Моделирование на GPSS

Object

Новый продукт, Object GPSS содержит много новых функций и процедур, расширяющих возможности разработчика модели. Общее число блоков в системе доведено до 74. Система содержит 11 типов объектов и 73 процедуры для управления моделью. Общее число функций достигает 123.

Для работы с системой используется программа – мастер, которая позволяет достаточно просто создавать, компилировать и запускать модели на выполнение. Скомпилированная модель и обеспечивает собственно моделирование.

Как программа – мастер, так и скомпилированная модель имеют современный внешний вид, соответствующий возможностям ОС Windows и достаточно удобны как для построения моделей, так и для отображения результатов моделирования в текстовом или в графическом виде. В системе значительно облегчена отладка моделей, так как всегда можно наблюдать графики изменения нужных параметров модели, а также получать подробные «снимки» текущего состояния модели.

Функции и параметры модели – типизированы, и могут быть следующих базовых типов: целый, вещественный, строковый и логический. Каждый тип строго контролируется, а преобразование типов, если необходимо, должно выполняться явным образом. В системе можно использовать многомерные массивы любых объектов, что намного повышает возможности разработчика моделей. В системе можно связать наборы X - параметров с любыми объектами или даже создавать и уничтожать наборы X- параметров в динамике.

При моделировании можно использовать данные и процедуры на языке Object Pascal, которые подготавливаются разработчиком модели, если ему это нужно. Таким образом, можно упростить разработку сложных моделей, в том числе и таких, которые невозможно либо сложно реализовать на классическом GPSS. В системе можно программно управлять не только вычислениями, но и выводом результатов, но также управлять моделью как единым целым.

Система Object GPSS, ориентирована на дискретно- событийное моделирование систем массового обслуживания. Представление жизни модели как движения во времени заявок, перемещающихся в модели и обслуживающихся в устройствах очень естественно для многих задач имитационного моделирования. Система Object GPSS, достаточно легка для изучения. Студенты после короткого времени обучения могут создавать достаточно сложные модели. Автоматический сбор статистики - это огромная помощь для начинающих. Для многих реальных систем, моделирование на Object GPSS, выполняется гораздо легче, чем другими методами. Компактность текста модели и возможность использования графического интерфейса позволяют ускорить создание прототипов моделей. При этом на каждую из них можно получить быстрый отклик после улучшений проведенных пользователем.

Object GPSS – это высоко интегрированная компьютерная среда моделирования общего назначения, разработанная для профессионалов моделирования. Это - мощный инструмент моделирования, покрывающий, дискретно-событийное моделирование, с чрезвычайно высоким уровнем взаимодействия и визуализации. При использовании Object GPSS, возможно предсказать поведение весьма сложных реальных систем.

Многие дорогостоящие проекты в прошлом потерпели неудачу, потому что конечный результат не был предсказан достаточно точно. Определение максимальной пропускной способности системы, ее стоимости, и многого другого, всё это необходимо детально знать о системе при её разработке, причём как можно раньше. Хотя хорошие математические модели чрезвычайно ценны, и они должны использоваться там, где это возможно, сложность реальных систем требует использования компьютерного моделирования. В этих случаях и необходима система Object GPSS.

Эта версия, Object GPSS, - прямой потомок GPSS /PC и GPSS World для персональных компьютеров. Введение в 1984 году, GPSS /PC, а в 2000 году и GPSS World сохранило тысячам пользователей миллионы долларов. Теперь, система Object GPSS расширяет их возможности.

Язык Object GPSS разработан так, чтобы давать ответы быстро и надежно, с минимумом усилий.

Система Object GPSS была разработана таким образом, чтобы обеспечить прозрачность моделирования. Она позволяет видеть внутренние механизмы моделей и зафиксировать результат. Взаимодействие модели с пользователем позволяет ему не только провести исследование, но и обеспечивает управление моделью. Так что теперь, можно проводить эксперименты и оптимизацию автоматически, с относительно небольшими усилиями.

Моделирование большинства систем требует знания только малого подмножества блоков и процедур системы.

Однако для сложных систем, нужно знакомства со всем тем, что может предложить Object GPSS.

Проведение моделирования требуют выполнения нескольких шагов. Эти шаги обычно включают:

- формирование модели и совокупность данных;

- тестирование и проверку;

- собственно моделирование;

- экспериментирование;

- анализ результатов.

В Object GPSS, вы создаете и изменяете модель, с помощью текстового редактора. Далее создаете собственно компилированную модель, используя пункт Convert And Run. В модели, в ее процедуре Modeling, вы можете использовать мощный набор процедур для того, чтобы управлять ходом моделирования, а значит можно автоматизировать проведение экспериментов с моделью. Вы можете управлять моделью в интерактивном режиме, или включать процедуры управления прямо в первоначальную модель. В ходе тестирования и проверки, доступно слежение за значениями параметров модели как в виде графиков или значений, так и в текстовой форме.

Поскольку языком моделирования на самом деле является Object Pascal, то при построении модели доступны многочисленные функции и библиотеки этого языка. Написанные пользователем процедуры можно использовать наравне с библиотечными процедурами.

6.2 Комплекс «ВиРОМ»

Полное наименование программной разработки: «Комплекс ввода и расширенной обработки моделей» (Коротко “Комплекс ВиРОМ”). Представляемый программный комплекс предназначен для визуализации процесса построения и отладки имитационных моделей систем, автоматизации процесса исследования поведения модели (путем автоматического проведения экспериментов), автоматизации сбора данных о результатах моделирования в ходе проведения экспериментов. Комплекс предназначен для работы с интерпретатором GPSS World™.

Приведем некоторые недостатки системы GPSS World и пути их решения средствами комплекса ВиРОМ (таблица 1).

Таблица 1 – недостатки системы GPSS World и пути их решения

Недостаток или проблема	Решение
Текстовое представление модели	С помощью приложения GPSS Constructor проектируемая модель представляется в виде блок-схемы, что является более наглядными удобным при проектировании и реализации.
Сложность формирования не тривиальных, не стандартных законов распределения	Использование приложения Function’s Builder позволяет ввести закон распределения (ЗР) графически в виде дифференциальной функции ЗР, приложение автоматически интегрирует функцию ЗР и представляет в виде используемом в GPSS.
Представление результатов моделирования (и/ или экспериментов) в виде текстовых документов	Приложение Model Multi Runner предоставляет пользователю средства, с помощью которых при проведении многократных экспериментов их результаты накапливаются в табличном виде, что более удобно при статистической обработке данных на ЭВМ (например, с помощью MS Excel).
Сложность организации экспериментов над моделью	Используя средства приложения Model Multi Runner, пользователь получает возможность написать сценарий эксперимента путем декомпозиции последнего на простые операции, не прибегая к средствам языка PLUS, который встроен в GPSS World.

Как видно из названия ВиРОМ является составным программным средством, следовательно, наиболее правильным описанием назначения комплекса будет описание назначений его приложений.

GPSS Constructor - приложение предназначено для визуального построения моделей систем в виде блок схемы эквивалентной коду модели на языке ИМ GPSS. Также приложение позволяет пользователю создавать и редактировать предмодельные описания и Plus-процедуры используемые в модели.

Model Multi Runner - позволяет быстро произвести множество прогонов модели, изменяя параметры блоков модели по заданному сценарию, собирая данные о прогоне модели из отчетов в таблицы с возможностью последующего сохранения в текстовый файл либо экспорта в Microsoft Excel, для дальнейшей статистической обработки.

Functions Builder - переводит функцию плотности распределения заданную графически, в обратную, интегрируя её, и представляет её в виде задающих пар чисел используемом в GPSS.

Model Report Master - позволяет пользователю собрать данные о модели и ее работе, используя данные экспортируемые из других приложений комплекса в ходе разработки, отладки и исследования поведения модели, и представить их в виде HTML – документов. Последние предполагают их использование в качестве рабочих отчетов на промежуточных этапах разработки и исследования модели.

Данный комплекс предназначен для использования в области системного анализа и рассчитан на использования специалистами в области проектирования АСУ либо системными аналитиками.

Из всех приложений комплекса с интерпретатором GPSS Word взаимодействуют только GPSS Constructor и Model Multi Runner.

Проблема передачи модели для прогона в интерпретатор GPSS World заключается в том, что формат, в котором интерпретатор сохраняет модели и соответственно из которого их загружает неизвестен. Хотя, при просмотре файлов в текстовом редакторе удалось установить, что в конце файла сохраненного в формате GPSS World записан текст сохраненного документа (журнала прогона, отчета, модели и т.д.) в формате RTF (Rich Text Format). Это позволяет отсечь эту часть файла и загрузить ее в приложение комплекса. Но проблема обратной передачи (из приложений в интерпретатор) этим не решается.

Для решения проблемы передачи модели из приложений в интерпретатор используется метод эмуляции потока данных от пользователя, то есть имитируются нажатия клавиш на клавиатуре пользователем. Таким образом, после загрузки приложения и передачи кода модели в буфер обмена операционной системы, мы с легкостью можем передать текст кода модели в окно интерпретатора, сохранить модель и запустить прогон модели. Для того чтобы выполнить все выше описанное необходимо лишь знать последовательность нажимаемых клавиш на клавиатуре.

Преимуществом данного метода работы с интерпретатором является независимость от внутреннего формата представления данных в интерпретаторе (с изменением версий формат может меняться), так как все действия производятся стандартными средствами операционной системы.

Недостатком же этого метода является проблема синхронизации работы интерпретатора и приложения вызвавшего его. Но эта проблема решается с помощью отслеживания тайм-аутов в работе интерпретатора.

Заключение

Язык GPSS создавался в результате раннего опыта, накопленного при разработке имитационных моделей. И в последующее время дальнейшая эволюция GPSS, все больше основывалась на широком использовании опыта, совмещая это с извлечением выгоды из практических приложений. Классы GPSS и связанные с ними методы. Наиболее важные классы объектов (транзакты) и другие классы объектов (например, устройства, памяти и логические ключи) и их свойства (блоки) отображаются в языке имитационного моделирования элементами, которые используются в реальных вычислительных сетях и в других дискретных системах. В действительности - GPSS приспосабливается так быстро и легко, так хорошо представляет реальные дискретные системы и сделан так вовремя в истории вычислительной техники и имитационного моделирования, что все это обусловило его долголетие.

Библиографический список

1 Шакин В.Н., Воробейчиков Л.А., Шибанов С.Е., Семенова Т.И. Моделирование систем и сетей связи: Учебное пособие/МИС.- М., 1988.

2 Игельник Б.М., Лившиц В.М., Шибанов С.Е. Аналитическое моделирование систем связи: Учебное пособие/МИС. - М., 1989.

3 Шеннон Р. Имитационное моделирование систем - искусство и наука: Пер. с англ. - М.: Мир, 1978.

4 Советов Б.Я. Моделирование систем. Практикум: Учеб. пособие для вузов/ Б.Я. Советов, С.А. Яковлев.- 2-е изд., перераб. И доп.- М.: Высш. шк., 2003,-295 с.

5 Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем: Учеб. для вузов – 3-е изд., перераб. и доп.- М.: Высш. шк., 2001. – 343 с.: ил.

7 Шрайбер Т.Дж. Моделирование на GPSS: Пер. с англ.- М.: Машиностроение, 1980.

8 А.Г. Королёв. Моделирование систем средствами Object GPSS. Практический подход в примерах и задачах. Учебное пособие. Луганск: Изд-во Восточно-украинского нац. ун-та, 2005.-307 с.

9 Каштанов Д.И. Документация на комплекс “ВиРОМ 2.0”. – Владивосток, 2002.

Оглавление

Введение…………………………………………………………
1 Общие сведения о GPSS…..………………………………….
2 Основные блоки GPSS/PC и связанные с ними объекты…..
2.1 Блоки, связанные с транзактами ……………………….
2.2 Блоки, связанные с аппаратными объектами …………
2.3 Блоки для сбора статистических данных ……………...
2.4 Блоки, изменяющие маршруты транзактов …………...
2.5 Блоки, работающие с памятью…………………………
2.6 Блоки для работы со списками пользователя …………
3 Управляющие операторы GPSS/PC …………………………
4 Некоторые приемы конструирования GPSS-моделей……...
4.1 Косвенная адресация…………………………………....
4.2 Обработка одновременных событий….………………..
5 Технология работы с пакетом GPSS-World…………………
5.1 Загрузка интегрированной среды………………………
5.2 Ввод новой модели……………………………………...
5.3 Редактирование текста модели………………………...
5.4 Запись и считывание модели с диска…………………..
5.5 Прогон модели и наблюдение за моделированием……
5.6 Получение и интерпретация стандартного отчета…….
6 Современные пакеты моделирования на основе GPSS
6.1 Object GPSS ……………………………………………..
6.2 Комплекс «ВиРОМ»…………………………………….
Заключение………………………………………………………
Список литературы……………………………………………..

Учебное издание

Воробьев Эдуард Игоревич

Щеглова Оксана Леонидовна

Редактор Г. В. Биндюкова

Компьютерный набор Щеглова О.Л.

ЛР № от Подписано в печать 16.05.04.

Формат 60х86/16. Бумага для множительных аппаратов.

Усл. печ. л.. Уч.-изд. л.. Тираж 120 экз.

Зак. №

Воронежский государственный технический университет

394026 Воронеж. Московский просп., 14

Дата добавления: 2014-12-27