 |
Временная диаграмма ИС. Описание.
|
|
|
|
Введение
Для решения задачи моделирования процессов обработки информации в данной курсовой работе используется язык моделирования GPSS, используемый для имитационного моделирования различных систем, в основном систем массового обслуживания, который в неприхотливых условиях дает возможность создать программу для массового обслуживания людей (например, система учета заявок на внутренние работы на предприятии, процесс моделирования данной системы в развернутом виде и итоговый результат данной программы).
Данная курсовая работа включает в себя задачу под №24 (Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. Практикум, 2005).
Постановка задачи:
"Вычислительная система включает три ЭВМ. В систему в среднем через 30 с поступают задания, которые попадают в очередь на обработку к первой ЭВМ, где они обрабатываются около 30 с. После этого задание поступает одновременно на вторую и третью ЭВМ. Вторая ЭВМ может обработать задание за 14±5с, а третья – за 16±1с. Окончание обработки задания на любой ЭВМ означает снятие ее с решения с той и другой машины. В свободное время вторая и третья ЭВМ заняты обработкой фоновых задач.
Смоделировать 4 ч работы системы. Определить необходимую емкость накопителей перед всеми ЭВМ, коэффициенты загрузки ЭВМ и функцию распределения времени обслуживания заданий. Определить производительность второй и третьей ЭВМ на решении фоновых задач при условии, что одна фоновая задача решается 2 мин".
Цель данной курсовой работы - приобретение знаний по программным решениям системного моделирования, построению и изучения процессов имитации функционирования систем (например, АСУ), создание алгоритма действий модели, показ результата, который будет удовлетворять запросы по эффективности применения системы с помощью ЭВМ, используя методы имитационного моделирования.
|
|
|
Результаты работы программы можно проанализировать, измененяя временные рамки системы (изменяя время поступления заявок)
Сама суть программного моделирования информационных систем массового обслуживания дает возможность увидеть проблемы, которые могут возникнуть при эксплуатации будущей ИС, изменения работоспособности системы в случайные отрезки времени, возможность внесения изменений для устранения неполадок в работе, апгрейда системы.
1. Основная часть
Описание выполняемого задания
Задача, поставленная для решения в данной курсовой работе, является задачей из разряда систем массового обслуживания.
При решении этой задачи используется непрерывно-стохастическая модель (вычислительный центр), включающую в себя одну ЭВМ, которая сначала обрабатывает только поступающие заявки, а после передает принятые заявки на ветвь из двух других ЭВМ, которые тоже обрабатывают эти заявки, а в свободное от выполнения время обрабатывают фоновые задачи.
1.2 Структурная схема модели ИС. Описание.
Для того, чтобы сделать удобнее процесс описания протекающих в моделях систем массового обслуживания действий используют схемы, которые создаются в виде физической.
Как пример - схема функционирования вычислительного центра. (рис. 1).
Рисунок 1. Схема функционирования ВЦ.
Анализируем условия поставленной задачи и структурную схему.
Предварительный набросок работы данной системы показывает, что при использовании пользователями технологий вычислительного центра возможны следующие варианты развития событий:
1) режим выполнения задания, когда вторая и третья ЭВМ обрабатывают заявку, поступившую от первой ЭВМ;
|
|
|
2) режим выполнения фоновых задач и их поддержки, когда вторая и третья ЭВМ выполняют/поддерживают работоспособность фоновых задач (пользователи не используют ВЦ - "свободное время").
Временная диаграмма ИС. Описание.
Временная диаграмма функционирования ВЦ (рис. 2), где:
На оси t0:
- 1 – момент прихода заявки для обработки на ВЦ;
- 2 – задания находятся в накопителе №1 - перед ЭВМ №1;
- 3 – задания находятся в обработке в ЭВМ №1;
- 4– далее переход и обработка во втором и третьем накопителях;
- 5 - обработка во втором и третьем накопителях (аналогично с осью №4)
- 6 –фоновые задачи находятся в накопителях;
- 7 –фоновых задач находятся в накопителях (аналогично с осью №6)
- 8 – задания обрабатываются в ЭВМ №2 и №3;
- 9 – задания обрабатываются в ЭВМ №2 и №3 (аналогично с осью №8)
На оси t:
- t1,t2,t5 – отображен момент поступления заявок в ВЦ;
- t3,t4 – отображается момент поступления фоновых задач на обработку в ВЦ.
Пунктир на нижеуказанной диаграмме отображает действия программы при выполнении фоновых задач в процессе работы ВЦ.
Рис. 2. Временная диаграмма процесса функционирования ВЦ.
Временная диаграмма позволяет выявить все варианты развития событий при работе системы, которые помогут при построении моделирующего алгоритма.
Все вышеуказанные наблюдения и выводы являются концептуальной моделью системы.
Q-схема ИС. Описание.
Для описания непрерывно-стохастических процессов (СМО) используют Q-схемы, которые показывают элементы и структуру СМО. Используя ранее построенную концептуальную модель и синтаксис Q–схем, структурную схему ВЦ (рис. 1) можно построить в виде, показанном на рис. 3, где:
И – источник, К – канал, Н – накопитель. 
Рис. 3 Структурная схема ВЦ по синтаксису Q–схем.
Источник И1 имитирует процесс прихода заданий в ВЦ. Задания (заявки) поступают в накопитель Н1, расположенный перед каналом К1 (первая ЭВМ).
Далее, заявки, которые были обслужены каналом К1, поступают в накопители Н2 и Н3 (по аналогии с первой обработкой), после выполняются каналами К2 и К3 (вторая и третья ЭВМ соответственно).
Источники И2 и И3 формируют имитирование процесса получения фоновых задач в ВЦ.
|
|
|
Фоновые задачи поступают в накопители Н4 и Н5.
Далее, при условии, что К2 и К3 освобождены от выполнения заявок, задачи обслуживаются.
При поступлении заявок от источника И1, которые были обслужены каналом К1, обслуживание фоновой задачи приостанавливается, после чего она отправляется обратно в накопитель и начинается обработка задания. По завершении обработки основного задания выполнение фоновой задачи возобновляется.
1.5 Обобщенная схема моделирующего алгоритма процесса функционирования ИС. Описание.
Существует две разновидности схем моделирующих алгоритмов: обобщенная схема (олицетворяет общий порядок действий) и детальная схема (наиболее уточняющая, чем обобщенная, с боле глубоким разъяснением работ).
Ниже представлена обобщенная схема моделирующего алгоритма.
Поставленную задачу в данной постановке вопроса можно решить только способом имитационного моделирования.
Для того, чтобы решить эту задачу одним из аналитических методов, необходимо ее заранее упростить, что, конечно, скажется на точности ее результатов.
Рис. 4. Обобщенная схема моделирующего алгоритма процесса функционирования ВЦ.
1.6 Блок-схема моделирующего алгоритма ИС. Описание.
В языке программирования GPSS существует свой синтаксис блок-схем. описанный на рис. 5.
В этой блок-схеме приняты сокращения:
- Och1, Och2, Och3 –накопители перед 1, 2 и 3 ЭВМ;
- РК1, РК2, РК3 –1, 2 и 3 ЭВМ;
- Fon1, Fon2 – накопители фоновых задач, отправляемых на 2 и 3 ЭВМ;
- Term1, Term2 – метки, отправляющие исполненные заявки на удаление;
- Р1 – параметр, который используется для мониторинга оставшегося времени на обработку фоновых задач.
Рис. 5. Блок-схема моделирующего алгоритма ИС.
|
|
|
