 |
Анализ исходных данных и выбор недостающих
|
|
|
|
Введение
Имитационное моделирование применяется к процессам, в ход которых может время от времени вмешиваться человеческая воля. Человек, руководящий операцией, может в зависимости от сложившейся обстановки, принимать те или иные решения, подобно тому, как шахматист, глядя на доску, выбирает свой очередной ход. Затем приводится в действие математическая модель, которая показывает, какое ожидается изменение обстановки, в ответ на это решение и к каким последствиям оно приведет спустя некоторое время. Следующее текущее решение принимается уже с учетом реальной новой обстановки и т. д. В результате многократного повторения такой процедуры руководитель как бы "набирает опыт", учится на своих и чужих ошибках и постепенно выучивается принимать правильные решения - если не оптимальные, то почти оптимальные.
Цель данной курсовой работы: изучение всех аспектов создания имитационной модели, рассмотрение непосредственных алгоритмов имитационного моделирования.
Для достижения поставленной цели в работе ставятся следующие задачи:
. Изучить этапы построения имитационных моделей.
. Изучить алгоритмы имитационного моделирования систем массового обслуживания.
. Продемонстрировать программу, имитирующую функционирования вычислительной системы, с учетом дополнительных условий.
Глава 1. Основные цели, проблемы и этапы построения имитационной модели
Основная общая цель моделирования заключается в наблюдении за системой, подверженной воздействию внешних или внутренних факторов при достижении системой определенного состоянии, которое может быть как задано, так и неизвестно, из-за отсутствия информации или по каким либо иным причинам. Моделирование позволяет определить сможет ли система функционировать при таких условиях или нет, во время этого перехода. В зависимости от реальной модели и цели расширяются и конкретизируются.
|
|
|
Определение качества функционирования большой системы, выбор оптимальной структуры и алгоритма поведения, построение системы в соответствие с поставленной перед ней целью - главная проблема при проектировании современных больших систем (в том числе и АСУ, САПР и т. д.). Этапы построения имитационной модели:
. Определение системы;
. Формулирование модели. Переход от реальной системы к некоторой логической схеме (абстрагирование);
. Подготовка данных (отбор данных, необходимых для построения модели и представления их в соответствующей форме);
. Трансляция модели (описание модели на языке, применимом для использования ЭВМ);
. Оценка адекватности (повышение до приемлемого уровня степени уверенности с которой можно судить относительно выводов о реальной системе, полученной на основании обращения к модели);
. Планирование эксперимента;
. Экспериментирование (процесс осуществления имитации с целью получения желаемых данных и анализа чувствительности);
. Интерпретация (построение выводов по данным, полученным путем имитаций);
. Реализация и документирование (практическое использование модели и результатов моделирования).
Имитационное моделирование используется, когда для описания сложной системы недостаточно аналитического моделирования. В имитационной модели поведение компонент сложной системы описывается набором алгоритмов, которые затем реализуют ситуации, которые возникают в реальной системе. Алгоритмы, которые модулируют по исходным данным и фактическим значением параметров сложных систем позволяют получить информацию о возможном поведении сложной системы (СС). На основе этой информации исследователь может принять соответствующее решение. Имитационная модель (ИМ) сложной системы рекомендуется в следующих случаях:
|
|
|
Нет законченной постановки задачи исследования и идет процесс познания объекта моделирования. ИМ - способ изучения явления;
Математические средства аналитического моделирования сложные и громоздкие и ИМ дает наиболее простой способ;
Кроме оценки влияния параметров СС необходимо наблюдать поведение компонент СС некоторый период;
ИМ - единственный способ исследования СС, то есть невозможны наблюдения в реальных условиях за объектом;
Необходимо контролировать протекание процессов в СС, уменьшая и ускоряя скорость их протекания в ходе имитации;
При подготовке специалистов и освоении новой техники;
Изучение новых ситуаций в СС, проверка новых стратегий и принятие решений перед проведением экспериментов на реальной системе;
Предвиденье узких мест и трудностей в поведении СС при введении новых компонент;
ИМ - наиболее распространенный метод анализа и синтеза СС.
Глава 2. Разработка программы имитационного моделирования "функционирования вычислительной системы"
Постановка задачи
Специализированная вычислительная система состоит из трех процессоров и общей оперативной памяти. Задания, поступающие на обработку через интервалы времени 5±2 мин, занимают объем оперативной памяти размером в 10кб. После трансляции первым процессором в течение 5±1 мин их объем увеличивается до 20кб, и они поступают в оперативную память. Затем после редактирования во втором процессоре, которое занимает 2,5±0,5 мин на 10кб каждый, объем задания достигает до 30кб. Отредактированные задания через оперативную память поступают в третий процессор на решение, требующее 1,5±0,4 мин на каждый 10кб, и покидают систему, минуя оперативную память. Смоделировать работу вычислительной системы в течение 24 ч. В задании на моделирование объекта четко и ясно описаны специализированная вычислительная система, и процессы, протекающие в ней.
Анализ исходных данных и выбор недостающих
Время прихода заданий 5±2 мин. Каждое задание занимает объем ОП в 10кб. Время трансляции ПП 5±1, после чего задание занимает объем ОП в 20 кб. Время редактирования ВП 2,5±0,5 мин на 10 кб, объем возрастает до 30кб. Время решения ТП 1,5±0,4 мин на 10кб, задания покидают систему, минуя оперативную память. Эти данные являются входными параметрами. В задании сказано, что необходимо определить характеристики занятия оперативной памяти по всем трем видам заданий. Теперь проанализируем законы распределения исходных данных. Время прихода задания в ВС равномерно распределено в интервале от 3 до 7 мин, т.е. задания с одинаковой вероятностью могут поступать через интервалы 3, 4, 5, 6, 7 мин. и занимают объём ОП в 10 кб. Время трансляции ПП от 4 до 6 мин. после чего задание занимает объем ОП в 20кб. Время редактирования ВП от 2 до 3 мин на каждую страницу, объем возрастает до 30кб. Время решения ТП распределено в интервале от 1,1 до 1,9 мин после этого задание покидает систему, минуя ОП. Итак, можно сделать выводы, что исходные данные для моделирования достаточны.
|
|
|
|
|
|
