МЕНЮ


Фестивали и конкурсы
Семинары
Издания
О МОДНТ
Приглашения
Поздравляем

НАУЧНЫЕ РАБОТЫ


  • Инновационный менеджмент
  • Инвестиции
  • ИГП
  • Земельное право
  • Журналистика
  • Жилищное право
  • Радиоэлектроника
  • Психология
  • Программирование и комп-ры
  • Предпринимательство
  • Право
  • Политология
  • Полиграфия
  • Педагогика
  • Оккультизм и уфология
  • Начертательная геометрия
  • Бухучет управленчучет
  • Биология
  • Бизнес-план
  • Безопасность жизнедеятельности
  • Банковское дело
  • АХД экпред финансы предприятий
  • Аудит
  • Ветеринария
  • Валютные отношения
  • Бухгалтерский учет и аудит
  • Ботаника и сельское хозяйство
  • Биржевое дело
  • Банковское дело
  • Астрономия
  • Архитектура
  • Арбитражный процесс
  • Безопасность жизнедеятельности
  • Административное право
  • Авиация и космонавтика
  • Кулинария
  • Наука и техника
  • Криминология
  • Криминалистика
  • Косметология
  • Коммуникации и связь
  • Кибернетика
  • Исторические личности
  • Информатика
  • Инвестиции
  • по Зоология
  • Журналистика
  • Карта сайта
  • Моделирование на GPSS

    Моделирование на GPSS

    ОСНОВЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ НА GPSS/PC

    ОГЛАВЛЕНИЕ

    ВВЕДЕНИЕ .................................................... 1

    1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О GPSS/PC ................................. 2

    2. ОСНОВНЫЕ БЛОКИ GPSS/PC И СВЯЗАННЫЕ С НИМИ ОБЪЕКТЫ ........ 6

    2.1. Блоки, связанные с транзактами .................... 6

    2.2. Блоки, связанные с аппаратными объектами .......... 13

    2.3. Блоки для сбора статистических данных ............. 15

    2.4. Блоки, изменяющие маршруты транзактов ............. 18

    2.5. Блоки, работающие с памятью ....................... 21

    2.6. Блоки для работы со списками пользователя ......... 23

    3. УПРАВЛЯЮШИЕ ОПЕРАТОРЫ GPSS/PC ............................ 25

    4. НЕКОТОРЫЕ ПРИЕМЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ GPSS-МОДЕЛЕЙ ............ 42

    4.1. Косвенная адресация ............................... 42

    4.2. Обработка одновременных событий ................... 44

    5. КОМАНДЫ GPSS/PC И ТЕХНОЛОГИЯ РАБОТЫ С ПАКЕТОМ ............ 47

    5.1. Загрузка интегрированной среды .................... 47

    5.2. Ввод новой модели ................................. 47

    5.3. Редактирование текста модели ...................... 48

    5.4. Запись и считывание модели с диска ................ 49

    5.5. Прогон модели и наблюдение за моделированием ...... 49

    5.6. Получение и интерпретация стандартного отчета ..... 53

    СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ........................................... 58

    ВВЕДЕНИЕ

    Процессы функционирования различных систем и сетей связи могут

    быть представлены той или иной совокупностью систем массового

    обслуживания (СМО) - стохастических, динамических, дискретно-непре-

    рывных математических моделей. Исследование характеристик таких мо-

    делей может проводиться либо аналитическими методами, либо путем

    имитационного моделирования [1-6].

    Имитационная модель отображает стохастический процесс смены

    дискретных состояний СМО в непрерывном времени в форме моделирующе-

    го алгоритма. При его реализации на ЭВМ производится накопление

    статистических данных по тем атрибутам модели, характеристики кото-

    рых являются предметом исследований. По окончании моделирования на-

    копленная статистика обрабатывается, и результаты моделирования по-

    лучаются в виде выборочных распределений исследуемых величин или их

    выборочных моментов. Таким образом, при имитационном моделировании

    систем массового обслуживания речь всегда идет о статистическом

    имитационном моделировании [5;6].

    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 спе-

    циализированных языков имитационного моделирования [5-7].

    Специализированные языки имеют средства описания структуры и

    процесса функционирования моделируемой системы, что значительно об-

    легчает и упрощает программирование имитационных моделей, поскольку

    основные функциии моделирующего алгоритма при этом реализуются ав-

    томатически. Программы имитационных моделей на специализированных

    языках моделирования близки к описаниям моделируемых систем на

    естественном языке, что позволяет конструировать сложные имитацион-

    ные модели пользователям, не являющимся профессиональными програм-

    мистами.

    Одним из наиболее эффективных и распространенных языков моде-

    лирования сложных дискретных систем является в настоящее время язык

    GPSS [1;4;7]. Он может быть с наибольшим успехом использован для

    моделирования систем, формализуемых в виде систем массового обслу-

    живания. В качестве объектов языка используются аналоги таких стан-

    дартных компонентов СМО, как заявки, обслуживающие приборы, очереди

    и т.п. Достаточный набор подобных компонентов позволяет конструиро-

    вать сложные имитационные модели, сохраняя привычную терминологию

    СМО.

    На персональных компьютерах (ПК) типа IBM/PC язык GPSS реали-

    зован в рамках пакета прикладных программ GPSS/PC [8]. Основной мо-

    дуль пакета представляет собой интегрированную среду, включающую

    помимо транслятора со входного языка средства ввода и редактирова-

    ния текста модели, ее отладки и наблюдения за процессом моделирова-

    ния, графические средства отображения атрибутов модели, а также

    средства накопления результатов моделирования в базе данных и их

    статистической обработки. Кроме основного модуля в состав пакета

    входит модуль создания стандартного отчета GPSS/PC, а также ряд до-

    полнительных модулей и файлов.

    В данном издании, состоящем из двух частей, излагаются основы

    моделирования систем и сетей связи с использованием пакета GPSS/PC.

    В первой части рассматриваются основные понятия и средства GPSS/PC,

    приемы конструирования GPSS-моделей и технология работы с пакетом.

    Изложение материала сопровождается небольшими учебными примерами.

    Относительно подробное рассмотрение языка GPSS/PC вызвано

    отсутствием в литературе учебного материала по данной версии языка.

    Во второй части рассматриваются примеры GPSS-моделей различных

    систем и сетей массового обслуживания, используемых для формализа-

    ции процессов функционирования систем и сетей связи. Приводится

    также ряд примеров моделирования систем и сетей связи с использова-

    нием GPSS/PC. Подробно комментируются тексты GPSS-моделей и резуль-

    таты моделирования.

    1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О GPSS/PC

    Исходная программа на языке GPSS/PC, как и программа на любом

    языке программирования, представляет собой последовательность опе-

    раторов. Операторы GPSS/PC записываются и вводятся в ПК в следующем

    формате:

    номер _строки имя операция операнды ; комментарии

    Все операторы исходной программы должны начинаться с номе-

    ра 0_строки - целого положительного числа от 1 до 9999999. Пос-

    ле ввода операторов они располагаются в исходной программе в соот-

    ветствии с нумерацией строк. Обычно нумерация производится с неко-

    торым шагом, отличным от 1, чтобы иметь возможность добавления опе-

    раторов в нужное место исходной программы.Некоторые операторы удо-

    бно вводить, не включая их в исходную программу. Такие операторы

    вводятся без номера строки.

    В настоящем издании при описании формата операторов и в примерах

    моделей номера строк будут опускаться для лучшей читаемости текста.

    Отдельные операторы могут иметь имя для ссылки на эти операторы

    в других операторах. Если такие ссылки отсутствуют, то этот элемент

    оператора не является обязательным.

    В поле операции записывается ключевое слово (название операто-

    ра), указывающее конкретную функцию, выполняемую данным оператором.

    Это поле оператора является обязательным. У некоторых операторов

    поле операции включает в себя также вспомогательный операнд.

    В полях операндов записывается информация, уточняющая и конк-

    ретизирующая выполнение функции, определенной в поле операции. Эти

    поля в зависимости от типа операции содержат до семи операндов,

    расположенных в определенной последовательности и обозначаемых

    обычно первыми буквами латинского алфавита от A до G. Некоторые

    операторы вообще не имеют операндов, а в некоторых операнды могут

    быть опущены, при этом устанавливаются их стандартные значения (по

    умолчанию). При записи операндов используется позиционный принцип:

    пропуск операнда отмечается запятой.

    Необязательные комментарии в случае их присутствия отделяются от

    поля операндов точкой с запятой. Комментарии не могут содержать

    букв русского алфавита.

    Операторы GPSS/PC записываются, начиная с первой позиции, в

    свободном формате, т.е. отдельные поля разделяются произвольным ко-

    личеством пробелов. При вводе исходной программы в интегрированной

    среде GPSS/PC размещение отдельных полей операторов с определенным

    количеством интервалов между ними производится автоматически.

    Каждый оператор GPSS/PC относится к одному из четырех типов:

    операторы-блоки, операторы определения объектов, управляющие опера-

    торы и операторы-команды.

    Операторы-блоки формируют логику модели. В GPSS/PC имеется

    около 50 различных видов блоков, каждый из которых выполняет свою

    конкретную функцию. За каждым из таких блоков стоит соответствующая

    подпрограмма транслятора, а операнды каждого блока служат парамет-

    рами этой подпрограммы.

    Операторы определения объектов служат для описания пара-

    метров некоторых объектов GPSS/PC (о самих объектах речь пойдет

    дальше).

    Примерами параметров объектов могут быть количество каналов в мно-

    гоканальной системе массового обслуживания, количество строк и

    столбцов матрицы и т.п.

    Управляющие операторы служат для управления процессом модели-

    рования (прогоном модели). Операторы-команды позволяют управлять

    работой интегрированной среды GPSS/PC. Управляющие операторы и

    операторы-команды обычно не включаются в исходную программу, а

    вводятся непосредственно с клавиатуры ПК в процессе интерактив-

    ного взаимодействия с интегрированной средой.

    После трансляции исходной программы в памяти ПК создается так

    называемая текущая модель, являющаяся совокупностью разного типа

    объектов, каждый из которых представляет собой некоторый набор

    чисел в памяти ПК, описывающих свойства и текущее состояние объекта.

    Объекты GPSS/PC можно разделить на семь классов:

    динамические, операционные, аппаратные, статистические, вычислитель-

    ные, запоминающие и группирующие.

    Динамические объекты, соответствующие заявкам в системах

    массового обслуживания, называются в GPSS/PC транзактами. Они

    "создаются" и "уничтожаются" так, как это необходимо по логике моде-

    ли в процессе моделирования. С каждым транзактом может быть связано

    произвольное число параметров, несущих в себе необходимую информа-

    цию об этом транзакте. Кроме того, транзакты могут иметь различные

    приоритеты.

    Операционные объекты GPSS/PC, называемые блоками, соответствуют

    операторам-блокам исходной программы. Они, как уже говорилось,

    формируют логику модели, давая транзактам указания: куда идти и что

    делать дальше. Модель системы на GPSS/PC можно представить совокуп-

    ностью блоков, объединенных в соответствии с логикой работы реаль-

    ной системы в так называемую блок-схему. Блок-схема модели

    может быть изображена графически, наглядно показывая взаимодействие

    блоков в процессе моделирования.

    Аппаратные объекты GPSS/PC - это абстрактные элементы, на ко-

    торые может быть расчленено (декомпозировано) оборудование реальной

    системы. К ним относятся одноканальные и многоканальные устрой-

    ства и логические переключатели. Многоканальное устройство иногда

    называют памятью.

    Одноканальные и многоканальные устройства соответствуют обслу-

    живающим приборам в СМО. Одноканальное устройство, которое для

    краткости далее будем называть просто устройством, может обслужи-

    вать одновременно только один транзакт. Многоканальное устройство

    (МКУ) может обслуживать одновременно несколько транзактов. Логи-

    ческие переключатели (ЛП) используются для моделирования двоичных

    состояний логического или физического характера. ЛП может нахо-

    диться в двух состояниях: включено и выключено. Его состояние может

    изменяться в процессе моделирования, а также опрашиваться для при-

    нятия определенных решений.

    Статистические объекты GPSS/PC служат для сбора и обработки

    статистических данных о функционировании модели. К ним относятся

    очереди и таблицы .

    Каждая очередь обеспечивает сбор и обработку данных о транзак-

    тах, задержанных в какой-либо точке модели, например перед однока-

    нальным устройством. Таблицы используются для получения выборочных

    распределений некоторых случайных величин, например времени пребы-

    вания транзакта в модели.

    К вычислительным объектам GPSS/PC относятся переменные (ариф-

    метические и булевские) и функции. Они используются для вычис-

    ления некоторых величин, заданных арифметическими или логическими

    выражениями либо табличными зависимостями.

    Запоминающие объекты GPSS/PC обеспечивают хранение в памяти ПК

    отдельных величин, используемых в модели, а также массивов таких

    величин. К ним относятся так называемые сохраняемые величины и

    матрицы сохраняемых величин.

    К объектам группирующего класса относятся списки пользователя

    и группы. Списки пользователя используются для организации очере-

    дей с дисциплинами, отличными от дисциплины "раньше пришел – раньше

    обслужен". Группы в данном издании рассматриваться не будут.

    Каждому объекту того или иного класса соответствуют числовые

    атрибуты, описывающие его состояние в данный момент модельного вре-

    мени. Кроме того, имеется ряд так называемых системных атрибутов,

    относящихся не к отдельным объектам, а к модели в целом.

    Значения атрибутов всех объектов модели по окончании моделирования

    Выводятся в стандартный отчет GPSS/PC. Большая часть атрибутов дос-

    тупна программисту и составляет так называемые стандартные число-

    вые атрибуты (СЧА), 0которые могут использоваться в качестве опе-

    рандов операторов исходной программы. Все СЧА в GPSS/PC являются це-

    лыми числами.

    Каждый объект GPSS/PC имеет имя и номер. Имена объектам

    даются в различных операторах исходной программы, а соответствующие

    им номера транслятор присваивает автоматически. Имя объекта предста-

    вляет собой начинающуюся с буквы последовательность букв латинского

    алфавита, цифр и символа "подчеркивание". При необходимости имени

    любого объекта, кроме имени блока, можно поставить в соответствие

    любой номер с помощью оператора описания EQU, имеющего следующий

    формат:

    имя EQU номер

    Блокам присваиваются их порядковые номера в исходной программе

    (непутать с номерами строк!).

    Для ссылки 0на какой-либо стандартный числовой атрибут некото-

    рого объекта соответствующий операнд оператора исходной программы

    записывается одним из следующих способов:

    СЧА $имя ;

    СЧА j ,

    где СЧА - системное обозначение (название) конкретного стандар-

    тного числового атрибута данного объекта; имя - имя объекта;

    j - номер объекта; $ - символ-разделитель.

    Прогон текущей модели, т.е. собственно моделирование, выполня-

    ется с помощью специальной управляющей программы, которую называют

    симулятором (от английского SIMULATE - моделировать, имитировать).

    Работа GPSS-модели под управлением симулятора заключается в переме-

    щении транзактов от одних блоков к другим, аналогично тому, как в

    моделируемой СМО перемещаются заявки, соответствующие транзактам.

    В начальный момент времени в GPSS-модели нет ни одного тран-

    закта. В процессе моделирования симулятор генерирует транзакты в

    определенные моменты времени в соответствии с теми логическими пот-

    ребностями, которые возникают в моделируемой системе. Подобным же

    образом транзакты покидают модель в определенные моменты времени в

    зависимости от специфики моделируемой системы. В общем случае в мо-

    дели одновременно существует большое число транзактов, однако в

    каждый момент времени симулятор осуществляет продвижение только ка-

    кого-либо одного транзакта.

    Если транзакт начал свое движение, он перемещается от блока к

    блоку по пути, предписанному блок-схемой. В тот момент, когда тран-

    закт входит в некоторый блок, на исполнение вызывается подпрограмма

    симулятора, соответствующая типу этого блока, а после ее выполне-

    ния, при котором реализуется функция данного блока, транзакт "пыта-

    ется" войти в следующий блок. Такое продвижение транзакта продолжа-

    ется до тех пор, пока не произойдет одно из следующих возможных со-

    бытий:

    1) транзакт входит в блок, функцией которого является удаление

    транзакта из модели;

    2) транзакт входит в блок, функцией которого является задержка

    транзакта на некоторое определенное в модели время;

    3) транзакт "пытается" войти в следующий блок, однако блок

    "отказывается" принять его. В этом случае транзакт остается в том

    блоке, где находился, и позднее будет повторять свою попытку войти

    в следующий блок. Когда условия в модели изменятся, такая попытка

    может оказаться успешной, и транзакт сможет продолжить свое переме-

    Страницы: 1, 2, 3, 4, 5


    Приглашения

    09.12.2013 - 16.12.2013

    Международный конкурс хореографического искусства в рамках Международного фестиваля искусств «РОЖДЕСТВЕНСКАЯ АНДОРРА»

    09.12.2013 - 16.12.2013

    Международный конкурс хорового искусства в АНДОРРЕ «РОЖДЕСТВЕНСКАЯ АНДОРРА»




    Copyright © 2012 г.
    При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна.