|
Кафедра «Информационные системы»
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ВЫПОЛНЕНИЮ практических занятий ПО дисциплине «Моделирование систем»
Специальность - 230201 «Информационные системы и технологии»
Орел, 2011
Содержание
Практическое занятие № 1. Изучение общецелевой системы имитационного моделирования GPSS. 3
1. Общая характеристика GPSS. 3
2 Типы операторов GPSS. 5
3. Блоки, связанные с транзактами. 6
4 Блоки, связанные с устройствами. 7
5 Блоки, связанные с очередями. 8
6 Блоки, связанные с многоканальными устройствами. 9
7 Задания. 10
Практическое занятие № 2. Использование распределений вероятностей в GPSS 12
1. Использование функций в блоках GENERATE и ADVANCE. 12
2 Стандартные вероятностные функции распределения в GPSS World. 13
2.1 Моделирование пуассоновского потока. 14
2.2 Моделирование нормального закона распределения. 15
2.3 Моделирование вероятностных функций распределения в GPSS World. 15
2.4 Логарифмически нормальное распределение. 16
2.4 Гамма-распределение. 18
2.6 Распределение Вейбулла. 19
3 Графическое отображение результатов моделирования в GPSS World. 20
4 Использование таблиц в GPSS. 21
4.1 Оператор TABLE. 21
4.2 Блок TABULATE. 21
4.3 QTABLE – режим. 22
5 Задания. 22
Практическое занятие № 3. Применение логических переключателей в GPSS 25
1 Логические переключатели. 25
2 Блок GATE. 26
3 Блок LOOP (организовать цикл) 27
4 Блок TEST. 27
6 Выбор элементов по их состояниям. 27
6.1 Блок SELECT. 27
6.2 Блок SELECT в режимах MIN и MAX.. 28
7 Арифметические переменные и сохраняемые величины.. 28
7 Задания. 30
Практическое занятие № 4. Обработка семейств транзактов в GPSS. 33
1 Расщепление транзактов. Блок SPLIT. 33
2 Блок ASSEMBLE. 34
3 Блок GATHER.. 35
4 Блок MATCH (СОГЛАСОВАТЬ) 35
5. Задание. 36
Рекомендуемая литература. 42
1 Основная литература. 42
2 Дополнительная литература. 43
3 Методическая литература. 43
Практическое занятие № 1. Изучение общецелевой системы имитационного моделирования GPSS
1. Цель занятия
1.1. Изучить методику составления программ моделирования с помощью системы GPSS.
1.2. Составить программу по заданию, выданному преподавателем.
1.3.Выполнить расчеты и проанализировать полученные результаты.
2. Порядок выполнения работы
2.1. Ознакомиться с описанием системы GPSS.
2.2. Изучить основные блоки GPSS.
2.3. Получить исходные данные у преподавателя и составить программу.
2.4. Выполнить расчет.
2.5. Проанализировать статистику и оформить отчет с результатами расчета.
3. Содержание отчета
3.1. Ответы на контрольные вопросы.
3.2. Исходные данные.
3.3. Результаты счета с анализом полученных данных.
3.4. Выводы.
4. Контрольные вопросы
4.1. Общая характеристика GPSS.
4.2. Формат блока GPSS.
4.3. Основные блоки GPSS.
4.4. Статистика, собираемая в процессе моделирования.
1. Общая характеристика GPSS
GPSS (General Purpose Simulating System) является языком декларативного типа, основными элементами которого являются транзакты (динамические объекты) и блоки (статические объекты). Модели систем на GPSS могут быть записаны в виде блок-схем или программ, эквивалентных блок-схемам.
Транзакты (заявки) – это некоторые объекты, которые вызывают ряд действий в имитационной модели. Заявки появляются из внешней среды и являются ее основным атрибутом.
Блоки в языке GPSS – это подпрограммы, написанные на макроассемблере или на языке Си, содержащие набор параметров (операндов). Основой механизма передачи управления в GPSS являются цепи текущих и будущих событий, которые позволяют воспроизводить динамику функционирования реальных объектов. Передача управления от блока к блоку осуществляется при движении транзактов. Вход транзакта в блок инициирует выполнение соответствующих подпрограмм.
Каждый блок характеризуется глаголом, отражающим основное назначение блока. Блоки содержать различные операнды, которые задают информацию, характеризующую этот блок.
Транзакт в программе представляет собой некоторую структуру данных, которая содержит следующие поля:
· имя (номер) транзакта;
· время появления транзакта;
· текущее модельное время;
· номер блока, в котором находится транзакт;
· номер блока, в который он продвигается;
· момент времени начала продвижения;
· приоритет транзакта;
· параметры транзакта P1, P2, …
В начале моделирования в GPSS-модели не существует ни одного транзакта. В процессе моделирования транзакты вводятся в модель в соответствии с логикой функционирования моделируемой системы, причем каждому транзакту присваивается номер. Параметры транзакта характеризуют те или иные свойства моделируемого объекта (по желанию разработчика). По окончании движения транзакта по блокам модели его необходимо уничтожить, чтобы избежать переполнения памяти. В модели присутствует множество транзактов. Если необходимо отразить в модели одновременное движение нескольких транзактов, то это осуществляется в квазипараллельном режиме.
При попадании в модель транзакт движется от блока к блоку в соответствии с предписанным ему процессом (логикой работы модели). В тот момент, когда транзакт входит в блок, вызывается соответствующая этому блоку подпрограмма, и выполняются её действия. Далее транзакт пытается войти в следующий блок. Продвижение транзакта продолжается до тех пор, пока не возникнет одна из следующих ситуаций:
1. Транзакт входит в блок, функцией которого является задержка транзакта на некоторое определенное моделью время.
2. Транзакт входит в блок, функцией которого является удаление транзакта из модели.
3. Транзакт пытается войти в следующий блок в соответствии с предписанной блок-схемой, однако блок «отказывается» принять данный транзакт. В этом случае транзакт остается в текущем блоке и в дальнейшем, при изменении условий моделирования, попытка пройти в следующий блок будет повторена. Если она окажется успешной, транзакт продолжит свое движение в модели.
Если возникнет одна из перечисленных ситуаций, то данный транзакт остается на месте, и начинают двигаться другие транзакты.
Для описания обслуживающих устройств в GPSS используются объекты прибор и многоканальное устройство (МКУ). Прибор (одноканальное устройство) в любой момент времени может быть занят обслуживанием только одного транзакта. Многоканальные устройства используются для параллельной обработки нескольких транзактов. Для каждого обслуживающего устройства может быть задан ключ, имеющий два положения «Включено» или «Выключено» и определяющий доступность прибора для обслуживания. Состояние ключа устанавливается транзактом.
Если в модели появляется требование на недоступное (занятое) обслуживающее устройство, то задержанные транзакты помещаются в очередь. Пользователь может явно задавать очереди, для которых необходимо собирать статистику пребывания транзактов. СЧА, хранящие эту информацию, доступны в процессе моделирования.
В GPSS автоматически поддерживается дисциплина обслуживания очереди FIFO («первым пришел – первым обслужен»). Если необходимо применить другую дисциплину, то используются цепи пользователей, которые также позволяют синхронизировать движение транзактов в модели.
Каждый объект в GPSS имеет стандартные числовые атрибуты (СЧА), которые характеризуют его свойства. Соответственно в языке существуют арифметические переменные, которые позволяют вычислять арифметические выражения, состоящие из операций над СЧА объектов. В выражениях могут быть использованы библиотечные или пользовательские функции. Функции в GPSS задаются табличным способом с помощью операторов описания функций и позволяют задавать непрерывную или дискретную функциональную зависимость между аргументом функции и её значением.
Пользовательская числовая информация может храниться в виде сохраняемых величин – ячеек и матриц. Записанную в этих величинах информацию может считывать любой транзакт. Таким образом, эти объекты являются глобальными и доступны из любой части модели.
Для сбора в процессе моделирования статистики о случайных величинах, заданных пользователем, используются таблицы. Таблица состоит из частотных классов, в которые заносится число попаданий случайной величины (возможно, некоторого СЧА). Для каждой таблица вычисляется математическое ожидание и среднеквадратическое отклонение.
2 Типы операторов GPSS
Операторы GPSS делятся на три вида:
1. Блоки.
2. Операторы описания данных.
3. Команды GPSS.
В GPSS для ссылки на числа, блоки и объекты используются имена (идентификаторы). Имя представляет собой алфавитно-цифровую последовательность длиной до 20 символов в GPSS/PC и до 250 символов в GPSS World, которая начинается с буквы. Допускается использование символов только латинского алфавита, цифр и знака подчеркивания.
Формат GPSS-блоков:
[Номер строки] [<Метка >] < Операция > < Операнды > <;Комментарии>
Номер строки. Обязательное поле для GPSS/PC (в GPSS World – игнорируется). Представляет собой десятичное число и начинается с первой позиции строки.
Метка (имя блока). Представляет собой имя – последовательность символов, начинающаяся с буквы. Чтобы избежать конфликтов с ключевыми словами, рекомендуется в именах использовать символ подчеркивания.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
