МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ
РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
Курсовая работа
Тема: «Моделирование на языке
GPSS
/
PC
-2»
Дисциплина: Моделирование систем
Группа: ВУВ 8-05
Выполнили: Ляпина Елена
Маслова Вера
Такиулина Анастасия
Преподаватель: Колесников Г.С.
Москва – 2009
Содержание
1. Введение
Моделирование – это метод исследования сложных систем, основанный на том, что рассматриваемая система заменяется на модель и проводится исследование модели с целью получения информации об изучаемой системе. Под моделью исследуемой системы понимается некоторая другая система, которая ведет себя с точки зрения целей исследования аналогично поведению системы. Обычно модель проще и доступнее для исследования, чем система, что позволяет упростить ее изучение. Среди различных видов моделирования, применяемых для изучения сложных систем, большая роль отводится имитационному моделированию.
Имитационное моделирование – это метод исследования, при котором изучаемая система заменяется моделью с достаточной точностью описывающей реальную систему и с ней проводятся эксперименты с целью получения информации об этой системе. Такую модель можно «проиграть» во времени как для одного испытания, так и заданного их множества. При этом результаты будут определяться случайным характером процессов. По этим данным можно получить достаточно устойчивую статистику.
Реализация имитационных моделей на ЭВМ происходит с помощью общецелевых или специализированных языков моделирования. К общецелевым
языкам моделирования относится язык GPSS.
GPSS (англ. General Purpose Simulation System – общецелевая система моделирования) – язык программирования, используемый для имитационного моделирования различных систем, ориентированный на исследование систем массового обслуживания (СМО).
Программа на языке GPSS состоит из блоков, которые имитируют различные параметры «устройств» в модели. Как ожидание, выполнение работы и другие. Блок начинает выполняться при попадании в него транзактов — активных, неделимых элементов модели. К транзактам применяются различные правила описанные в блоках программы.
2. Постановка задачи
Система содержит мультиплексный канал и три ЭВМ. Сигналы поступают на вход канала через 10+
3 мсек. В канале они накапливаются и предварительно обрабатываются в течении 9+
5 мсек. Затем они поступают на обработку в ту ЭВМ, где входная очередь – наименьшая по длине. Очереди к ЭВМ имеют наибольшую емкость 10 сигналов. Сигнал, заставший все очереди заполненными, уходят из системы необработанными. Время обработки сигналов на ЭВМ равно 30+
19 мсек.
Написать модель на языке GPSS/PC-2.
ОПРЕДЕЛИТЬ: Основные характеристики времени реакции системы.
Схематичное представление модели
Система обслуживания с несколькими приборами и очередями представляет собой систему обслуживания с несколькими каналами, перед которыми образуются отдельные очереди.
Блок-схема
3.
Модель программы на языке
GPSS
/
PC
-2
; GPSS/PC Program File ZADANIE.GPS. (V 2, # 40550) 12-15-2009 11:55:49
10 *************************************************************************
12 * *
14 * Barber Shop Simulation *
16 * *
18 *************************************************************************
20 GENERATE 10,3 ;Create next customer.
25 ADVANCE 9,5
27 SELECT MIN 1,1,3,,Q
29 TEST L Q1,10,OUT
29.1 TEST L Q2,10,OUT
29.2 TEST L Q3,10,OUT
30 QUEUE P1
40 SEIZE P1
50 DEPART P1
60 ADVANCE 30,19
70 RELEASE P1
75 OUT TERMINATE
80 TERMINATE 1
4.
Основные
сведения
о
блоках
,
используемых
для
создания
GPSS-
модели
.
4.1. Блок
GENERATE
GENERATE - это блок, через который транзакты входят в модель. В одной модели может быть несколько различных таких блоков.
GENERATE А,B,C,D,E
Операнды:
А – Средний интервал времени прибытия (среднее время между последовательными приходами транзактов в блоке GENERATE);
B – Половина поля допуска равномерно распределенного интервала. Понимамать как А+
В;
C – Смещение интервалов (момент времени, в который в блоке должен появиться первый транзакт);
D – Ограничитель (граничное значение общего числа транзактов, которые могут войти в модель через данный блок в течение времени моделирования. Когда это число достигнуто, данный блок GENERATE перестает быть активным);
E – Уровень приоритета (уровень или класс приоритета каждого из транзактов, входящих в модель через данный блок).
Операнды А и В в блоке являются основными (их наличие обязательно), операнды С, D и E - дополнительными. Все эти операнды не обязательно должны быть заданы явно. Но когда операнды заданы в виде констант, то они должны быть неотрицательными целыми числами.
Использование блока GENERATE в нашей программе:
20 GENERATE 10,3
Здесь заданы операнды А и В (10 и 3 соответственно). Такая запись означает, что интервал времени прибытия равен 5 плюс-минус 3.
4.2.
Блок
SELECT
Блок SELECT применяется для нахождения номера первого объекта (из опреде
SELECT lo A, B, C, D, E
где lo – логический оператор;
A – номер параметра входящего транзакта, в который помещается результат подсчета объектов;
B – номера первого объекта;
C – номер последнего объекта.
Если заданы также поля D и E, то логический оператор lo является оператором сравнения, т.е. имеет вид L, или LE, E, NE и т.д. В поле D тогда задается некоторая величина, а в поле E – СЧА объектов, сравниваемый с величиной поля E.
Логический оператор здесь может быть задан не только теми обозначениями, но также еще двумя: MIN и MAX.
27 SELECT MIN 1,1,3,,Q
Здесь будет найден номер самой короткой очереди из трех (с первой по третью) и записан в первый параметр транзакта.
4.3. Блок QUEUE
QUEUE – помещает транзакт в конец очереди.
QUEUE А,В
Операнды:
А - номер очереди (числовое или символьное имя очереди);
В - число добавляемых к очереди элементов (по умолчанию 1).
Увеличивает текущее содержимое очереди, указанной в поле А, на значение в поле В. Если поле В не определено, увеличивает содержимое очереди на единицу. Транзакт может находиться в двух различных очередях одновременно.
30 QUEUE P1
Это означает присоединить транзакт к очереди P1,увеличив ее длину на единицу.
P1 – номер очереди, в которую поступает сигнал, и номер ЭВМ, в которой этот сигнал обрабатывается.
4.5. Блок TEST
TEST - сравнивает два стандартных числовых атрибута.
TEST_r А,В,С
r - внутренний операнд, принимающий значения:
Е - равно; NE - не равно; L - меньше чем; LE - меньше чем или равно;
G - больше чем; GE - больше чем или равно;
А - стандартный числовой атрибут;
В - стандартный числовой атрибут;
С - номер альтернативного блока.
Значения стандартных числовых атрибутов, указанных в поле А и В, сравниваются отношением, определяемым операндом г. Если условие выполняется, транзакт вводится в блек. Если условие не выполняется и определено поле С, транзакт переходит в указанный блок, если же С не задано, транзакт задерживается в предыдущем блоке.
29 TEST L Q1,10,OUT
Если очередь 1 меньше 10, транзакт входит в блок TEST, в противном случае транзакт перейдет в блок с меткой OUT.
4.6. Блок DEPART
DEPART - удаляет транзакт из очереди.
DEPART А,В
А - номер (имя) очереди;
В - число удаляемых из очереди элементов.
Удаляет текущий транзакт из очереди, указанной в поле А, и уменьшает содержимое очереди на значение поля В. Транзакт может находиться одновременно в двух различных очередях.
50 DEPART P1
Текущий транзакт удаляется из очереди P1, а длина очереди уменьшается на единицу.
4.7. Блок SEIZE
Блок SEIZE обладает следующими свойствами:
1. Если прибор уже используют, транзакт не может войти в блок, и он должен ждать в очереди.
2. Если прибор не используют, транзакт может войти в блок. В результате произойдет изменение статуса прибора из "незанято" в "занято".
SEIZE А
Транзакт А - имя занимаемого прибора. Имя прибора может быть символическим или числовым.
40 SEIZE P1
4.8. Блок RELEASE
Блок RELEASE - освобождает устройство.
RELEASE А
Транзакт А - номер устройства (числовое или символьное имя освобождаемого устройства).
Устройство, указанное в поле А, освобождается и становится доступным для других транзактов. Освобождать устройство должен тот же транзакт, который его занимал.
70 RELEASE P1
4.9. Блок ADVANCE
ADVANCE - задерживает транзакт.
ADVANCE А,В
Транзакты:
А - среднее время задержки (константа, если В не задано);
В - разброс относительно среднего значения, должен быть меньше или равен А.
Блок ADVANCE моделирует временною задержку транзакта в течение определенного интервала. Значение задержки по умолчанию равно нулю. Если поле В не является FN$, т время задержки является случайным числом, распределенным равномерно на интервале от (А + В) до (А - В). Если поле В является функцией FN$, то время задержки определяете произведением поля А на значение функции в поле В. Функция может быть использована для задания времени задержки с определенным средним значением и отклонением, зависящим от А.
60 ADVANCE 30,19
Такая запись означает, что для каждого транзакта, входящего в этот блок, возможные значения интервалов времени находятся в пределах 11-49 включительно.
4.10. Блок TERMINATE
Транзакты удаляются из модели, попадая в блок TERMINATE. В модели может быть любое число этих блоков. Информация для этого блока задается с помощью единственного операнда А - он определяет величину, которая вычитается из специального счетчика, называемого счетчиком завершений, каждый раз, когда транзакт входит в блок TERMINATE. Если операнд А не задан, то по умолчанию подразумевается значение 0. В этом случае вход транзакта в такой блок не вызывает уменьшения содержания счетчика. При достижении счетчиком значения 0 (ноль) моделирование завершается.
75 OUT TERMINATE
Транзакт удален, но значение счетчика завершений не изменяется.
80 TERMINATE 1
Значение счетчика завершений уменьшается на 1.
5. Окно устройств
Окно устройств показывает графическое изображение одноканальных устройств GPSS в текущей модели.
На рисунках представлена работа модели в разный момент времени.
Построение графиков развития событий во времени
Построим график для первой и второй очереди. Зададим команды:
PLOT Q1 20 0 100000
PLOT Q2 20 0 100000