], добавлен 09.02.2011Процесс 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 07.09.2012Язык GPSS как один из наиболее эффективных и распространенных языков моделирования сложных дискретных систем. Транзакт - элемент системы массового обслуживания. Решение задач на основе моделирования с применением языка GPSS, создание имитационной модели.
курсовая работа [54,7 K], добавлен 25.11.2010
