Моделирование систем и сетей телекоммуникаций

????????? ?? http://www.allbest.ru

????????? ?? http://www.allbest.ru

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

КАРАГАНДИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

"Моделирование систем и сетей телекоммуникаций"

Г.А. Белик

Караганда 2010

УДК 682.3.06

Белик Г.А. Методические указания к курсовым работам по дисциплине "Моделирование систем и сетей телекоммуникаций"

Караганда: КарГТУ, 2010 ______ с.

Методические указания составлены в соответствии с требованиями учебного плана и программой дисциплины "Моделирование систем и сетей телекоммуникаций" и включает словесные описания систем для моделирования, рекомендации по ходу выполнения курсовой работы.

Методические указания предназначены для студентов специальности 050619 "Радиотехника, электроника и телекоммуникации".

Рецензент - член Редакционно-издательского совета КарГТУ ____________________________________

(Ф. И, О., уч. степень, должность)

Утверждено Редакционно-издательским советом университета

© Карагандинский государственный технический университет, 2010

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3

1. Общие требования к выполнению курсовых работ 6

2. Задания для моделирования 9

3. Ход выполнения работы 24

3.1 Построение структурной схемы системы 24

3.2 Блок-схема алгоритма функционирования системы 25

3.3 Блок-диаграмма GPSS-модели 26

3.4 Текст имитационной программы на GPSS World 26

3.5 Анализ стандартного отчета GPSS 32

3.6 Эксперименты с моделью 34

3.7 Заключение курсовой работы 36

Перечень рекомендуемой литературы 38

Введение

Курсовая работа является завершающим этапом изучения дисциплины «Моделирование систем и сетей телекоммуникаций». Цель ее написания - научить студента самостоятельно строить имитационную модель систем и сетей телекоммуникаций, обобщить и углубить полученные знания, применить их для решения практической задачи, выдвигать и защищать собственные суждения.

Моделирование - наиболее мощный универсальный метод исследования и оценки эффективности систем, поведение которых зависит от воздействия случайных факторов. Области применения методов имитации чрезвычайно широки и разнообразны. Системы моделирования имеют специализированные средства, реализующие дополнительные возможности по организации модельных экспериментов на компьютере. Они также предоставляют возможность учитывать в моделях фактор времени, то есть строить динамические имитационные модели, что особенно важно для систем и сетей телекоммуникаций.

Моделирующий алгоритм может быть реализован средствами универсальных языков программирования (Pascal, C++, Delphi, Basic), 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, программы имитационных моделей на которых близки к описаниям моделируемых систем на естественном языке, что позволяет конструировать сложные имитационные модели пользователям, не являющимся профессиональными программистами.

Для описания имитационных моделей на системном уровне (иногда их называют сетевыми имитационными моделями -- СИМ) чаще используют языки, ориентированные на события или процессы. Примерами первых могут служить языки Симскрипт, SMPL, GASP и ряд других. К числу вторых относятся языки Симула, SOL.

Одним из наиболее эффективных и распространенных языков моделирования сложных дискретных систем является в настоящее время язык GPSS (General Purpose System Simulation). 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 систем массового обслуживания (СМО), как заявки, обслуживающие приборы, очереди и т.п. Достаточный набор подобных компонентов позволяет конструировать сложные имитационные модели, сохраняя привычную терминологию СМО.

1. Общие требования к выполнению курсовых работ

Тема курсовой работы "Моделирование систем телекоммуникаций на языке GPSS World". Задание на курсовую работу является индивидуальным. Вариант выбирается в соответствии двумя последними цифрами номера зачетки студента.

Общий объем пояснительной записки к курсовой работе должен быть 20--30 машинописных страниц формата А4.

Пояснительная записка к курсовой работе должна давать достаточно полное представление о принципе решения задачи моделирования системы с обоснованием правильности решения задачи на ЭВМ. Записка иллюстрируется схемами и программами, которые входят в общий объем пояснительной записки и нумеруются.

Пояснительная записка к курсовой работе должна включать в указанной последовательности следующие разделы:

- титульный лист;

- бланк технического задания;

- содержание;

- введение;

- теоретический раздел согласно варианту;

- постановка задачи;

- предварительный анализ модели, структурная схема моделируемой системы;

- блок-диаграмма модели;

- листинг программы на GPSS;

- описание программы;

- стандартный отчет GPSS World;

- анализ результатов моделирования;

- эксперименты с моделью;

- заключение;

- список использованных источников.

Введение должно содержать сведения о целях и задачах имитационного моделирования, существующих системах моделирования, истории и перспективах развития языка GPSS World.

Постановка задачи содержит описание моделируемой системы, а в предварительном анализе необходимо описать структуру системы (количество обслуживающих устройств, дисциплина обслуживания, законы распределения для процесса поступления вызова и процесса обслуживания и т.д.).

В описании программы указать назначение каждого блока программы.

Анализ результатов моделирования произвести по стандартному отчету GPSS. Указать количество вызовов, поступивших за время моделирования, максимальную длину очереди (если таковая предусмотрена в модели) и среднее время ожидания в очереди или количество потерянных вызовов, среднее время обслуживания, коэффициент использования устройств, сколько вызовов осталось в системе на момент окончания моделирования и где (на обслуживании каким либо устройством или в очереди). Следует определить качественные характеристики работы моделируемой системы: вероятность потери вызова, вероятность потери времени в очередях, время простоя оборудования и т.д.

При проведении экспериментов с моделью сначала определиться с целью эксперимента, затем наметить пути достижения требуемой цели.

В заключении необходимо сделать выводы о работе системы: удовлетворяет ли система требуемому качеству обслуживания, что нужно предпринять для того, чтобы его улучшить.

В список использованных источников включать не только книги и журнальные статьи, но и источники из Internet, с указанием URL-адреса сайта и (по возможности) разработчика и автора статьи.

Курсовая работа оформляется на листах А4 в соответствии с требованиями фирменного стандарта СМК ФС 1.1.02-2004 "Правила оформления учебной документации. Общие требования к текстовым документам".

2. Задания для моделирования

Задание 1. В системе передачи данных осуществляется обмен пакетами данных между пунктами А и В по дуплексному каналу связи. Пакеты поступают в пункты системы от абонентов с интервалами времени между ними N1 ± M1 мс в пункт А и N2 ± M2 мс в пункт В. Передача пакета занимает N3 ± M3 мс. В пунктах имеются буферные регистры, которые могут хранить два пакета (включая передаваемый). В случае прихода пакета в момент занятости регистров пунктам системы предоставляется выход на спутниковую полудуплексную линию связи, которая осуществляет передачу пакетов данных за N4 ± M4 мс. При занятости спутниковой линии пакет получает отказ.

Смоделировать обмен информацией в системе передачи данных в течение T мин. Определить частоту вызовов спутниковой линии и ее загрузку. В случае возможности отказов определить необходимый для безотказной работы системы объем буферных регистров.

Задание 2. Система передачи данных обеспечивает передачу пакетов данных из пункта А в пункт С через транзитный пункт В. В пункт A пакеты поступают через N1 ± M1 мс. Здесь они буферируются в накопителе емкостью L пакетов и передаются по любой из двух линий АВ1 -- за время N2 ± M2 мс или АВ2 -- за время N3 ± M3 мс. В пункте В они снова буферируются в накопителе емкостью L пакетов и далее передаются по линиям ВС1 (за N4 ± M4 мс) и ВС2 (за N5 ± M5  мс). Причем пакеты из АВ1 передаются по ВС1, а из АВ2 -- по ВС2. При поступлении пакетов, когда буфер заполнен полностью - пакеты считаются потерянными.

Смоделировать прохождение через систему передачи данных R пакетов. В случае возможности переполнения буферов в пунктах А и В определить необходимое для нормальной работы пороговое значение емкости накопителя.

Задание 3. Магистраль передачи данных состоит из двух каналов (основного и резервного) и общего накопителя. При нормальной работе сообщения передаются по основному каналу за N1 ± M1  с. В основном канале происходят сбои через интервалы времени N2 ± M2 с. Если сбой происходит во время передачи, то за n с запускается запасной канал, который передает прерванное сообщение с самого начала и с той же скоростью. Восстановление основного канала занимает N3 ± M3 мин. После восстановления резервный канал выключается и основной канал продолжает работу с очередного сообщения. Сообщения поступают через N4 ± M4 с и остаются в накопителе до окончания передачи. В случае сбоя передаваемое сообщение передается повторно по запасному каналу.

Смоделировать работу магистрали передачи данных в течение T мин. Определить загрузку запасного канала, частоту отказов канала и число прерванных сообщений.

Задание 4. В коммутационную систему каждые N1 ± M1 мин поступают n сообщений первого направления и каждые N2 ± M2 мин поступает n сообщений второго направления. Все сообщения помещаются в один буфер, который может хранить не более Y сообщений. Сообщения первого направления передаются N3 ± M3 мин, сообщения второго направления - N4 ± M4 мин. На каждом из направлений имеется буфер для хранения m сообщений. Все сообщения, которые поступают в момент полной заполненности буфера теряются системой.

Смоделировать работу коммутационной системы в течение T ч. Определить вероятности потерь сообщений на входе системы и на каждом направлении. Определить целесообразность увеличения размера буфера.

Задание 5. Специализированная вычислительная система состоит из трех процессоров и общей оперативной памяти. Задания, поступающие на обработку через интервалы времени N1 ± M1 мин, занимают объем оперативной памяти размером в страницу. После трансляции первым процессором в течение N2 ± M2 мин их объем увеличивается до двух страниц, и они поступают в оперативную память. Затем после редактирования во втором процессоре, которое занимает N3 ± M3 мин на страницу, объем возрастает до трех страниц. Отредактированные задания через оперативную память поступают в третий процессор на решение, требующее N4 ± M4 мин на страницу, и покидают систему, минуя оперативную память.

Смоделировать работу вычислительной системы в течение T ч.

Задание 6. На вычислительном центре в обработку принимаются три класса заданий А, В и С. Исходя из наличия оперативной памяти ЭВМ задания классов А и В могут решаться одновременно, а задания класса С монополизируют ЭВМ. Задания класса А поступают через N1 ± M1 мин, класса В - через N2 ± M2 мин и класса С -- через N3 ± M3 мин и требуют для выполнения: класс А - N4 ± M4 мин, класс В - N5 ± M5 мин и класс С - N6 ± M6 мин. Задачи класса С загружаются в ЭВМ, если она полностью свободна. Задачи классов А и В могут дозагружаться к решающейся задаче. Смоделировать работу ЭВМ за T ч. Определить загрузку ЭВМ и количество решенных задач классов А, В и С.

Задание 7. В систему передачи данных через интервалы времени, распределенные экспоненциально со средним значением tср мс, поступают пакеты данных. Половина всех поступающих пакетов перед передачей нуждается в предварительной обработке в течение tпред мс. Пакеты, не прошедшие предварительную обработку и прошедшие ее, передаются в пункт А. Процесс передачи занимает всего t1 мс. Затем пакеты данных передаются в пункт В, в среднем за t2 мс (время передачи распределено экспоненциально). В результате передачи в пункт А возникает N % испорченных пакетов, которые не передаются в пункт В, а направляются снова на предварительную обработку.

Смоделировать работу системы в течение T мин. Определить возможные места появления очередей. Выявить причины их возникновения, предложить меры по их устранению и смоделировать скорректированную систему.

Задание 8. В коммутационную систему А поступают сообщения в среднем через tcp мин. Передача сообщений из системы А производится по одному из двух каналов А1 и А2 в систему В: А1 канал передает сообщение в среднем t1 = 5 мин и имеет до N1 % сообщений переданных с ошибкой, А2 - соответственно t1 = 7 мин и N2 % ошибок. Все ошибочные сообщения возвращаются на повторную передачу по второму каналу. Сообщения, переданные с ошибками дважды, считаются потерянными. Все интервалы времени распределены по экспоненциальному закону.

Смоделировать передачу Y сообщений. Определить загрузку каналов и вероятность появления потерь.

Задание 9. В вычислительный центр через случайные интервалы времени поступают по два задания в среднем через каждые tср с. Обработка заданий первым процессором производится для двух заданий одновременно и занимает около T1 с. Если в момент прихода заданий предыдущая партия не была обработана, поступившие задания не принимаются. Задания, получившие отказ и задания, обработанные первым процессором, поступают в промежуточный накопитель. Из накопителя задания, обработанные первым процессором, поступают попарно на обработку вторым процессором, которая выполняется в среднем за T2 с, а не прошедшие обработку первым процессором поступают на полную обработку вторым процессором, которая занимает T3 с для одного задания. Все величины, заданные средними значениями, распределены экспоненциально.

Смоделировать работу вычислительного центра в течение N мин. Определить параметры и ввести в систему накопитель, обеспечивающий безотказное обслуживание поступающих заданий.

Задание 10. Система обработки информации содержит мультиплексный канал и три ЭВМ. Сигналы от датчиков поступают на вход канала через интервалы времени T1 ± M1 мкс. В канале они буферируются и предварительно обрабатываются в течение T2 ± M2 мкс. Затем они поступают на обработку в ту ЭВМ, где имеется наименьшая по длине входная очередь. Емкости входных накопителей во всех ЭВМ рассчитаны на хранение величин Q сигналов. В случае переполнения накопителя сигналы считаются потерянными. Время обработки сигнала в любой ЭВМ равно T мкс.

Смоделировать процесс обработки X сигналов, поступающих с датчиков. Определить средние времена задержки сигналов в канале и ЭВМ и вероятности переполнения входных накопителей.

Задание 11. В узел коммутации сообщений, состоящий из входного буфера, процессора, двух исходящих буферов и двух выходных линий, поступают сообщения с двух направлений. Сообщения с одного направления поступают во входной буфер, обрабатываются в процессоре, буферируются в выходном буфере первой линии и передаются по выходной линии. Сообщения со второго направления обрабатываются аналогично, но передаются по второй выходной линии. Применяемый метод контроля потоков требует одновременного присутствия в системе не более трех сообщений на каждом направлении. Сообщения поступают через интервалы T1 ± M1 мс. Время обработки в процессоре равно Tобр мс на сообщение, время передачи по выходной линии равно T2 ± M2 мс. Если сообщение поступает при наличии трех сообщений в направлении, то оно получает отказ.

Смоделировать работу узла коммутации в течение T с. Определить загрузку устройств и вероятность отказа в обслуживании из-за переполнения буфера направления. Определить изменения в функции распределения времени передачи при снятии ограничений, вносимых методом контроля потоков.

Задание 12. Информационная система реального времени состоит из центрального процессора (ЦП), основной памяти (ОП) емкостью QОП Кбайт и накопителя на жестком диске (НД). Запросы от большого числа удаленных терминалов поступают каждые T1 ± M1 мс и обрабатываются ЦП за время 1 мс. После этого каждый запрос помещается в ОП либо получает отказ в обслуживании, если ОП заполнена (каждый запрос занимает 2 кбайт памяти). Для обслуживаемых запросов производится поиск информации на НД за время T2 ± M2 мс и ее считывание за время T3 ± M3 мс. Работа с НД не требует вмешательства ЦП. После этого запрос считается обслуженным и освобождает место в ОП.

Смоделировать процесс обслуживания N запросов. Подсчитать число запросов, получивших отказ в обслуживании. Определить среднее и максимальное содержимое ОП, а также коэффициент загрузки НД.

Задание 13. Пять операторов работают в справочной телефонной сети города, сообщая номера телефонов по запросам абонентов, которые обращаются по одному номеру 09. Автоматический коммутатор переключает абонента на того оператора, в очереди которого ожидает наименьшее количество абонентов, причем наибольшая допустимая длина очереди перед оператором -- два абонента. Если все очереди имеют максимальную длину, вновь поступивший вызов получает отказ. Обслуживание абонентов операторами длится N1 ± M1 с. Вызовы поступают в справочную через каждые N2 + M2 с.

Смоделировать обслуживание n вызовов. Подсчитать вероятность отказов. Определить время простоя каждого оператора справочной.

Задание 14. Специализированное вычислительное устройство, работающее в режиме реального времени, имеет в своем составе два процессора, соединенные с общей оперативной памятью. В режиме нормальной эксплуатации задания выполняются на первом процессоре, а второй является резервным. Первый процессор характеризуется низкой надежностью и работает безотказно лишь в течение N1 ± M1 мин. Если отказ происходит во время решения задания, в течение T1 мин производится включение второго процессора, который продолжает решение прерванного задания, а также решает и последующие задания до восстановления первого процессора. Это восстановление происходит за N2 ± M2 мин, после чего начинается решение очередного задания на первом процессоре, а резервный выключается. Задания поступают на устройство каждые N3 ± M3 мин и решаются за N4 ± M4 мин. Надежность резервного процессора считается идеальной.

Смоделировать процесс работы устройства в течение T2 ч. Подсчитать число решенных заданий, число отказов процессора и число прерванных заданий. Определить максимальную длину очереди заданий и коэффициент загрузки резервного процессора.

Задание 15. В справочной телефонной сети города работают три оператора, сообщая номера телефонов по запросам абонентов, которые обращаются по одному номеру 09. Автоматический коммутатор переключает абонента на того оператора, в очереди которого ожидает наименьшее количество абонентов, причем наибольшая допустимая длина очереди перед оператором -- два абонента. Если все очереди имеют максимальную длину, вновь поступивший вызов получает отказ. Обслуживание абонентов операторами длится N1 ± M1 с. Вызовы поступают в справочную через каждые N2 + M2 с.

Смоделировать обслуживание n вызовов. Подсчитать количество отказов. Определить коэффициенты загрузки операторов справочной.

Задание 16. В системе передачи данных осуществляется обмен пакетами данных между пунктами А и В по дуплексному каналу связи. Пакеты поступают в пункты системы от абонентов с интервалами времени между ними N1 ± M1 мс в пункт А и N2 ± M2 мс в пункт В. Передача пакета занимает L мс. В пунктах имеются буферные регистры, которые могут хранить два пакета (включая передаваемый). В случае прихода пакета в момент занятости регистров пунктам системы предоставляется выход на спутниковую полудуплексную линию связи, которая осуществляет передачу пакетов данных за N3 ± M3 мс. При занятости спутниковой линии пакет получает отказ.

Смоделировать обмен информацией в системе передачи данных в течение T мин. Определить частоту вызовов спутниковой линии и ее загрузку. В случае возможности отказов определить необходимый для безотказной работы системы объем буферных регистров.

Задание 17. Система передачи данных обеспечивает передачу пакетов данных из пункта А в пункт С через транзитный пункт В. В пункт A пакеты поступают в среднем через N1 мс. Здесь они буферируются в накопителе емкостью L1 пакетов и передаются по любой из двух линий АВ1 -- за время N2 мс или АВ2 -- за время N3 мс. В пункте В они снова буферируются в накопителе емкостью L2 пакетов и далее передаются по линиям ВС1 (среднее время передачи N4 мс) и ВС2 (среднее время передачи N5 мс). Причем пакеты из АВ1 поступают в ВС1, а из АВ2 -- в ВС2. При поступлении пакетов, когда буфер заполнен полностью - пакеты считаются потерянными. Все величины заданные средними значениями распределены по экспоненциальному закону.

Смоделировать прохождение через систему передачи данных L3 пакетов. В случае возможности переполнения буферов в пунктах А и В определить необходимое для нормальной работы пороговое значение емкости накопителя.

Задание 18. Магистраль передачи данных состоит из двух каналов (основного и резервного) и общего накопителя. При нормальной работе сообщения передаются по основному каналу за N1 ± M1 с. В основном канале происходят сбои через интервалы времени N2 ± M2 с. Если сбой происходит во время передачи, то за n с запускается запасной канал, который передает прерванное сообщение с самого начала. Восстановление основного канала занимает N3 ± M3 с. После восстановления резервный канал выключается и основной канал продолжает работу с очередного сообщения. Сообщения поступают через N4 ± M4 с и остаются в накопителе до окончания передачи. В случае сбоя передаваемое сообщение передается повторно по запасному каналу.

Смоделировать работу магистрали передачи данных в течение T ч. Определить загрузку запасного канала, частоту отказов канала и число прерванных сообщений.

Задание 19. В коммутационную систему каждые N1 ± M1 мин поступают L1 сообщения первого направления и каждые N2±M2 мин поступает L2 сообщения второго направления. Все сообщения помещаются в один буфер, который может хранить не более L3 сообщений. Все сообщения, которые поступают в момент полной заполненности общего буфера теряются системой. Сообщения первого направления передаются N3±M3 мин, сообщения второго направления - N4±M4 мин. На каждом из направлений имеется буфер для хранения L4 сообщения.

Смоделировать работу коммутационной системы в течение T ч. Определить вероятности потерь сообщений на входе системы и на каждом направлении. Определить целесообразность увеличения размера буфера.

Задание 20. Специализированная вычислительная система состоит из трех процессоров и общей оперативной памяти. Задания, поступающие на обработку через интервалы времени N ± M мин, занимают объем оперативной памяти размером в страницу. После трансляции первым процессором в течение N1 ± M1 мин их объем увеличивается до двух страниц, и они поступают в оперативную память. Затем после редактирования во втором процессоре, которое занимает N2 ± M2 мин на страницу, объем возрастает до трех страниц. Отредактированные задания через оперативную память поступают в третий процессор на решение, требующее N3 ± M3 мин на страницу, и покидают систему, минуя оперативную память. Смоделировать работу вычислительной системы в течение T ч.

Задание 21. В систему передачи данных через интервалы времени, распределенные экспоненциально со средним значением Tср мс, поступают пакеты данных. Половина всех поступающих пакетов перед передачей нуждается в предварительной обработке в течение T1 мс. Пакеты, не прошедшие предварительную обработку и прошедшие ее, передаются в пункт А. Процесс передачи занимает всего T2 мс. Затем пакеты данных передаются в пункт В, в среднем за T3 мс (время передачи распределено экспоненциально). В результате передачи в пункт А возникает N % испорченных пакетов, которые не передаются в пункт В, а направляются снова на предварительную обработку.

Смоделировать работу системы в течение Tр мин. Определить возможные места появления очередей. Выявить причины их возникновения, предложить меры по их устранению и смоделировать скорректированную систему.

Задание 22. В коммутационную систему А поступают сообщения в среднем через T мин. Передача сообщений из системы А производится по одному из двух каналов А1 и А2 в систему В: А1 канал передает сообщение в среднем t1 мин и имеет до N1 % сообщений переданных с ошибкой, А2 - соответственно t2 мин и N2 % ошибок. Все ошибочные сообщения возвращаются на повторную передачу по второму каналу. Сообщения, переданные с ошибками дважды, считаются потерянными. Все интервалы времени распределены по экспоненциальному закону.

Смоделировать передачу n сообщений. Определить загрузку каналов и вероятность появления потерь.

Задание 23. В вычислительный центр через случайные интервалы времени поступают по два задания в среднем через каждые T с. Обработка заданий первым процессором производится для двух заданий одновременно и занимает около t1 с. Если в момент прихода заданий предыдущая партия не была обработана, поступившие задания не принимаются. Задания, получившие отказ и задания, обработанные первым процессором, поступают в промежуточный накопитель. Из накопителя задания, обработанные первым процессором, поступают попарно на обработку вторым процессором, которая выполняется в среднем за t2 с, а не прошедшие обработку первым процессором поступают на полную обработку вторым процессором, которая занимает t3 с для одного задания. Все величины, заданные средними значениями, распределены экспоненциально. Смоделировать работу вычислительного центра в течение N мин. Определить параметры и ввести в систему накопитель, обеспечивающий безотказное обслуживание поступающих заданий.

Задание 24. Система обработки информации содержит мультиплексный канал и три ЭВМ. Сигналы от датчиков поступают на вход канала через интервалы времени N1 ± M1 мкс. В канале они буферируются и предварительно обрабатываются в течение N2 ± M2 мкс. Затем они поступают на обработку в ту ЭВМ, где имеется наименьшая по длине входная очередь. Емкости входных накопителей во всех ЭВМ рассчитаны на хранение величин n сигналов. В случае переполнения накопителя сигналы считаются потерянными. Время обработки сигнала в любой ЭВМ равно T мкс.

Смоделировать процесс обработки m сигналов, поступающих с датчиков. Определить средние времена задержки сигналов в канале и ЭВМ и вероятности переполнения входных накопителей.

Задание 25. Распределенный банк данных организован на базе трех удаленных друг от друга вычислительных центров А, В и С. Все центры связаны между собой каналами передачи данных, работающими в дуплексном режиме независимо друг от друга. В каждый из центров с интервалом времени N ± M мин поступают заявки на проведение информационного поиска.

Если ЭВМ центра, получившего заявку от пользователя, свободна, в течение N1 ± M1 мин производится ее предварительная обработка, в результате которой формируются запросы для центров А, В и С. В центре, получившем заявку от пользователя, начинается поиск информации по запросу, а на другие центры по соответствующим каналам передаются за T1 мин тексты запросов, после чего там также может начаться поиск информации, который продолжается: в центре А -- N2 ±M2 мин, в центре В -- N3 ± M3 мин, в центре С -- N4 ± M4 мин. Тексты ответов передаются за T2 мин по соответствующим каналам в центр, получивший заявку на поиск. Заявка считается выполненной, если получены ответы от всех трех центров. Каналы при своей работе не используют ресурсы ЭВМ центров.

Смоделировать процесс функционирования распределенного банка данных при условии, что всего обслуживается n заявок. Подсчитать число заявок, поступивших и обслуженных в каждом центре. Определить коэффициенты загрузки ЭВМ центров.

Варианты исходных данных к заданиям приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Исходные данные

Варианты	Номер задания	Исходные данные
00	1	N1 = 20; M1 = 5; N2 = 15; M2 = 10; N3 = 15; M3 = 10; N4 = 6; M4 = 3; T = 1
01	2	N1 = 10; M1 = 5; L= 10; N2 = 18; M2 = 7; N3 = 20; M3 = 5; N4 = 25; M4 = 3; N5 = 15; M5 = 5; R = 500
02	3	N1 = 7; M1 = 3; N2 = 200; M2 = 35; n = 2; N3 = 5; M3 = 1; N4 = 10; M4 = 2; T = 30
03	4	N1 = 10; M1 = 1; n = 5; N2 = 15; M2 = 7; Y = 10; N3 = 3; M3 = 1; N4 = 16; M4 = 6; m = 2; T = 8
04	5	N1 = 5; M1 = 2; N2 = 5; M2 = 1; N3 = 2.5; M3 = 0.5; N4 = 1.6; M4 = 0.6; T = 2
05	6	N1 = 20; M1 = 5; N2 = 20; M2 = 10; N3 = 30; M3 = 15; N4 = 20; M4 = 5; N5 = 21; M5 = 3; N6 = 28; M6 = 5; N = 6
06	7	tср = 12; tпред = 8; t1 = 3; t2 = 5; Т = 3; N = 0,5
07	8	tcp = 6; t1 = 5; t2 = 7; N1 = 0.75 %; N2 = 0.19 %; Y = 150
08	9	tср = 30; T1 = 30; T2 = 25; T3 =100; N = 15
09	10	T1 = 12; T2 =16; M1 = 5; M2 = 7; Q = 11; T = 33; X = 350
10	11	T1 = 15; T2 =15; M1 = 7; M2 = 9; T = 10; Tобр = 7
11	12	QОП = 100; T1 = 75; T2 =120; M1 = 25; M2 = 20; T3 =10; M3 = 5; N = 125
12	13	N1=5 ; M1=3 ; N2=12; M2=8; n=500
13	14	N1=16; M1=14; T1=50; N2=7; M2=5; T2=2; N3=6; M3=2; N4=15; M4=13
14	15	N1=20; M1=15; N2=7; M2=4; n=300
15	16	N1=25; M1=13; N2=10; M2=8; N3=2; M3=1; L=30; T=40
16	17	N1=55; L1=20; N2=15; L2=20 N3=30; L3=13; N4=7; N5=4
17	18	N1=10; M1=9; N2=16; M2=7; N3=21; M3=10; N4=12; M4=8; T=3
18	19	N1=27; M1=17; L1=2; N2=15; M2=13; L2=5; N3=11; M3=9; L3=4; N4=12; M4=10; T=5
19	20	N = 15 ; M = 4 ; N1 = 7; M1 = 2; N2 = 8; M2 = 1.5; N3 = 9.5; M3 = 2.5; T = 1.5
20	21	Tср = 3.5; T1 = 2; T2 = 1.5; T3 = 2.5; N = 5; T = 1.5
21	22	T = 4; t1 = 2.5; N1 = 1.5; t2 = 2; N2 = 3; n = 150
22	23	T = 4; t1 = 5; t2 = 4.5 ; t3 = 5.5 ; N = 5
23	24	N1 = 25; M1 = 5; N2 = 15; M2 = 4; n= 4; T = 12; m = 200
24	25	N = 5; M = 2; N1 = 3; M1 = 0.5; T1 = 1; N2 = 2; M2 = 1; N3 = 2.5; M3 = 1.5; N4 = 3.5; M4 = 1.3; T2 = 1.5; n = 100
25	1	N1 = 17; M1 = 3; N2 = 15; M2 = 7; N3 = 13; M3 = 2; N4 = 8; M4 = 3; T = 2
26	2	N1 = 15; M1 = 4; L= 7; N2 = 15; M2 = 4; N3 = 15; M3 = 3; N4 = 20; M4 = 6; N5 = 10; M5 = 2; R = 600
27	3	N1 = 10; M1 = 3; N2 = 300; M2 = 30; n = 4; N3 = 7; M3 = 2; N4 = 10; M4 = 2; T = 60
28	4	N1 = 15; M1 = 2; n = 7; N2 = 13; M2 = 7; Y = 14; N3 = 7; M3 = 2; N4 = 20; M4 = 6; m = 3; T = 10
29	5	N1 = 7; M1 = 1; N2 = 6; M2 = 2; N3 = 3.5; M3 = 1.5; N4 = 2.6; M4 = 0.7; T = 3
30	6	N1 = 21; M1 = 4; N2 = 15; M2 = 8; N3 = 25; M3 = 5; N4 = 22; M4 = 7; N5 = 28; M5 = 5; N6 = 30; M6 = 6; N = 7
31	7	tср = 24; tпред = 12; t1 = 5; t2 = 8; Т = 4; N = 1
32	8	tcp = 5; t1 = 6; t2 = 5; N1 = 2 %; N2 = 1 %; Y = 300
33	9	tср = 35; T1 = 35; T2 = 34; T3 =80; N = 20
34	10	T1 = 15; T2 =20; M1 = 7; M2 = 9; Q = 10; T = 30; X = 400
35	11	T1 = 20; T2 =25; M1 = 8; M2 = 7; T = 120; Tобр = 10
36	12	QОП = 650; T1 = 100; T2 =130; M1 = 35; M2 = 10; T3 =20; M3 = 7; N = 200
37	13	N1=20 ; M1=5 ; N2=4; M2=2; n=100
38	14	N1=30; M1=5; T1=2; N2=20; M2=5; T2=3; N3=10; M3=2; N4=20; M4=7
39	15	N1=25; M1=10; N2=9; M2=5; n=200
40	16	N1=30; M1=10; N2=20; M2=6; N3=3; M3=1; L=40; T=2
41	17	N1=60; L1=10; N2=20; L2=10 N3=25; L3=10; N4=9; N5=3
42	18	N1=12; M1=7; N2=20; M2=5; N3=24; M3=7; N4=15; M4=4; T=2
43	19	N1=27; M1=17; L1=2; N2=15; M2=13; L2=5; N3=11; M3=9; L3=4; N4=12; M4=10; T=5
44	20	N = 13 ; M = 7 ; N1 = 10; M1 = 3; N2 = 10; M2 = 1.5; N3 = 10; M3 = 2; T = 3
45	21	Tср = 4; T1 = 1; T2 = 2; T3 = 5; N = 6; T = 2
46	22	T = 5; t1 = 2; N1 = 2; t2 = 4; N2 = 2; n = 200
47	23	T = 6; t1 = 5; t2 = 4 ; t3 = 7 ; N = 5
48	24	N1 = 30; M1 = 5; N2 = 20; M2 = 5; n= 7; T = 15; m = 300
49	25	N = 7; M = 2; N1 = 4; M1 = 1; T1 = 2; N2 = 3; M2 = 1; N3 = 3; M3 = 2; N4 = 4.5; M4 = 1.3; T2 = 1.5; n = 400
50	1	N1 = 25; M1 = 7; N2 = 17; M2 = 7; N3 = 10; M3 = 12; N4 = 7; M4 = 2; T = 2
51	2	N1 = 11; M1 = 3; L= 10; N2 = 18; M2 = 7; N3 = 20; M3 = 5; N4 = 25; M4 = 3; N5 = 17; M5 = 5; R = 1000
52	3	N1 = 10; M1 = 3; N2 = 300; M2 = 60; n = 1; N3 = 12; M3 = 5; N4 = 12; M4 = 2; T = 30
53	4	N1 = 11; M1 = 3; n = 5; N2 = 15; M2 = 7; Y = 10; N3 = 3; M3 = 1; N4 = 16; M4 = 6; m = 2; T = 8
54	5	N1 = 7; M1 = 2; N2 = 5; M2 = 1; N3 = 2.5; M3 = 0.5; N4 = 1.6; M4 = 0.6; T = 2
55	6	N1 = 25; M1 = 5; N2 = 20; M2 = 10; N3 = 30; M3 = 15; N4 = 20; M4 = 5; N5 = 21; M5 = 3; N6 = 28; M6 = 5; N = 6
56	7	tср = 14; tпред = 8; t1 = 3; t2 = 5; Т = 3; N = 0,5
57	8	tcp = 9; t1 = 5; t2 = 7; N1 = 0.75 %; N2 = 0.19 %; Y = 150
58	9	tср = 35; T1 = 30; T2 = 20; T3 =100; N = 15
59	10	T1 = 15; T2 =16; M1 = 6; M2 = 7; Q = 11; T = 33; X = 350
60	11	T1 = 20; T2 =19; M1 = 8; M2 = 9; T = 10; Tобр = 7
61	12	QОП = 100; T1 = 75; T2 =120; M1 = 25; M2 = 20; T3 =10; M3 = 5; N = 125
62	13	N1=9 ; M1=4 ; N2=12; M2=8; n=500
63	14	N1=19; M1=14; T1=50; N2=7; M2=5; T2=2; N3=6; M3=2; N4=17; M4=13
64	15	N1=26; M1=17; N2=9; M2=4; n=400
Варианты	Номер задания	Исходные данные
65	16	N1=25; M1=13; N2=10; M2=8; N3=2; M3=1; L=30; T=40
66	17	N1=55; L1=20; N2=15; L2=20 N3=30; L3=13; N4=7; N5=4
67	18	N1=10; M1=9; N2=16; M2=7; N3=25; M3=10; N4=12; M4=8; T=3
68	19	N1=27; M1=17; L1=2; N2=15; M2=8; L2=5; N3=11; M3=7; L3=4; N4=12; M4=10; T=5
69	20	N = 15 ; M = 4 ; N1 = 7; M1 = 2; N2 = 8; M2 = 1.5; N3 = 9.5; M3 = 2.5; T = 1.5
70	21	Tср = 5.5; T1 = 3; T2 = 3.5; T3 = 2.5; N = 5; T = 1.5
71	22	T = 9; t1 = 2.5; N1 = 1.5; t2 = 2; N2 = 3; n = 150
72	23	T = 7; t1 = 7; t2 = 4.5 ; t3 = 5.5 ; N = 5
73	24	N1 = 28; M1 = 5; N2 = 15; M2 = 4; n= 4; T = 12; m = 200
74	25	N = 5; M = 2; N1 = 3; M1 = 0.5; T1 = 1; N2 = 2; M2 = 1; N3 = 2.5; M3 = 1.5; N4 = 3.5; M4 = 1.3; T2 = 1.5; n = 100
75	1	N1 = 17; M1 = 3; N2 = 15; M2 = 7; N3 = 13; M3 = 2; N4 = 8; M4 = 3; T = 2
76	2	N1 = 15; M1 = 4; L= 7; N2 = 15; M2 = 4; N3 = 15; M3 = 3; N4 = 20; M4 = 6; N5 = 10; M5 = 2; R = 600
77	3	N1 = 10; M1 = 3; N2 = 300; M2 = 30; n = 4; N3 = 7; M3 = 2; N4 = 10; M4 = 2; T = 60
78	4	N1 = 15; M1 = 2; n = 7; N2 = 13; M2 = 7; Y = 14; N3 = 7; M3 = 2; N4 = 20; M4 = 6; m = 3; T = 10
79	5	N1 = 7; M1 = 1; N2 = 6; M2 = 2; N3 = 3.5; M3 = 1.5; N4 = 2.6; M4 = 0.7; T = 3
80	6	N1 = 21; M1 = 4; N2 = 15; M2 = 8; N3 = 25; M3 = 5; N4 = 22; M4 = 7; N5 = 28; M5 = 5; N6 = 30; M6 = 6; N = 7
81	7	tср = 24; tпред = 12; t1 = 5; t2 = 8; Т = 4; N = 1
82	8	tcp = 5; t1 = 6; t2 = 5; N1 = 2 %; N2 = 1 %; Y = 300
83	9	tср = 35; T1 = 35; T2 = 34; T3 =80; N = 20
84	10	T1 = 15; T2 =20; M1 = 7; M2 = 9; Q = 10; T = 30; X = 400
85	11	T1 = 20; T2 =25; M1 = 8; M2 = 7; T = 120; Tобр = 10
86	12	QОП = 650; T1 = 100; T2 =130; M1 = 35; M2 = 10; T3 =20; M3 = 7; N = 200
87	13	N1=20 ; M1=5 ; N2=4; M2=2; n=100
88	14	N1=19; M1=14; T1=50; N2=7; M2=5; T2=2; N3=6; M3=2; N4=17; M4=13
89	15	N1=26; M1=17; N2=9; M2=4; n=400
90	16	N1=25; M1=13; N2=10; M2=8; N3=2; M3=1; L=30; T=40
91	17	N1=55; L1=20; N2=15; L2=20 N3=30; L3=13; N4=7; N5=4
92	18	N1=10; M1=9; N2=16; M2=7; N3=25; M3=10; N4=12; M4=8; T=3
93	19	N1=27; M1=17; L1=2; N2=15; M2=8; L2=5; N3=11; M3=7; L3=4; N4=12; M4=10; T=5
94	20	N = 15 ; M = 4 ; N1 = 7; M1 = 2; N2 = 8; M2 = 1.5; N3 = 9.5; M3 = 2.5; T = 1.5
95	21	Tср = 5.5; T1 = 3; T2 = 3.5; T3 = 2.5; N = 5; T = 1.5
96	22	T = 9; t1 = 2.5; N1 = 1.5; t2 = 2; N2 = 3; n = 150
97	23	T = 7; t1 = 7; t2 = 4.5 ; t3 = 5.5 ; N = 5
98	24	N1 = 28; M1 = 5; N2 = 15; M2 = 4; n= 4; T = 12; m = 200
99	25	N = 5; M = 2; N1 = 3; M1 = 0.5; T1 = 1; N2 = 2; M2 = 1; N3 = 2.5; M3 = 1.5; N4 = 3.5; M4 = 1.3; T2 = 1.5; n = 100

3. Ход выполнения работы

3.1 Построение структурной схемы системы

Рассмотрим ход выполнения курсовой работы на примере следующей системы.

В коммутационную систему А поступают сообщения в среднем через 9 мс. Передача сообщений из системы А производится по одному из двух каналов А1 и А2 в систему В: А1 канал передаёт сообщение в среднем 10 мс и имеет до 1% сообщений переданных с ошибкой, А2 - соответственно 8 мс и 2% ошибок.

Все ошибочные сообщения возвращаются на повторную передачу по второму каналу. Сообщения, переданные с ошибками три раза, считаются потерянными. Все интервалы времени распределены по экспоненциальному закону.

Смоделировать передачу 100000 сообщений. Определить загрузку каналов и вероятность появления потерь.

Построение модели следует начать с построения структурной схемы. Это в дальнейшем поможет построить блок-схему алгоритма функционирования системы.

Рассмотрим предложенную систему с точки зрения СМО. В систему поступают сообщения из одного источника, обслуживание каждой заявки производится любым из свободных каналов. Также отметим, что сообщения, переданные с ошибкой передаются повторно по первому каналу, т.к. он работает немного надежнее. Чтобы оценить возможность задержки требований из-за занятости обоих каналов предусмотрим буфер, емкость которого ограничивать не будем. Исходя из проведенного анализа и сделанных допущений можно построить структурную схему распределенного банка данных, изображенную на рисунке 1.

Рисунок 1 - Структурная схема системы

На структурной схеме прямоугольниками обозначены каналы передачи сообщений - А1, А2; И - источник сообщений, поступающих в пункт А. Стрелочками указаны направления движения информационных запросов.

3.2 Блок-схема алгоритма функционирования системы

На рисунке 2 показана блок-схема работы системы. Алгоритм работы системы строится "на языке транзакта", т.е. рассматривается процесс прохождения всего процесса обслуживания с точки зрения одного сообщения от момента его появления в системе до его удаления. В зависимости от того, в какой момент времени появилось сообщение, и в каком состоянии находилась в тот момент система, сообщение передвигается по той или другой ветке алгоритма.

Появившееся в системе сообщение считается не имеющим ошибок (блок 2) и в параметр Р1 записывается 0. Если после передачи в сообщении обнаруживается ошибка, то этот параметр увеличивается на единицу, а сообщение передается заново по каналу А1 (блоки 14 или 23). Когда параметр становится равным 3, сообщение считается потерянным (блоки 12 и 13, или 21 и 22).

После того, как блок-схема модели построена, необходимо составить блок-диаграмму.

3.3 Блок-диаграмма GPSS-модели

Блок-диаграмма GPSS-модели приведена на рисунке 3. По своей конфигурации блок-диаграмма очень похожа на блок-схему алгоритма работы системы, но в ней все блоки заменены блоками языка GPSS, которые заменяют соответствующие процессы в имитационной модели.

3.4 Текст имитационной программы на GPSS World

Текст программы приведен на рисунке 4. Далее в курсовой работе необходимо описать все блоки языка GPSS World, которые были использованы в данной программе.

GENERATE (Exponential(2,0,9)) - блок имитирующий поступление сообщений в систему с экспоненциальным законом распределения времени между соседними сообщениями, со средним значением - 9 мс.

ASSIGN 1,0 - присвоение первому параметру активного транзакта значения 0. Первый параметр используется в модели для маркировки сообщения, чтобы можно было узнать сколько раз это сообщение было передано с ошибкой. В момент появления сообщение ошибок не содержит.

met0 QUEUE Och_can - блок, служащий для сбора статистики о задержках сообщений в момент ресурсного конфликта (занятости обоих передающих каналов).

GATE NU can_a1,met3 - проверяет свободен ли первый канал. Если канал can_a1 занят, сообщение передается к блоку обозначенному меткой met3, а, если он свободен, то к следующему блоку: SEIZE can_a1. Этот блок служит для указания системе, что канал can_a1 занят, т.к. поступившее сообщение его заняло.

DEPART Och_can - активное сообщение удаляется из буфера, тем самым текущая длина очереди уменьшается на единицу и фиксируется время ожидания сообщения в буфере.

ADVANCE (Exponential(2,0,10)) - блок, задерживающий транзакт на случайное экспоненциально распределенное время со средним значением 10 мс. Имитирует в системе процесс передачи сообщения каналом can_a1. После завершения передачи сообщение переходит в блок RELEASE   can_a1 - освобождение канала, информация системе, что канал может передавать следующее сообщение.

TRANSFER 0.01,,met1 - блок делит поток сообщений, переданных по каналу can_a1, на переданные с ошибкой и безошибочные: с вероятностью 0.01 сообщение передано с ошибкой и передается к метке met1 (ставится в очередь на повторную передачу по каналу can_a1), а с вероятностью 0,99 сообщение удаляется из системы блоком TERMINATE 1. Этот блок не только удаляет из системы переданное сообщение, но и уменьшает счетчик завершений на единицу. Начальное значение счетчика завершений задается в команде START и равно 100000.

Рисунок 2 - Блок-схема алгоритма работы системы

Рисунок 3 - Блок-диаграмма модели



Рисунок 4 - Текст программы на GPSS World

Когда счетчик завершений станет равным нулю, система закончит наблюдение за моделью и сформирует стандартный отчет GPSS World о работе модели за время, которое понадобилось, чтобы передать 100000 сообщений.

Блок: met1 TEST E P1,3,met2 - сравнивает две величины: значение первого параметра транзакта и тройку - максимальное число передач с ошибкой. Если Р1=3, то сообщение удаляется из системы, тем самым имитируются потери заявок из-за некачественной связи. В противном случае сообщение направляется к метке met2.

met2 ASSIGN 1+,1 - блок, который увеличивает значение первого параметра транзакта на единицу (имитация счетчика количества ошибок на одно сообщение).

Остальные блоки программы имитируют передачу сообщения по второму каналу can_a2, назначение блоков аналогично описанному выше.

Следующий этап работы над курсовой работой - анализ стандартного отчета GPSS. Выводы, сделанные на основе этого анализа

DEPART Och_can - активное сообщение удаляется из буфера, тем самым текущая длина очереди уменьшается на единицу и фиксируется время ожидания сообщения в буфере.

ADVANCE (Exponential(2,0,10)) - блок, задерживающий транзакт на случайное экспоненциально распределенное время со средним значением 10 мс. Имитирует в системе процесс передачи сообщения каналом can_a1. После завершения передачи сообщение переходит в блок RELEASE   can_a1 - освобождение канала, информация системе, что канал может передавать следующее сообщение.

TRANSFER 0.01,,met1 - блок делит поток сообщений, переданных по каналу can_a1, на переданные с ошибкой и безошибочные: с вероятностью 0.01 сообщение передано с ошибкой и передается к метке met1 (ставится в очередь на повторную передачу по каналу can_a1), а с вероятностью 0,99 сообщение удаляется из системы блоком TERMINATE 1. Этот блок не только удаляет из системы переданное сообщение, но и уменьшает счетчик завершений на единицу. Начальное значение счетчика завершений задается в команде START и равно 100000. Когда счетчик завершений станет равным нулю, система закончит наблюдение за моделью и сформирует стандартный отчет GPSS World о работе модели за время, которое понадобилось, чтобы передать 100000 сообщений.

Блок: met1 TEST E P1,3,met2 - сравнивает две величины: значение первого параметра транзакта и тройку - максимальное число передач с ошибкой. Если Р1=3, то сообщение удаляется из системы, тем самым имитируются потери заявок из-за некачественной связи. В противном случае сообщение направляется к метке met2.

met2 ASSIGN 1+,1 - блок, который увеличивает значение первого параметра транзакта на единицу (имитация счетчика количества ошибок на одно сообщение).

Остальные блоки программы имитируют передачу сообщения по второму каналу can_a2, назначение блоков аналогично описанному выше.

Следующий этап работы над курсовой работой - анализ стандартного отчета GPSS. Выводы, сделанные на основе этого анализа

3.5 Анализ стандартного отчета GPSS

моделирование система сообщение коммутационный

Результат работы модели приведен на рисунке 5. Проанализируем его и сделаем выводы о работе модели.

Модель отработала 902,5 секунд. За это время поступило 100001 сообщение, из которых на момент завершения работы модели 47161 было передано по первому каналу, 52839 - по второму. На первом канале зафиксировано 513 ошибок, на втором - 1089. За все время работы первый канал был использован 53% времени, а второй - 47,8%.

Рисунок 5 - Стандартный отчет GPSS

При проектировании системы необходимо предусмотреть буфер, в котором могло бы храниться не менее 19 сообщений, т.к. максимальная длина очереди равна 19. На момент завершения работы системы очередь пуста. Вероятность задержки сообщения в буфере равна:



30452 сообщений были задержаны вследствие занятости передающих устройств, среднее время ожидания - 19,014 мс. Потерь по причине троекратной передачи с ошибкой в системе не было.

Можно ли улучшить показатели работы системы? Ответ на этот вопрос могут дать эксперименты с моделью.

3.6 Эксперименты с моделью

Анализ работы модели показал, что максимальная длина буфера сообщений равна 19. Поставим перед собой задачу уменьшить время ожидания в очереди.

Для решения этой задачи изменим принцип выбора канала передачи данных. В существующей модели выбор канала передачи сообщений осуществляется следующим образом: если первый канал свободен, то передача осуществляется по нему, а если он занят, то сообщение передается по второму каналу. В случае занятости второго канала сообщение дожидается его освобождения и передается по нему как только он освободится.

Перестроим модель таким образом, чтобы сообщение отправлялось по тому каналу, который первым освободится. Текст программы приведен на рисунке 6.

Рассмотрим как изменилась работа модели. Стандартный отчет GPSS приведен на рисунке 7.

Из этого отчета видно, что максимальная длина очереди существенно не уменьшилась: была - 19, а стала - 16 сообщений. Зато среднее время ожидания уменьшилось с 19 до 9.2 мс.

Таким образом, мы улучшили работу системы, существенно сократив потери по времени.

Проведем еще один эксперимент. Известно, что сбор статистики о работе системы стоит вести только после того как система начала работать в установившемся режиме, т.к. в момент включения система работает не стабильно. Заставим модель работать значительно дольше. Пусть система работает до тех пор пока не передаст 1000000 сообщений. Цель этого эксперимента - убедиться, что очередь не будет в дальнейшем расти неограниченно. Фрагмент стандартного отчета приведен на рисунке 8.

Из отчета видно, что на передачу такого количества сообщений система затратила 2,5 часа, при этом максимальная длина очереди не изменилась, а среднее время ожидания в очереди изменилось незначительно.

Таким образом, можно считать, что цель моделирования достигнута, построена оптимальная модель системы.

Рисунок 6 - Текст программы модифицированной модели

3.7 Заключение курсовой работы

В заключении к курсовой работе необходимо сделать резюме проделанной работы. Например:

В ходе выполнения курсовой работы была построена модель предложенной системы, которая обладала следующими недостатками:

модель требовала буфера большого объема;

имела высокую вероятность потерь по времени;

большое время ожидания в буфере.

Была произведена модификация модели, которая позволила уменьшить эти недостатки: максимальная длина очереди стала короче, а среднее время ожидания сократилось больше чем в два раза. Также проведен эксперимент, позволяющий убедиться в том, что работа системы стабильна, ее характеристики не изменяются при более длительном наблюдении за системой.

Рисунок 7 - Отчет о работе модифицированной модели

Рисунок 8 - Фрагмент отчета о длительной работе системы

Перечень рекомендуемой литературы

Советов, Б. Моделирование систем [Текст] : учебник / Б.Я. Советов, С.А. Яковлев. - 3-е изд., перераб. и доп. - М. : Высш. шк., 2001. - 344 с. : ил.

Советов, Б. Я.Моделирование систем. Практикум [Текст] : учеб. пособие / Б.Я. Советов, С.А. Яковлев. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Высш. шк., 2003. - 295 с. : ил.

Кудрявцев, Е. М. GPSS World. Основы имитационного моделирования различных систем [Текст] : научное издание / Е. М. Кудрявцев. - М. : ДМК Пресс, 2004. - 317 с. : ил.

Боев, В. Моделирование систем. Инструментальные средства GPSS World. [Текст] : учеб. пособие / В.Д. Боев - СПб.:Петербург, 2004. - 386 с.: ил.

Томашевский, B. Имитационное моделирование средствами системы GPSS/PC. [Текст] : учеб. пособие. / В.Н. Томашевский, Е.Г. Жданова - K.: I3MH, НТТУ КПИ, 2003.-123c.

Шрайбер Т.Дж. Моделирование на GPSS. - M.: Машиностроение, 1980.-593c.

Шеннон, Р. Ю. Имитационное моделирование систем - искусство и наука. [Текст] / Р.Ю. Шеннон. - М. : Мир, 1978. - 418 с.

????????? ?? http://www.allbest.ru

...