Планирование и поэтапное составление модели системы массового обслуживания

Содержание
Введение   2
1.Постановка задачи   5
2. Анализ задачи   6
3. Концептуальная схема  7
4.Формализация задачи   8
5. Блок-схема в символике   9
6. GPSS модель системы   10
7. Результаты моделирования  11
8. Анализ результатов  13
9. Эксперименты с моделью  15
9.1. Первый эксперимент   15
9.2. Результаты первого эксперимента  16
9.3. Второй эксперимент  18
9.4. Результаты второго эксперимента   19
9.5. Третий эксперимент  20
10. Оценка адекватности модели 24
Заключение   27
Библиографический список 28

Введение
В современном мире всё большую значимость приобретает процесс компьютеризации и автоматизации производства. Широкое распространение получили автоматические системы управления производственными процессами. Соответственно, растет значение такого умения, как способность создавать модели автоматического управления. Данное умение подразумевает способности проводить полную научно-исследовательскую и проектно-конструкторскую работу, использовать автоматизированные системы для реализации новых информационных технологий на базе эффективного применения современных высокопроизводительных ЭВМ всех классов. Задание на курсовое проектирование было дано с учетом вышеизложенных требований и заключается в планировании и поэтапном составлении модели системы массового обслуживания.Умение решать задачи по автоматизации технологических процессов подразумевает умение вести научно – исследовательскую и проектно–конструкторскую работу в области исследования и разработки сложных систем; способность ставить и проводить имитационные эксперименты с моделями процессов функционирования систем на современных ЭВМ для оценки вероятностно – временных характеристик систем; принятие экономически и технически обоснованных инженерных решений; анализ научно – технической литературы в области системного моделирования, а также использование стандартов, справочников, технической документации по математическому и программному обеспечению ЭВМ и т.д. [1]В наше время невозможно построить любую сложную машину или систему, не используя метод математического моделирования, а чем глубже и точнее построена эта модель, тем более эффективней и экономичней будет основанный на неё агрегат. Кроме того, использование математических моделей даёт возможность кардинально сократить затраты на исследование уже построенных систем.[2]Процессы функционирования различных систем и сетей связи могут быть представлены той или иной совокупностью систем массового обслуживания - стохастических, динамических, дискретно-непрерывных математических моделей. Исследование характеристик таких моделей может проводиться либо аналитическими методами, либо путем имитационного моделирования. Имитационная модель отображает стохастический процесс смены дискретных состояний СМО в непрерывном времени в форме моделирующего алгоритма. При его реализации на ЭВМ производится накопление статистических данных по тем атрибутам модели, характеристики которых являются предметом исследований. По окончании моделирования накопленная статистика обрабатывается, и результаты моделирования получаются 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.[3] 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. Одним из наиболее эффективных и распространенных языков моделирования сложных дискретных систем является в настоящее время язык GPSS. 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 СМО, как заявки, обслуживающие приборы, очереди и т.п. Достаточный набор подобных компонентов позволяет конструировать сложные имитационные модели, сохраняя привычную терминологию СМО.[6] 1.Постановка задачиМагистраль передачи данных состоит из двух каналов (основного и резервного) и общего накопителя. При нормальной работе сообщения передаются по основному каналу за 4-10 с. В основном канале происходят сбои через интервалы времени 165-235 с. Если сбой происходит за время передачи, то за 2 с запускается запасной канал, который передает прерванное сообщение с самого начала. Восстановление основного канала занимает 16-30 с. После восстановления резервный канал выключается и основной канал продолжает работу с очередного сообщения. Сообщения поступают через 5-13 с и остаются в накопителе до окончания передачи. В случае сбоя передаваемое сообщение передается повторно по запасному каналу. Смоделировать работу магистрали в течение одного часа. Определить загрузку запасного канала, частоту отказов канала и число прерванных сообщений. Определить функцию распределения времени передачи сообщений по магистрали передачи данных для сообщений, переданных без сбоев и со сбоями (построить гистограмму).2. Анализ задачиКак видно из поставленной задачи, система может принимать следующие состояния:Передача идет по основному каналу, дополнительный отключен (флаг ошибки выключен).Основной канал неисправен, передача идет по дополнительному каналу (флаг ошибки включен).Основной канал пуст, дополнительный отключен.Сообщения поступают каждые 5-13 с.Время передачи по каналу 4-10 с.Время возникновения сбоев 165-235 с.Время запуска запасного канала 2 сВремя восстановления 16-30 с.3. Концептуальная схемаПервым этапом процесса моделирования является построение концептуальной модели, которая визуализирует процессы, протекающие в модели. Описания модели в задании вполне достаточно, чтобы построить концептуальную модель (Рис.1) для последующей ее формализации в Q-схему.Рисунок 1. Концептуальная модель системы4.Формализация задачиНа основе ранее построенной концептуальной схемы, проведем ее формализацию и построим Q-схему моделируемой системы (Рис.2)Рисунок 2.Q-схема моделируемой системыНа схеме имеются следующие обозначения:К1, K2– канал обслуживания (основной и резервный канал);П-выход из системы (приемник);И1-источник заявок (сообщения);И2-источник заявок (неисправности);Q1 – очередь (накопитель).5. Блок-схема в символике GPSSТак как в качестве средства имитационного моделирования выбран язык GPSS, то преобразуем ранее полученную Q-схему в блок-схему символики GPSS, для облегчения задачи написания модели объекта моделирования.Рисунок 3. Блох-схема в символике GPSS6. GPSS модель системыBOh TABLE M1,0,2,25;таблица распределения времени передачи сообщений без сбоевSOh TABLE M1,0,2,15;таблица распределения времени передачи сообщений со сбоямиGENERATE (UNIFORM(1,5,13));поступление сообщенийQUEUE Nak;в накопитель на резервASSIGN 1,BOh;помечаем что без ошибки в передачеVoz GATE LR Err,DKanal ;если осн.канал неисправен то в доп.канал (проверяем отметку)SEIZE Osn_kanal;вход в осн.каналADVANCE (UNIFORM(2,4,10));передача по каналуRELEASE Osn_kanal ;выход из осн.каналаTRANSFER ,MET1;к удалению резервного сообщенияDKanal SEIZE Dop_kanal ;вход в доп.каналADVANCE (UNIFORM(3,4,10));передача по доп.каналуRELEASE Dop_kanal;выход из доп.каналаMET1DEPART Nak ;удаляем из накопителя копию сообщенияTABULATE P1; табулирование времени передачи по магистралиTERMINATE ;удаляем сообщение из магистралиGENERATE (UNIFORM(4,165,235)),,,,1;генерация ошибокADVANCE 2;включение доп.каналаPREEMPT Osn_kanal,PR,Ret ;отключение осн.каналаLOGIC S Err;отметка об ошибке в осн.каналеADVANCE (UNIFORM(5,16,30));устранение неисправностиLOGIC R Err;отметка об исправности осн.каналаRETURN Osn_kanal;включение осн.каналаTERMINATE ;удаляем сигнал ошибкиRet ASSIGN 1,SOh;помечаем что с ошибкой в передачеRELEASE Osn_kanal;выход из доп.каналаTRANSFER ,Voz; возват на передачуGENERATE 3600 ;сегмент времени 1час=3600сек (где секунда=принятая еденица времени системы)TERMINATE 1START 17. Результаты моделированияGPSS World Simulation Report - Модель.28.1Tuesday, April 19, 2022 21:32:06 START TIME END TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES 0.000 3600.000 27 2 0 NAME VALUE BOH 10000.000 DKANAL 9.000 DOP_KANAL 10005.000 ERR 10003.000 MET1 12.000 NAK 10002.000 OSN_KANAL 10004.000 RET 23.000 SOH 10001.000 VOZ 4.000 LABEL LOC BLOCK TYPE ENTRY COUNT CURRENT COUNT RETRY 1 GENERATE 399 0 0 2 QUEUE 399 0 0 3 ASSIGN 399 0 0VOZ 4 GATE 411 0 0 5 SEIZE 357 0 0 6 ADVANCE 357 1 0 7 RELEASE 344 0 0 8 TRANSFER 344 0 0DKANAL 9 SEIZE 54 0 0 10 ADVANCE 54 0 0 11 RELEASE 54 0 0MET1 12 DEPART 398 0 0 13 TABULATE 398 0 0 14 TERMINATE 398 0 0 15 GENERATE 17 0 0 16 ADVANCE 17 0 0 17 PREEMPT 17 0 0 18 LOGIC 17 0 0 19 ADVANCE 17 0 0 20 LOGIC 17 0 0 21 RETURN 17 0 0 22 TERMINATE 17 0 0RET 23 ASSIGN 12 0 0 24 RELEASE 12 0 0 25 TRANSFER 12 0 0 26 GENERATE 1 0 0 27 TERMINATE 1 0 0FACILITY ENTRIES UTIL. AVE. TIME AVAIL. OWNER PEND INTER RETRY DELAY OSN_KANAL 374 0.789 7.590 1 418 0 0 0 0 DOP_KANAL 54 0.102 6.833 1 0 0 0 0 0QUEUE MAX CONT. ENTRY ENTRY(0) AVE.CONT. AVE.TIME AVE.(-0) RETRY NAK 3 1 399 0 0.894 8.069 8.069 0TABLE MEAN STD.DEV. RANGE RETRY FREQUENCY CUM.% BOH 7.973 3.142 0 4.000 - 6.000 103 26.68 6.000 - 8.000 101 52.85 8.000 - 10.000 126 85.49 10.000 - 12.000 31 93.52 12.000 - 14.000 16 97.67 14.000 - 16.000 7 99.48 16.000 - 18.000 0 99.48 18.000 - 20.000 0 99.48 20.000 - 22.000 0 99.48 22.000 - 24.000 0 99.48 24.000 - 26.000 0 99.48 26.000 - 28.000 0 99.48 28.000 - 30.000 0 99.48 30.000 - 32.000 0 99.48 32.000 - 34.000 0 99.48 34.000 - 36.000 1 99.74 36.000 - 38.000 1 100.00 SOH 11.805 3.838 0 4.000 - 6.000 1 8.33 6.000 - 8.000 1 16.67 8.000 - 10.000 3 41.67 10.000 - 12.000 1 50.00 12.000 - 14.000 3 75.00 14.000 - 16.000 0 75.00 16.000 - 18.000 3 100.00LOGICSWITCH VALUE RETRY ERR 0 08. Анализ результатовКоэффициент загрузки запасного канала: 0,102=10,2%Коэффициент загрузки основного канала: 0,789=78,9%Число прерванных сообщений: 12 сообщений.Число переданных сообщений: 398 сообщенийМаксимальная очередь в накопителе: 3 сообщенияСреднее время передачи через основной канал: 7,59 секСреднее время передачи через запасной канал: 6,833 секСреднее содержимое накопителя: 0,894 сообщенийСреднее время ожидания передачи в накопителе: 8,069 секГистограмма распределения времени передачи сообщений без сбоев:Гистограмма распределения времени передачи сообщений со сбоями:9. Эксперименты с модельюДля оптимизации задачи и поиска более эффективного режима работы системы проведем несколько экспериментов и проанализируем их результаты.9.1. Первый экспериментОпираясь на результаты предыдущего этапа моделирования, можно предположить, что при увеличении скорости передачи количество сообщений, переданных без сбоя, увеличится, а средняя длинна накопителя уменьшится. Проведем эксперимент уменьшив время передачи до интервала 4-8 с.BOh TABLE M1,0,2,25;таблица распределения времени передачи сообщений без сбоевSOh TABLE M1,0,2,15;таблица распределения времени передачи сообщений со сбоямиGENERATE (UNIFORM(1,5,13));поступление сообщенийQUEUE Nak;в накопитель на резервASSIGN 1,BOh;помечаем что без ошибки в передачеVoz GATE LR Err,DKanal ;если осн.канал неисправен то в доп.канал (проверяем отметку)SEIZE Osn_kanal;вход в осн.каналADVANCE (UNIFORM(2,4,8));передача по каналуRELEASE Osn_kanal ;выход из осн.каналаTRANSFER ,MET1;к удалению резервного сообщенияDKanal SEIZE Dop_kanal ;вход в доп.каналADVANCE (UNIFORM(3,4,8));передача по доп.каналуRELEASE Dop_kanal;выход из доп.каналаMET1DEPART Nak ;удаляем из накопителя копию сообщенияTABULATE P1; табулирование времени передачи по магистралиSAVEVALUE P1+,1;считаем сообщения со сбоями и безTERMINATE ;удаляем сообщение из магистралиGENERATE (UNIFORM(4,185,235)),,,,1;генерация ошибокADVANCE 2;включение доп.каналаPREEMPT Osn_kanal,PR,Ret ;отключение осн.каналаLOGIC S Err;отметка об ошибке в осн.каналеADVANCE (UNIFORM(5,16,30));устранение неиспавностиLOGIC R Err;отметка об исправности осн.каналаRETURN Osn_kanal;включение осн.каналаTERMINATE ;удаляем сигнал ошибкиRet ASSIGN 1,SOh;помечаем что с ошибкой в передачеRELEASE Osn_kanal;выход из доп.каналаTRANSFER ,Voz; возват на передачуGENERATE 3600 ;сегмент времени 1час=3600сек (где секунда=принятая еденица времени системы)TERMINATE 1START 19.2. Результаты первого экспериментаGPSS World Simulation Report - Модель Эсп1.29.1Tuesday, April 19, 2022 21:33:07 START TIME END TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES 0.000 3600.000 28 2 0 NAME VALUE BOH 10000.000 DKANAL 9.000 DOP_KANAL 10005.000 ERR 10003.000 MET1 12.000 NAK 10002.000 OSN_KANAL 10004.000 RET 24.000 SOH 10001.000 VOZ 4.000 LABEL LOC BLOCK TYPE ENTRY COUNT CURRENT COUNT RETRY 1 GENERATE 399 0 0 2 QUEUE 399 0 0 3 ASSIGN 399 0 0VOZ 4 GATE 409 0 0 5 SEIZE 356 0 0 6 ADVANCE 356 1 0 7 RELEASE 345 0 0 8 TRANSFER 345 0 0DKANAL 9 SEIZE 53 0 0 10 ADVANCE 53 0 0 11 RELEASE 53 0 0MET1 12 DEPART 398 0 0 13 TABULATE 398 0 0 14 SAVEVALUE 398 0 0 15 TERMINATE 398 0 0 16 GENERATE 16 0 0 17 ADVANCE 16 0 0 18 PREEMPT 16 0 0 19 LOGIC 16 0 0 20 ADVANCE 16 0 0 21 LOGIC 16 0 0 22 RETURN 16 0 0 23 TERMINATE 16 0 0RET 24 ASSIGN 10 0 0 25 RELEASE 10 0 0 26 TRANSFER 10 0 0 27 GENERATE 1 0 0 28 TERMINATE 1 0 0FACILITY ENTRIES UTIL. AVE. TIME AVAIL. OWNER PEND INTER RETRY DELAY OSN_KANAL 372 0.683 6.607 1 417 0 0 0 0 DOP_KANAL 53 0.087 5.908 1 0 0 0 0 0QUEUE MAX CONT. ENTRY ENTRY(0) AVE.CONT. AVE.TIME AVE.(-0) RETRY NAK 2 1 399 0 0.695 6.266 6.266 0TABLE MEAN STD.DEV. RANGE RETRY FREQUENCY CUM.% BOH 6.209 1.296 0 4.000 - 6.000 170 43.81 6.000 - 8.000 195 94.07 8.000 - 10.000 23 100.00 SOH 9.122 2.607 0 4.000 - 6.000 1 10.00 6.000 - 8.000 3 40.00 8.000 - 10.000 3 70.00 10.000 - 12.000 1 80.00 12.000 - 14.000 2 100.00LOGICSWITCH VALUE RETRY ERR 0 0SAVEVALUE RETRY VALUE 10000 0 388.000 10001 0 10.000 Коэффициент загрузки запасного канала: 0,087=8,7%Коэффициент загрузки основного канала: 0,683=68,3%Число прерванных сообщений: 10 сообщений.Число переданных сообщений: 398 сообщенийМаксимальная очередь в накопителе: 2 сообщенияСреднее время передачи через основной канал: 6,607 секСреднее время передачи через запасной канал: 5,908 секСреднее содержимое накопителя: 0,695 сообщенийСреднее время ожидания передачи в накопителе: 6,266 сек9.3. Второй экспериментКак видно из результата первого эксперимента количество прерванных сбоем сообщений уменьшилось при увеличении скорости передачи, а так же уменьшилась максимальная длинна очереди сообщений в накопителе.Увеличим скорость передачи по каналу и пронаблюдаем уменьшится ли еще количество сообщений со сбоем. Уменьшим интервал времени передачи по каналам о 4 - 6 секBOh TABLE M1,0,2,25;таблица распределения времени передачи сообщений без сбоевSOh TABLE M1,0,2,15;таблица распределения времени передачи сообщений со сбоямиGENERATE (UNIFORM(1,5,13));поступление сообщенийQUEUE Nak;в накопитель на резервASSIGN 1,BOh;помечаем что без ошибки в передачеVoz GATE LR Err,DKanal ;если осн.канал неисправен то в доп.канал (проверяем отметку)SEIZE Osn_kanal;вход в осн.каналADVANCE (UNIFORM(2,4,6));передача по каналуRELEASE Osn_kanal ;выход из осн.каналаTRANSFER ,MET1;к удалению резервного сообщенияDKanal SEIZE Dop_kanal ;вход в доп.каналADVANCE (UNIFORM(3,4,6));передача по доп.каналуRELEASE Dop_kanal;выход из доп.каналаMET1DEPART Nak ;удаляем из накопителя копию сообщенияTABULATE P1; табулирование времени передачи по магистралиSAVEVALUE P1+,1;считаем сообщения со сбоями и безTERMINATE ;удаляем сообщение из магистралиGENERATE (UNIFORM(4,185,235)),,,,1;генерация ошибокADVANCE 2;включение доп.каналаPREEMPT Osn_kanal,PR,Ret ;отключение осн.каналаLOGIC S Err;отметка об ошибке в осн.каналеADVANCE (UNIFORM(5,16,30));устранение неиспавностиLOGIC R Err;отметка об исправности осн.каналаRETURN Osn_kanal;включение осн.каналаTERMINATE ;удаляем сигнал ошибкиRet ASSIGN 1,SOh;помечаем что с ошибкой в передачеRELEASE Osn_kanal;выход из доп.каналаTRANSFER ,Voz; возват на передачуGENERATE 3600 ;сегмент времени 1час=3600сек (где секунда=принятая еденица времени системы)TERMINATE 1START 19.4. Результаты второго экспериментаGPSS World Simulation Report - Модель Эсп2.30.1Tuesday, April 19, 2022 21:33:55 START TIME END TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES 0.000 3600.000 28 2 0 NAME VALUE BOH 10000.000 DKANAL 9.000 DOP_KANAL 10005.000 ERR 10003.000 MET1 12.000 NAK 10002.000 OSN_KANAL 10004.000 RET 24.000 SOH 10001.000 VOZ 4.000 LABEL LOC BLOCK TYPE ENTRY COUNT CURRENT COUNT RETRY 1 GENERATE 399 0 0 2 QUEUE 399 0 0 3 ASSIGN 399 0 0VOZ 4 GATE 407 0 0 5 SEIZE 356 0 0 6 ADVANCE 356 1 0 7 RELEASE 347 0 0 8 TRANSFER 347 0 0DKANAL 9 SEIZE 51 0 0 10 ADVANCE 51 0 0 11 RELEASE 51 0 0MET1 12 DEPART 398 0 0 13 TABULATE 398 0 0 14 SAVEVALUE 398 0 0 15 TERMINATE 398 0 0 16 GENERATE 16 0 0 17 ADVANCE 16 0 0 18 PREEMPT 16 0 0 19 LOGIC 16 0 0 20 ADVANCE 16 0 0 21 LOGIC 16 0 0 22 RETURN 16 0 0 23 TERMINATE 16 0 0RET 24 ASSIGN 8 0 0 25 RELEASE 8 0 0 26 TRANSFER 8 0 0 27 GENERATE 1 0 0 28 TERMINATE 1 0 0FACILITY ENTRIES UTIL. AVE. TIME AVAIL. OWNER PEND INTER RETRY DELAY OSN_KANAL 372 0.588 5.694 1 417 0 0 0 0 DOP_KANAL 51 0.070 4.951 1 0 0 0 0 0QUEUE MAX CONT. ENTRY ENTRY(0) AVE.CONT. AVE.TIME AVE.(-0) RETRY NAK 2 1 399 0 0.559 5.040 5.040 0TABLE MEAN STD.DEV. RANGE RETRY FREQUENCY CUM.% BOH 5.002 0.606 0 4.000 - 6.000 387 99.23 6.000 - 8.000 3 100.00 SOH 7.507 1.159 0 4.000 - 6.000 1 12.50 6.000 - 8.000 5 75.00 8.000 - 10.000 2 100.00LOGICSWITCH VALUE RETRY ERR 0 0SAVEVALUE RETRY VALUE 10000 0 390.000 10001 0 8.000 Коэффициент загрузки запасного канала: 0,07=7%Коэффициент загрузки основного канала: 0,588=58,8%Число прерванных сообщений: 8 сообщений.Число переданных сообщений: 398 сообщенийМаксимальная очередь в накопителе: 2 сообщенияСреднее время передачи через основной канал: 5,694 секСреднее время передачи через запасной канал: 4,951 секСреднее содержимое накопителя: 0,559 сообщенийСреднее время ожидания передачи в накопителе: 5,04 сек9.5. Третий экспериментИз результатов второго эксперимента видно, что при увеличении времени передачи количество сбоев, возникающих в момент передачи сообщений уменьшается, но вместе основной канал простаивает 40% времени функционирования системы, данный факт говорит о необходимости увеличить поток входящих сообщений для увеличения эффективности системы. Увеличим интенсивность поступления сообщений до 5-10 сек и оценим результаты эксперимента.BOh TABLE M1,0,2,25;таблица распределения времени передачи сообщений без сбоевSOh TABLE M1,0,2,15;таблица распределения времени передачи сообщений со сбоямиGENERATE (UNIFORM(1,5,10));поступление сообщенийQUEUE Nak;в накопитель на резервASSIGN 1,BOh;помечаем что без ошибки в передачеVoz GATE LR Err,DKanal ;если осн.канал неисправен то в доп.канал (проверяем отметку)SEIZE Osn_kanal;вход в осн.каналADVANCE (UNIFORM(2,4,6));передача по каналуRELEASE Osn_kanal ;выход из осн.каналаTRANSFER ,MET1;к удалению резервного сообщенияDKanal SEIZE Dop_kanal ;вход в доп.каналADVANCE (UNIFORM(3,4,6));передача по доп.каналуRELEASE Dop_kanal;выход из доп.каналаMET1DEPART Nak ;удаляем из накопителя копию сообщенияTABULATE P1; табулирование времени передачи по магистралиSAVEVALUE P1+,1;считаем сообщения со сбоями и безTERMINATE ;удаляем сообщение из магистралиGENERATE (UNIFORM(4,185,235)),,,,1;генерация ошибокADVANCE 2;включение доп.каналаPREEMPT Osn_kanal,PR,Ret ;отключение осн.каналаLOGIC S Err;отметка об ошибке в осн.каналеADVANCE (UNIFORM(5,16,30));устранение неиспавностиLOGIC R Err;отметка об исправности осн.каналаRETURN Osn_kanal;включение осн.каналаTERMINATE ;удаляем сигнал ошибкиRet ASSIGN 1,SOh;помечаем что с ошибкой в передачеRELEASE Osn_kanal;выход из доп.каналаTRANSFER ,Voz; возват на передачуGENERATE 3600 ;сегмент времени 1час=3600сек (где секунда=принятая еденица времени системы)TERMINATE 1START 19.6. Результаты третьего экспериментаGPSS World Simulation Report - Модель Эсп3.31.1Tuesday, April 19, 2022 21:34:33 START TIME END TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES 0.000 3600.000 28 2 0 NAME VALUE BOH 10000.000 DKANAL 9.000 DOP_KANAL 10005.000 ERR 10003.000 MET1 12.000 NAK 10002.000 OSN_KANAL 10004.000 RET 24.000 SOH 10001.000 VOZ 4.000 LABEL LOC BLOCK TYPE ENTRY COUNT CURRENT COUNT RETRY 1 GENERATE 478 0 0 2 QUEUE 478 0 0 3 ASSIGN 478 0 0VOZ 4 GATE 488 0 0 5 SEIZE 428 0 0 6 ADVANCE 428 0 0 7 RELEASE 418 0 0 8 TRANSFER 418 0 0DKANAL 9 SEIZE 60 0 0 10 ADVANCE 60 0 0 11 RELEASE 60 0 0MET1 12 DEPART 478 0 0 13 TABULATE 478 0 0 14 SAVEVALUE 478 0 0 15 TERMINATE 478 0 0 16 GENERATE 16 0 0 17 ADVANCE 16 0 0 18 PREEMPT 16 0 0 19 LOGIC 16 0 0 20 ADVANCE 16 0 0 21 LOGIC 16 0 0 22 RETURN 16 0 0 23 TERMINATE 16 0 0RET 24 ASSIGN 10 0 0 25 RELEASE 10 0 0 26 TRANSFER 10 0 0 27 GENERATE 1 0 0 28 TERMINATE 1 0 0FACILITY ENTRIES UTIL. AVE. TIME AVAIL. OWNER PEND INTER RETRY DELAY OSN_KANAL 444 0.689 5.584 1 0 0 0 0 0 DOP_KANAL 60 0.082 4.938 1 0 0 0 0 0QUEUE MAX CONT. ENTRY ENTRY(0) AVE.CONT. AVE.TIME AVE.(-0) RETRY NAK 2 0 478 0 0.672 5.059 5.059 0TABLE MEAN STD.DEV. RANGE RETRY FREQUENCY CUM.% BOH 5.015 0.590 0 4.000 - 6.000 465 99.36 6.000 - 8.000 3 100.00 SOH 7.095 1.454 0 4.000 - 6.000 3 30.00 6.000 - 8.000 4 70.00 8.000 - 10.000 2 90.00 10.000 - 12.000 1 100.00LOGICSWITCH VALUE RETRY ERR 0 0SAVEVALUE RETRY VALUE 10000 0 468.000 10001 0 10.000 Коэффициент загрузки запасного канала: 0,082=8,2%Коэффициент загрузки основного канала: 0,689=68,9%Число прерванных сообщений: 10 сообщений.Число переданных сообщений: 468 сообщенийМаксимальная очередь в накопителе: 2 сообщенияСреднее время передачи через основной канал: 5,584 секСреднее время передачи через запасной канал: 4,938 секСреднее содержимое накопителя: 0,672 сообщенийСреднее время ожидания передачи в накопителе: 5,059 секВывод: в результате проведения экспериментов можно утверждать, что при одинаковом времени возникновения сбоев, для уменьшения количества сообщений переданных со сбоем необходимо увеличить скорость передачи (уменьшить время передачи через канал). А для наибольшей эффективности дополнительно увеличить интенсивность поступления сообщений на вход магистрали.10. Оценка адекватности моделиАдекватность модели — это степень соответствия модели тому реальному явлению или объекту, для описания которого она строится. Любая модель дает приближенное описание процесса функционирования объекта или системы. Поэтому необходима специальная процедура доказательства достоверности (адекватности) построенной модели.[4]Для оценки адекватности модели проведем тестирование программы с начальными данными. GPSS World Simulation Report - Модель.28.1Tuesday, April 19, 2022 21:32:06 START TIME END TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES 0.000 3600.000 27 2 0 NAME VALUE BOH 10000.000 DKANAL 9.000 DOP_KANAL 10005.000 ERR 10003.000 MET1 12.000 NAK 10002.000 OSN_KANAL 10004.000 RET 23.000 SOH 10001.000 VOZ 4.000 LABEL LOC BLOCK TYPE ENTRY COUNT CURRENT COUNT RETRY 1 GENERATE 399 0 0 2 QUEUE 399 0 0 3 ASSIGN 399 0 0VOZ 4 GATE 411 0 0 5 SEIZE 357 0 0 6 ADVANCE 357 1 0 7 RELEASE 344 0 0 8 TRANSFER 344 0 0DKANAL 9 SEIZE 54 0 0 10 ADVANCE 54 0 0 11 RELEASE 54 0 0MET1 12 DEPART 398 0 0 13 TABULATE 398 0 0 14 TERMINATE 398 0 0 15 GENERATE 17 0 0 16 ADVANCE 17 0 0 17 PREEMPT 17 0 0 18 LOGIC 17 0 0 19 ADVANCE 17 0 0 20 LOGIC 17 0 0 21 RETURN 17 0 0 22 TERMINATE 17 0 0RET 23 ASSIGN 12 0 0 24 RELEASE 12 0 0 25 TRANSFER 12 0 0 26 GENERATE 1 0 0 27 TERMINATE 1 0 0FACILITY ENTRIES UTIL. AVE. TIME AVAIL. OWNER PEND INTER RETRY DELAY OSN_KANAL 374 0.789 7.590 1 418 0 0 0 0 DOP_KANAL 54 0.102 6.833 1 0 0 0 0 0QUEUE MAX CONT. ENTRY ENTRY(0) AVE.CONT. AVE.TIME AVE.(-0) RETRY NAK 3 1 399 0 0.894 8.069 8.069 0Выполним расчет ожидаемых от модели результатов с помощью операционного анализа сетей СМО. Определим параметры расчетов, и сведем все в таблицу (таблица 1):1 Коэффициент занятости (Кз.) основного канала рассчитывается по формуле (2): (2)где Квых. – количество вышедших из модели транзактов,Тз – время занятости,Т – время моделирования.Данные для расчетов, следующие:Количество вышедших из модели транзактов 398Время обслуживания – 7,59 секВремя моделирования –3600 секКоэффициент занятости основного канала (3):Кз=398*7,593600=0,839; (3)2. Количество входящих транзактов (4):; (4)где Квх. – количество входящих в модель транзактов,Тп – время поступления,Т – время моделирования.Данные для расчетов следующие:Время моделирования – 3600 секСреднее время поступления– 9 секКоличество входящих в модель транзактов равно (5):Квх=36009=400 (5)Таблица 1 - Сравнение расчетных показателей и показателей статистикиПоказательСтатистика основной моделиСтатистика эксперимента 1Статистика эксперимента 2Статистика эксперимента 3Расчетный показательКоэффициент занятости основного канала0,7890,6830,5880,6890,839Количество входящих в модель транзактов398398398478400Модель можно считать адекватной, так как, сравнив характеристики, полученные при моделировании работы магистрали и характеристики, выведенные путем математических расчетов, имеют незначительное отклонение друг от друга. Наиболее эффективной моделью является модель третьего эксперимента так как при увеличенном потоке обслуженных сообщений количество потерь тоже что и у основной модели.ЗаключениеВ ходе данного курсового проекта была разработана система, моделирующая магистраль передачи данных с двумя каналами и накопителем. Данная система выполняет имитационное моделирование заданной модели.Для проверки правильности работы программы были построены модели на языке GPSS и концептуальная модель, выполняющие роль наглядного изображения системы, т.е. характеристики, полученные на модели, считаются характеристиками реального объекта. В результате моделирования системы и полученных результатов, можно сделать вывод что система надежна и резервный канал полностью обеспечивает бесперебойную передачу сообщений через магистраль.Библиографический список1.Емельянов А.А. Имитационное моделирование экономических процессов [Текст]: Учеб. пособие для вузов / А.А. Емельянов, Е.А. Власова, Р.В. Дума. - М. : Финансы и статистика, 2002. - 368с..2.Вентцель Е.С. Теория вероятностей [Текст] : учеб. для вузов / Е.С. Вентцель.- М. : Высш. шк., 2001. - 575 с.3.Гмурман, В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика [Текст] : учеб. пособие / В.Е. Гмурман.- М. : Высш. шк., 2001. - 479 с.4.Советов Б.Я. Моделирование систем. Практикум. [Текст]: Учебное пособие для вузов/Б.Я. Советов, С.А. Яковлев - 3-е изд., стер. - М.: Высш. шк., 2005. - 295 с. 5.Боев В.Д. Моделирование систем. Инструментальные средства GPSS World. [Текст]: Учебное пособие/В.Д. Боев - СПб: БХВ-Петербург, 2004. - 368 с. 6.Бражник А.Н., Имитационное моделирование: возможности GPSS WORLD. - СПб..: Реноме, 2006. - 439 с.7. В. Томашевский, Е. Жданова. Имитационное моделирование в среде GPSS. М.: Бестселлер, 2003.8.«Экономико-математические методы и прикладные модели», под ред. Федосеева В.В. , Москва «Юнити» 2001 г.