Структурная схема моделируемой системы и её описание. Временная диаграмма и Q-схема системы. Укрупнённая и детальная схема моделирующего алгоритма. Описание машинной программы решения задачи. Описание возможных улучшений и оптимизации в работе системы.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

АННОТАЦИЯ

В курсовой работе рассматривается моделирование системы обслуживания, имеющей в своём составе три ЭВМ (BLK1, BLK2, BLK3); передающей пакеты данных на обслуживание, с распределением вероятностей передачи пакетов. Моделирование производится с помощью системы имитационного моделирования GPSS/PC. Имитационное моделирование GPSS/PC, обеспечивает возможность испытания, оценки и проведения испытания с предлагаемой системой без каких-либо непосредственных воздействий на нее. При имитационном моделировании проводится эксперимент с программой, которая является непосредственной моделью рассматриваемой системы.

Содержание

Введение

1. Основная часть

1.1 Описание моделируемой системы

1.2 Структурная схема модели системы и её описание

1.3 Временная диаграмма и её описание

1.4 Q-схема системы и её описание

1.5 Укрупнённая схема моделирующего алгоритма

1.6 Детальная схема моделирующего алгоритма

1.7 Математическая модель и её описание

1.8 Описание машинной программы решения задачи

1.9 Результаты моделирования и их анализ

2. Описание возможных улучшений в работе системы

2.1 Результаты оптимизации системы и их анализ

Заключение

Литература

Приложение 1

Приложение 2

моделирование управление обработка данные

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время нельзя назвать область человеческой деятельности, в которой в той или иной степени не использовались бы методы моделирования. Особенно это относится к сфере управления различными системами, где основными являются процессы принятия решений на основе полученной информации.

Одна из проблем современной науки и техники - разработка и внедрение в практику проектирования новейших методов исследования характеристик сложных информационно-управляющих и информационно-вычислительных систем различных уровней (например, автоматизированных систем научных исследований и комплексных испытаний, систем автоматизации проектирования, АСУ технологическими процессами, а также интегрированных АСУ, вычислительных систем, комплексов и сетей, информационных систем, цифровых сетей интегрального обслуживания и т. д.). При проектировании сложных систем и их подсистем возникают многочисленные задачи, требующие оценки количественных и качественных закономерностей процессов функционирования таких систем, проведения структурного алгоритмического и параметрического их синтеза.

Пример проектирования системы передачи данных и является темой моей курсовой работы. Модель реализуется на ЭВМ, воспроизводит поведение управляемого объекта и внешней среды, а люди в определённый момент времени имеют возможность принимать решение по управлению объектом. Это весьма актуально так как, в последние годы основные достижения в областях науки и техники неразрывно связаны с процессом совершенствования ЭВМ и расширением сферы её эксплуатации. В качестве источников информации, использовался курс лекций по данной тематике, список дополнительно используемой литературы приведен в одноименном разделе. Пояснительная записка иллюстрируется схемами и программами, выполняемыми с соблюдением требований ЕСПД

1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1.1 Описание моделируемой системы

Как в аннотации уже было сказано, рассматривается система управления пакетами обработки данных тремя ЭВМ (IBM1, 2, 3 - соответственно). Емкость очереди пакетов безразмерна, поэтому не происходит обработка результатов переполнение и выбывания пакетов из очереди. Рассмотрим условие задачи более подробно и разберём каждый из этапов работы системы.

Условие задания:

Вычислительная система состоит из трех ЭВМ. С интервалом 3±1 мин в систему поступают задания, которые с вероятностями Р1=0,5, Р2=0,2 и Р3=0,3 адресуются одной из трех ЭВМ. Перед каждой ЭВМ имеется очередь заданий, длина которой не ограничена. Продолжительность обработки заданий на разных ЭВМ характеризуется интервалом времени Т1=7±4 мин, Т2=3±1 мин, Т3=5±2 мин.

Смоделировать процесс обработки 200 заданий. Определить среднюю длину каждой очереди и коэффициенты загрузки ЭВМ.

Как видно из условия предложенной модели, работа всей системы передачи осуществляется в три этапа.

Сначала пакеты генерируются системой с заданной частотой [3±1]. Далее происходит выборка пакетов по приоритетам и поступление их в блоки обслуживания ЭВМ. В блок BLK1, с распределением вероятности .5, между блоками BLK2 и BLK3 происходит с вероятностями .2 и .3 соответственно, или в соотношении BLK2/BLK3 как 2/3 (? .667).

Заполнение BLK1 связано с двумя событиями:

время генерации поступления пакетов;

вероятностная выборка приоретизации пакетов между блоками.

Заполнение BLK2 и BLK3 происходит аналогично.

Второй этап заключается в обработке пакетов соответствующими ЭВМ. На втором этапе временной интервал обслуживания пакета зависит от временных интервалов соответствующих ЭВМ (IBM1, IBM2, IBM3).

Третий этап заключается в получении пакета, т.е. достижения пакетом пункта назначения.

1.2 Структурная схема модели системы и её описание

Приведём структурную схему модели рассматриваемой системы. Как уже было сказано и раннее она состоит из трёх основных этапов:

Генерация и распределение пакетов между блоками (BLK1, BLK2, BLK3) ЭВМ (IBM1, IBM2, IBM3 соответственно).

Поступление пакетов в первый блок (BLK1), соответствующий первой ЭВМ (IBM1), распределение пакетов между блоками (BLK2, BLK3) ЭВМ (IBM2, IBM3).

Выход пакетов после обслуживания.

Опишем каждый блок приведённой выше структурной схемы.

Как видно из схемы работа системы обслуживания, рассматриваемая в курсовой работе очень проста, следовательно, в начале происходит генерация пакетов, затем идет выборка пакетов по заданным приоритетам. Стоит заметить, что хоть интервал поступления пакетов во все ЭВМ одинаков, пакеты поступают с различным распределением. Также следует обратить внимание на то, что пакеты поступают в систему от источника каждые 31 мс независимо от дальнейшей работы системы. После работы системы передачи на первом этапе происходит передача пакетов в ЭВМ1 и распределение их же на ЭВМ2 и ЭВМ3.

Структурная схема процессов будет иметь следующий вид:

Размещено на

Рис. 1 - Структурная схема процессов системы передачи

Особенностью данной модели является передача пакетов по приоритетам ЭВМ, т. е. с различной вероятностью, а следовательно и с различным временным интервалом.

Представим структурную схему функционирования системы обработки пакетов на основе устройств (блоков).

Размещено на

Рис. 2 - Структурная схема системы передачи

1.3 Временная диаграмма и её описание

Приведём временную диаграмму выполнения всех процессов модели для более детального представления процесса функционирования системы передачи.

Распишем оси координат. Ось ординат - временная шкала. Ось абсцисс:

1, 2, 3 - пребывание заявок в накопителях ЭВМ1, ЭВМ2, ЭВМ3, соответственно.

4, 5 ,6 - пребывание заявок на обслуживании ЭВМ1,ЭВМ2, ЭВМ3, соответственно.

7 - уход заявки с обслуживания системой.

0 - поступление заявки на обслуживание системой.

Размещено на

Рис. 3 - Временная диаграмма процессов системы передачи пакетов

Различия начертания векторов на временной диаграмме, обусловлены читабельностью диаграммы. Вектора, показывающие временное поведение транзакта, обрабатываемого ЭВМ1 начинаются так:Размещено на

, начало таранзакта, обрабатываемого ЭВМ2, обозначается так:Размещено на

. Транзакты, обрабатываемые ЭВМ3 обозначаются так: Размещено на

. Остальные обозначения произведены ручкой.

1.4 Q-схема системы и её описание

Концептуальная модель системы построена. Перейдем к этапу формализации модели. Так как описанные процессы являются процессами массового обслуживания, то для формализации задачи используем символику Q-схем. В соответствии с построенной концептуальной моделью и символикой Q-схем структурную схему данной СМО можно представить в виде, показанном на рисунке 4, где И - источник, К - канал.

Размещено на

Рис. 4 - Q-схема системы передачи пакетов

Рассмотрим подробнее Q-схему, представленную на рисунке 4. Из Q-схемы сразу же видно, что в системе передачи данных производится параллельная обработка пакетов между ЭВМ, причем одновременно передаются пакеты во все ЭВМ.

Источник имитируют процесс поступление пакетов в накопители, в соответствии с приоритетами ЭВМ. В накопителях Н1, Н2 и Н3 длинна очереди не ограниченна, поэтому не происходит выпадения...