Разработка средств моделирования систем

Теория массового обслуживания связана с разработкой и анализом математических, т.е. абстрактных, моделей, которые описывают процесс обслуживания некоторых объектов, поступающих на вход обслуживающего прибора в виде некоторого потока, и образующего в общем случае очередь на входе обслуживающего прибора.

- рассматриваются сети замкнутые и разомкнутые;

Разомкнутая сеть – это такая отрытая

сеть, в которую заявки поступают из внешней среды и уходят после обслуживания из сети во внешнюю среду. Другими словами, особенностью разомкнутой СМО является наличие одного или нескольких независимых внешних источников, которые генерируют заявки, поступающие в сеть, независимо от того, сколько заявок уже находится в сети. В любой момент времени в разомкнутой СМО может находиться произвольное число заявок (от 0 до Ґ).

В замкнутой СМО циркулирует фиксированное число заявок, а внешний независимый источник отсутствует. Исходя из физических соображений, в замкнутой СМО выбирается внешняя дуга, на которой отмечается псевдонулевая точка, относительно которой могут измеряться временные характеристики.

- система должна обеспечивать ввод и анализ корректности параметров систем;

При вводе параметров, необходимых для реализации системы, проверяется их корректность и если параметр введён неверно, то пользователя просят повторить ввод но уже нового параметра.

- система должна обеспечивать генерацию отчётов.

В системе моделирования GPSSW предусмотрен стандартный отчет, в котором выводятся результаты моделирования.

Стандартный отчет включает в себя результаты моделирования системы, например такие, как:

- коэффициент использования канала обслуживания;

- средняя длина очереди;

- среднее время пребывания требования в очереди и ряд других.

1.2 Разработка концептуальной модели системы

Разработка концептуальной модели подразумевает в себе определение структуры моделируемой системы, свойства ее элементов и причинно-следственные связи, присущие этой системе.

На этапе построения концептуальной модели проводится разбиение системы на элементы, допускающиу удобное математическое или алгоритмическое описание, определяются связи между элементами.

В данном курсовом проекте рассматриваются различные вариации систем массового обслуживания (СМО). СМО являются подклассом стохастических сетевых моделей (ССМ).

СМО состоит:

- из обслуживающих узлов(используются только устройства);

- из маршрутных узлов(используются только вероятностные или вообще не используются).

СМО подразделяются на линейные и нелинейные. Сеть массового обслуживания является линейной, если выполняется условие:интенсивность заявок на входе в любую СМО определяется линеной суперпозицией потоков других СМО. Другими словами, не должно быть дулирования или удаления элементов потоков.

Линейные сети масового обслуживания в свою очередь подразделяются на разомкнутые и замкнутые. Вразомкнутой СМО есть только одиночные генераторы. Взамкнутой СМО могут быть только одиночные генераторы.

Рисунок 1.2.1 Модель замкнутой СМО

В замкнутых СМО (рисунок1.2.1) обслуженные заявки в общем случае после некоторой временной задержки , снова поступают на вход СМО.

Разомкнутые и замкнутые СМО могут быть как однородными, так и неоднородными. В однородных сетях может быть только один тип заявок. В неоднородных сетях соответственно может быть несколько типов заявок.

СМО подразделяются так же на экспоненциальные и неэкспоненциальные.В экспоненциальных сетях входные потоки Пуасоновские, законы распределения длительности обслуживания в каждом устройстве экспоненциальные. В неэкспоненциальных сетях массового обслуживания входной закон или длительности обслуживания в каждом устройстве, или и то и другое распределены не по экспоненциальным законам.

В рамках выполнения курсовой работы ограничимся рассмотрением линейных замкнутых и разомкнутых СМО. В них используются следующие узлы:

- генератор;

- вероятностный узел;

- приёмник.

Вероятностный узел определяет маршрут прохождения заявки, в зависимости от вероятности перехода, заданной в матрице переходов.

Режимы перехода рассматриваются следующие:

- режим безусловной передачи;

- режим статистической передачи;

- режим BOTH;

- режим ALL;

Сеть считается заданной, если задана структура сети и потоки заявок.

Структура сети определяется через задание количества узлов и матрицу вероятностей перехода между узлами.

Для источников (генераторов) заявок указываемзакон поступления заявок (входной поток):

- бета (Beta);

- биномиальное (Binomial);

- Вейбулла (Weibull);

- дискретно-равномерное (DiscreteUniform);

- гамма (Gamma);

- геометрическое (Geometric);

- Лапласа (Laplace);

- логистическое (Logistic);

- логлапласово (LogLaplace);

- логлогистическое (LogLogistic);

- логнормальное (LogNormal);

- нормальное (Normal);

- обратное Вейбулла (InverseWeibull);

- обратное Гаусса (InverseGaussian);

- отрицательное биномиальное (NegativeBinomial);

- Парето (Pareto);

- Пирсонатипа V (Pearson Type V);

- Пирсонатипа VI (Pearson Type VI);

- Пуассона (Poisson);

- равномерное (Uniform);

- треугольное (Triangular);

- экспоненциальное (Exponential);

- экстремального значения A (ExtremeValue A);

- экстремального значения В (ExtremeValue В).

Приемник уничтожает заявки по одной.

Структура соединения узлов задается с помощью матрицы переходов, размером N*N, где N – количество узлов в сети. Элемент матрицы показывает, с какой вероятностью заявка после обслуживания в одном устройстве перейдет к обслуживанию в другом устройстве.

Так же необходимо указать количество заявок, которые полностью пройдут через сеть.

Для упрощения реализации задания сперва смоделируем различные вариации СМО на GPSS WORLD и затем на основе полученного результата помтроим программу на MicrosoftVisualStudio C++.

Рассмотрим следующие виды СМО:

- одноканальная замкнутая смо с одним устройством;

- одноканальная замкнутаясмо с несколькими устройствами;

- одноканальная замкнутая смо с несколькими устройствами;

- одноканальная разомкнутая смо с одним устройством;

- одноканальная разомкнутая смо с несколькими устройствами;

- одноканальная разомкнутая смо с обратной связью;

- одноканальная разомкнутая смо с обратными связями и несколькими устройствами;

- одноканальная разомкнутая смо с вероятностным узлом;

- одноканальная разомкнутая смо с двумя входными потоками;

- многоканальная замкнутая смо;

- многоканальная разомкнутая смо;

- многоканальная разомкнутая смо с несколькими устройствами.

2 Разработка имитационной модели

При имитационном моделировании необходимо заменить исходный объект новым, в котором воспроизведены все черты исходного объекта: состав объекта, информационные потоки, управление.

Имитационное моделирование – это способ получения с помощью ЭВМ статистических данных о процессах, происходящих в моделируемом объекте.

 Скачать реферат