 |
1. Моделирование дискретных систем средствами системы GPSS World
|
|
|
|
1. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИСКРЕТНЫХ СИСТЕМ СРЕДСТВАМИ СИСТЕМЫ GPSS World
1. 1. Общие сведения о языке GPSS
Язык моделирования GPSS (General Purpose System Simulation) – общецелевая система моделирования, ориентирована на решение задач статистического моделирования на ЭВМ процессов с дискретными событиями. Такими процессами описывается, прежде всего, функционирование систем массового обслуживания произвольной структуры и сложности: систем обработки данных, систем транспорта и связи, технологических процессов, предприятий торговли, а также функционирование вычислительных систем и разного рода автоматизированных систем.
Система GPSS World (GPSSW, General Purpose System Simulation World) – это комплексный моделирующий инструмент, охватывающий области как дискретного, так и непрерывного компьютерного моделирования, обладающий высочайшим уровнем интерактивности и визуального представления информации. Имеет возможность перехода из дискретной фазы моделирования в непрерывную фазу и обратно обеспечивает тесную связь с непрерывным моделированием. В непрерывной фазе могут быть установлены пороговые значения, управляющие созданием транзактов в дискретной фазе.
GPSS World является объектно-ориентированным языком. Его возможности визуального представления информации позволяют наблюдать и фиксировать внутренние механизмы функционирования моделей. Его интерактивность позволяет одновременно исследовать и управлять процессами моделирования. С помощью встроенных средств анализа данных можно легко вычислить доверительные интервалы и провести дисперсионный анализ. Кроме того, теперь есть возможность автоматически создавать и выполнять сложные отсеивающие и оптимизирующие эксперименты.
|
|
|
Язык моделирования GPSS World является реализацией GPSS, общецелевой системы моделирования, улучшенной встроенным языком программирования PLUS – языком программирования низкого уровня моделирования. В GPSS World модель определяется как последовательность операторов (блоков). Это операторы GPSS, операторы PLUS-процедур или операторы PLUS-экспериментов. За исключением списков данных функции, все операторы GPSS должны состоять из одной текстовой строки длиной до 250 символов. Любой оператор GPSS может входить в модель и сохраняться в файле модели или может быть передан процессу моделирования в интерактивном режиме.
Язык основан на схеме транзактов (требований, сообщений, заявки) – объект, нуждающийся в определённом обслуживании в данной системе, как бы " путешествует" по системе (перемещается от оператора к оператору), встречая на пути всевозможные задержки, вызванные занятостью тех или иных единиц оборудования. Транзакты имеют прямую аналогию с заявками в системах массового обслуживания. В качестве транзакта может выступать программа обработки информации, телефонный вызов, отказ системы при исследовании надежности и т. д. Каждый транзакт обладает совокупностью параметров, которые называются атрибутами транзакта. В процессе имитации атрибуты могут меняться в соответствии с логикой работы исследуемой системы.
Язык GPSS – язык интерпретируемого типа, он связан с пошаговым выполнением операторов, называемых блоками. Совокупности блоков описывают функционирование самой моделируемой системы либо содержат информацию о порядке моделирования (о продвижении транзактов). Каждое продвижение транзакта является событием в модели. Комплекс программ, планирующий выполнение событий, реализующий функционирование блоков моделей, регистрирующий статистическую информацию о прохождении транзактов, называется симулятором. Симулятор регистрирует время наступления каждого из известных на данный момент событий и выполняет их в нарастающей временной последовательности. Симулятор обеспечивает отсчет модельного времени в принятых единицах, называемых абсолютным условным временем. С каждым сообщением связано относительное условноевремя, отсчет которого начинается при входе сообщения в моделируемую систему и заканчивается при выходе сообщения из системы.
|
|
|
Основными функциями управляющих операторов языка являются:
1) создание и уничтожение транзактов;
2) изменение их атрибутов;
3) задержка транзактов;
4) изменение маршрутов транзактов в системе.
Основные группы объектов языка:
1) объекты, имитирующие единицы оборудования системы (устройство, память и логические переключатели);
2) статистические объекты (очередь, таблица);
3) вычислительные объекты (ячейка, арифметическая и логические переменные);
4) списки;
5) прочие объекты.
В рассматриваемой версии языка реализованы следующие объекты языка: устройство, память, очередь, таблица, ячейка, арифметическая переменная.
Устройство имитирует единицу оборудования, которое может одновременно обрабатывать только один транзакт. Устройство аналогично обслуживающему прибору в СМО. Оно служит для моделирования таких средств обработки элементов потоков, как станки, устройства ЭВМ, каналы связи и т. п.
Память (накопитель, буфер) имитирует единицу оборудования, в которой может обрабатываться (храниться) несколько транзактов одновременно. Память позволяет легко моделировать средства обработки с ограниченной емкостью (стоянки автотранспорта, портовые причалы, устройства памяти ЭВМ, складские помещения, конвейеры и т. п. ).
Очередь – объект, связанный со сбором статистики о задержках, возникающих на пути прохождения транзакта. Чаще всего очередь помещают перед устройством либо памятью. Следует учитывать, что естественно образующиеся в процессе моделирования очереди транзактов обрабатываются симулятором автоматически, а описываемый объект языка служит лишь для обеспечения вывода на печать соответствующих статистических данных.
Таблица обеспечивает накопление в процессе моделирования статистики о каком-либо заданном случайном параметре модели. По окончании прогона модели эта статистика автоматически обрабатывается и выводится на печать, в частности, в виде таблицы относительных частот попадания значений случайного параметра (аргумента таблицы) в указанные частотные интервалы. Печатаются также среднее значение и среднее квадратичное отклонение аргумента.
|
|
|
Ячейки используются для записи, накопления и хранения численных значений различных входных и выходных параметров моделируемой системы. Эти значения могут быть использованы для организации счетчиков числа проходящих транзактов, для вывода значений варьируемых параметров модели, для временного хранения значений стандартных числовых атрибутов (СЧА). Значения ячеек всегда выводятся на печать.
Арифметическая переменная позволяет выполнить заданную последовательность арифметических операций над любыми СЧА модели для вычисления значения зависимого от них параметра.
Любая программа на GPSS связана с созданием транзактов, проведением их через последовательность операторов и уничтожением транзактов. При этом создание или генерация транзактов основывается на знании закономерностей информационных потоков, циркулирующих в моделируемой системе, а путь прохождения транзакта через операторы определяется спецификой работы оборудования исследуемой системы.
|
|
|
