Исследование эффектов модификации системы (их влияния на вероятность отказа в обслуживании)

Исследование эффектов модификации системы

Прогнозирование характеристик системы в замкнутом режиме функционирования

Выполняется аналогично тому, как описано в § 7.5.3.

Модель предварительно переводится в замкнутый режим работы, вместо изменения интенсивностей входных потоков заявок производится изменение числа обрабатываемых заявок при неизменных значениях остальных параметров. Фиксируются значения 1-2 узловых и 1-2 системных характеристик. Строится график зависимости их значений от числа заявок в системе.

Для заданной системы.

Соответствующая GPSS-ориентированная стохастическая сетевая модель представлена на рисунке 21.

Исследуются эффекты модификации, модернизации системы (задачи анализа). Например, замены узлов, изменения канальностей устройств, изменения емкостей памятей, буферных устройств и т.п. Исследуются эффекты ненадежности работы элементов системы и т.п.

Выполняется оптимизация системы на модели (задачи синтеза). Для этого формулируются цели, критерии эффективности, принимаются решения, анализируется их эффективность.

Индивидуальный план исследований системы на модели составляется и реализуется по согласованию с руководителем.

Может быть выполнено на полной модели аналогично тому, как было описано в § 7.5.4.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Основная литература по теории моделирования

1. Советов Б.Я., С.А. Яковлев. Моделирование систем: Учеб. для вузов - М.: Высшая школа, 2001. – 343 с.

Основная литература по системе моделирования GPSS

2. Кудрявцев Е.М. GPSS World. Основы имитационного моделирования различных систем. - М.: ДМК Пресс, 2004. – 320 с.

3. Томашевский В.Н. Имитационное моделирование в GPSS. – М.: Бестселлер, 2003.

4. Советов Б.Я., С.А. Яковлев. Моделирование систем: Учеб. для вузов - М.: Высшая школа, 2001. – 343 с.

Дополнительная литература по теории моделирования

5. Рыжиков Ю.И. Имитационное моделирование. Теория и технологии. – СПб.: КОРОНА, 2004.

6. Кельтон В., Лоу А. Имитационное моделирование. Классика CS. – СПб.: Питер, 2004.

7. В.В. Апаносович, Тихоненко О.М. Цифровое моделирование стохастических систем. - Минск, изд. "Университетское", 1986.

8. Основы теории вычислительных систем. - Учебное пособие /Под ред. Майорова С.А. - М.: Высшая школа, 1978.

Дополнительная литература по системе моделирования GPSS

9. Советов Б.Я., С.А. Яковлев. Моделирование систем. Практикум: Учеб. пособие для вузов. - М.: Высшая школа, 2003. – 295 с.

10. Рыжиков Ю.И. Имитационное моделирование. Теория и технологии. – СПб.: КОРОНА, 2004.

11. Шрайбер Т. Моделирование на GPSS. - М.: Машиностроение, 1980.

Учебно-методические материалы по дисциплине

12. Муравьев Г.Л. Моделирование систем: Курс лекций по дисциплине “Моделирование систем” для студентов специальностей “АСОИ”, “ЭВМ и С”. – Брест: БГТУ, 2003. – 164 с.

13. Методические указания к выполнению курсовых работ по дисциплине “Моделирование систем” для студентов специальности АСОИ. Электронный вариант. - Сеть кафедры ИИТ (каталог K:\LOOK\4 курс\Моделирование систем\Курсовые работы).

14. Методические указания к выполнению курсовых работ по дисциплине “Моделирование систем” для студентов специальности АСОИ (заочное). Электронный вариант. - Сеть кафедры ИИТ (каталог K:\LOOK\4 курс\Моделирование систем\ЗАОЧНОЕ\ Курсовые работы).

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. СОСТАВ ОТЧЕТНЫХ ДОКУМЕНТОВ

Здесь описан перечень таблиц, графиков и других отчетных материалов, которые должны быть представлены в пояснительной записке.

К Главе 4 “ Разработка концептуальной модели ”.

Рисунок 1. “Схема исходной Q-модели”.

Рисунок 2. “Схема уточненной Q- модели”.

Таблица 1. “Уточненные матрицы переходов потоков заявок”.

Таблица 2. “Перечень параметров узлов”.

Таблица 3. “Перечень параметров потоков”.

Таблица 4. “Значения параметров потоков”.

Таблица 5. “Значения параметров узлов”.

Таблица 6. “Описание узловых характеристик”.

Таблица 7. “Описание системных характеристик”.

К Главе 5 “ Разработка математической модели ”.

Рисунок 3. “Схема ССМ”.

К Главе 6 “ Разработка GPPS-ориентированной модели ”.

Рисунок 4. “Схема GPPS-ориентированной ССМ”.

Таблица 8. Измерение узловых характеристик ССМ.

Таблица 9. Измерение и вычисление системных характеристик ССМ.

К Главе 7 “ Разработка упрощенных аналитических и имитационных моделей,

подраздел “Аналитическое моделирование”:

Рисунок 5. “Схема сети МО”.

Рисунок 6. “Схема GPPS-модели сети МО”.

Рисунок 7. “Зависимость погрешностей характеристик от длительности моделирования”.

Таблица 10. “Значения параметров сети МО”.

Таблица 11. Значения характеристик сети МО.

Таблица 12. “Результаты аналитического и имитационного моделирования сети МО”.

Листинг 1. “Текст GPSS-модели сети МО ”.

Подраздел “Результаты исследования упрощенных имитационных моделей и системы”:

Рисунок 8. “ Зависимость характеристик системы от интенсивности входного потока.

Рисунок 9. “ Зависимость характеристик модели от числа заявок (замкнутый режим работы).

Таблица 13. Влияние законов распределения на характеристики системы.

Таблица 14. Влияние канальностей устройств на характеристики системы.

Таблица 14. Влияние емкости памяти на характеристики системы.

Таблица 15. Влияние эффектов управления на характеристики системы.

К Главе 8 “ Разработка имитационной модели системы”.

Рисунок 10. “Зависимость погрешностей характеристик от длительности моделирования”.

Таблица 16. “Значения узловых характеристик GPSS-модели системы”.

Таблица 17. “Значения системных характеристик GPSS-модели системы”.

Таблица 18. “Анализ стационарности режима функционирования (характеристик) GPSS-модели системы”.

Листинг 2. “Текст GPSS-модели системы”.

Листинг 3. “Статистический отчет выполнения GPSS-модели системы”.

К Главе 9 “ Исследование свойств системы”.

Рисунок 11. “Прогнозирование характеристик системы при росте интенсивностей потоков заявок”.

Рисунок 12. “Прогнозирование характеристик системы в замкнутом режиме функционирования”.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

КМ - концептуальная модель системы (объекта).

ММ – математическая, абстрактная модель системы (объекта).

АМ - аналитическая модель системы (объекта).

ИМ - имитационная модель системы (объекта).

Q-схема – типовая математической модель (модель с очередями).

ССМ - стохастическая сетевая модель.

GPSS-модель – имитационная модель на языке GPSS.

СЧА – стандартный числовой атрибут GPSS.

GPSS-ориентированная ССМ - стохастическая сетевая модель, адаптированная под реализацию на языке GPSS.

ЯВУ - язык программирования высокого уровня.

ЯВУ-модель - имитационная модель объекта в терминах языка программирования высокого уровня.

Cеть МО - сеть массового обслуживания.

ЭCеть МО – экспоненциальная однородной (замкнутая или разомкнутая) сеть массового обслуживания.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. ГРАФ МОДЕЛЕй

ПРИЛОЖЕНИЕ 4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СРЕДЫ GPSS WORLD (быстрый старт)

После запуска системы пользователь управляет ее работой через оконный интерфейс, представленный ниже

Подпункт Settings… пункта меню Edit позволяет выполнить настройку системы.

Для этого используются вкладки Моделирование (Simulation), Отчеты (Reports), Случайные числа (Random Numbers), Функциональные клавиши (Function Keys), Выражения (Expression).

В первую очередь настройки позволяют на вкладке Reports выбрать состав отчетов о моделировании, генерируемых системой.

Сеанс моделирования начинается либо загрузкой ранее созданного текста модели (из файла с расширением *.gps) либо, как показано ниже, созданием нового документа.

Для этого задается тип нового документа – текст модели (Model).

После этого пользователь получает возможность работать в клиентской области окна – вводить и редактировать описание модели. При этом операторы (блоки) GPSS могут вводиться вручную либо с использованием подпункта меню Insert GPSS Blocks… (Вставить GPSS блоки).

Нужный оператор выбирается из предложенной таблицы – списка блоков.

Фрагмент набранного текста представлен ниже.

Пример законченного исходного текста модели представлен ниже.

Для подготовки моделирования выполняется предварительная трансляция текста модели командой Create Simulation (Выполнить моделирование).

Кроме файла с текстом модели в процессе моделирования GPSS ведет ряд других файлов, таких как Журнал (Journal с расширением *.sim) для протоколирования выполняемых в процессе моделирования команд, таких как Отчет (Report с расширением *.rpt) и др.

При нормальном завершении в Журнале появляются сообщения: - Трансляция модели начата. А затем - Готово.

При внесении изменений в текст модели, при исправлении ошибок текст следует заново перетранслировать.

Теперь модель готова для моделирования, которое инициируется командой START.

В окне команды Старт следует скорректировать параметр.

Например, задать 50 000 – число транзактов, которое должно пройти через модель до момента завершения моделирования.

Соответственно начнется моделирование, которое может занять от долей секунд до минут, часов в зависимости от сложности модели и заданной длительности моделирования.

В Журнале появится сообщение START 50 000 и Simulation in Progress (Выполняется моделирование). По окончании моделирования появляется сообщение The Simulation has ended (Моделирование завершено). При внесении изменений в текст модели, при исправлении ошибок текст следует заново перетранслировать.

При нормальном завершении моделирования (The Simulation has ended) система автоматически сгенерирует файл Отчета о результатах моделирования.

Ниже представлен фрагмент отчета.

Здесь секция Facility содержит характеристики устройств B_1, B_2: например, загрузки - Util., среднее время обслуживания - Ave.Time.

Здесь секция Queue содержит характеристики контрольных точек – “очередей” (queue-depart) U_System, W_B_3 и др.: например, среднее время пребывания (ожидания) - Ave.Time и др.

Здесь секция Storage содержит характеристики памяти B_3: например, загрузки - Util., средний занятый объем - Ave.С.

При необходимости продолжить моделирование от текущей точки выполняется очередная команда START; для продолжения моделирования от текущей точки со сбросом ранее накопленной статистики выполняется команда RESET и очередная команда START; для реализации нового моделирования в этом же сеансе следует либо заново перетранслировать модель либо привести систему в исходное состояние командой CLEAR и выполнить команду START.

ПРИЛОЖЕНИЕ 5. ПОСТРОЕНИЕ ЧАСТОТНЫХ ТАБЛИЦ И ГИСТОГРАММ в GPSS WORLD

В отчете моделирования кроме точечных оценок можно получить частотные таблицы (характеризующие вероятностное распределение анализируемой случайной величины и служащие основой для отображения законов распределений в графической форме)

В примере ниже частотная таблица строится для контрольных точек, задаваемых парой команд queue w_b_2 и depart w_b_2. По ним фиксируется статистика очереди заявок на входе в узел (одноканальное устройство) b_2, в т.ч. длительность ожидания в очереди.

Сбор данных и построение таблицы выполняется оператором QTABLE:

WaitTime_b2 QTABLE w_b_2,2,8,20.

Здесь WaitTime_b2 – имя таблицы, 1-й операнд w_b_2 задает очередь для которой строится таблица, 2-й операнд 2 задает правую границу первого интервала таблицы, 3-й операнд 8 задает длину каждого интервала таблицы, 4-й операнд 20 задает число интервалов таблицы.

**************************************************

WaitTime_b2 QTABLE w_b_2,2,8,20

**************************************************

GENERATE (Exponential(1,0,20))

queue U_system

queue w_b_1

queue u_b_1

SEIZE b_1

depart w_b_1

ADVANCE (Exponential(2,0,4))

RELEASE b_1

depart u_b_1

queue u_sum_b_2

Label_1 queue w_b_2

queue u_b_2

SEIZE b_2

depart w_b_2

ADVANCE (Exponential(3,0,6))

RELEASE b_2

depart u_b_2

TRANSFER.5,,Label_1

depart u_sum_b_2

depart U_system

TERMINATE 1

*************************************************

Частотная таблица и соответствующий график представлены ниже.

Частотная таблица и соответствующий график для оператора

WaitTime_b2 QTABLE w_b_2,2,2,10

представлены ниже.

Построение графиков выполняется после завершения моделирования с использованием последовательности указанных ниже команд.

Дата добавления: 2014-12-27