Реферат: Анализ эксплуатационного обслуживания ВЦ средней производительности

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

МИНИСТЕРСТВО СВЯЗИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ТЕХНИЧЕСКИЙУНИВЕРСИТЕТ СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ

Кафедра ВТ и УС

Москва 1995г.

Темы КП по курсу

«Эксплуатациясредств вычислительной техники»

Общая тема  КП: «Анализ эксплуатационного  обслуживания вычислительного центра  средней производительности».

При выполнении КПнеобходимо решить следующие вопросы:

1.Описать математическиемодели.

2.Рассчитать надёжностьвнешнего устройства.

3.Осуществитьраспределение задач между ЭВМ, обеспечивающее оптимальную нагрузку ЭВМ,входящих в состав ВЦ.

4.Разработать модель дляэмитации производственной деятельности ВЦ при планово-предупредительном обслуживании  эксплуатируемого парка ЭВМ. По полученной модели оценитьраспределение случ. переменной «число машин находящихся на внеплановомремонте».

5.Минимизироватьстоимость эксплуатационных расходов ВЦ средней производительности.

Содержание КП

1.Описать математическиемодели.Для отражения  этого  вопроса в КП необходимо провести простоеконспектирование лекций.

2.Рассчитать надёжностьвнешнего устройства.(См.табл.1 этого мат).

3.Осуществитьраспределение задач между ЭВМ, обеспечивающее оптимальную нагрузку ЭВМ,входящих в состав ВЦ. Во всех вариантах заданий рассматривается «Пример3» описания «МОДЕЛЬ». Различными являются параметры Па1.Па2 иПа3, которые и задаются САМОСТОЯТЕЛЬНО. Велич. задав. парам. не должнапревышать 99.

4.Разработать модель дляэмитации производственной деятельности ВЦ при планово-предупредительном обслуживании  эксплуатируемого парка ЭВМ. По  полученной  модели оценитьраспределение случайной переменной «число машин, находящихся навнеплановом ремонте». Для различных вар. в табл.1.задаётся различи. времяпланового осмотра (блок 4 программы). В примере эти значения равны 120.30.

5 Минимизироватьстоимость эксплуатационных расходов ВЦ средней производительности. Дляразличных вариантов в табл.1. задаётся различное время наработки на отказ однойЭВМ парка ВЦ. (Блок 3, исходное значение 137,25).

ЗАДАНИЯ ПО  КУРСОВОМУ  ПРОЕКТИРОВАНИЮ   ПО   КУРСУЭКСПЛ.СР.ВТ

Варианты индивидуальных заданий 1 2 3 4 2.Рассчитать надежн.ВУ.Даны N схем, (шт) 1(8),2 1(8),3 1(8),4 1(8),5 3.Распределить задачи между ЭВМ (пар.3) Параметры выбираются самостоятельно 4.Пров.анализ производ. деятельности ВЦ 130.30 135,35 140.30 145,30 5.Минимизировать стоимость эксплуат., ВЦ 149,44 149,25 149,25 149,25

ЗАДАНИЯ ПО  КУРСОВОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ   ПО   КУРСУ ЭКСПЛ.СР.ВТ

Варианты индивидуальных заданий 5 6 7 8 2.Рассчитать надежн.ВУ.Даны N схем,(шт) 1(8),12 1(8),11 1(8),10 1(8),9 3.Распределить задачи между ЭВМ (пар.3) Параметры выбираются самостоятельно 4.Пров.анализ производ. деятельности ВЦ 150,30 130.35 135,35 149.35 5.Минимизировать стоимость эксплуат.ВЦ 149,27 149,30 149,30 149,30

1. Описать математические модели.

Построение имитационноймодели процессов отказов и восстановления ЭВМ

Рассмотрим работу ПЭВМ, всостав которой входят электронные блоки или ТЭЗы, которые могут выйти из строяв процессе эксплуатации. Считаем. что отказы возникают согласно пуассоновскогораспределения с параметром ¨ Под ¨ понимают среднююинтенсивность отказов, выраженную числом отказов в единицу времени. ОтказавшийТЭЗ начинает немедленно ремонтироваться, т.е восстанавливаться. Распределениевремени восстановления распределено по экспоненте с параметром ¨.  Под ним понимаютсреднюю интенсивность времени обслуживания,  выражаемую числом восстановленныхТЭЗов за единицу времени.

Известно. что вероятностьработающего ТЭЗа P0 и Р1 отказавшего равны:

               />                            />

Пусть l= 0.1  m= 0,06. и тогда  P0= 0.33и P1=0.667

Построение имитационной модели такой  системы массового обслуживания (СМО) осуществляется с использованиемязыка GPSS.

Определим используемыеэлементы языка (Табл.1).

Таблица 1

Элементы GPSS Назначениея Транзакты : /> Всего один транзакт Моделирование интервала  безотказной работы Тбезот и периода восстанов. Т вос. Приборы: FAC Занятие прибора соотвеств. его отказу.т.е. это ТЭЗ, который ремонтируют. Функции: Экспоненциадльная функция EXPON распределения. Сохраняемая величина Время занятия прибора.

Структурная схемапрограммы

/>

Программа на языке GPSS

1  EXP     FUNCTION       RN1,C24

0,0/.1,.104/.2,.222/.3,.355/.4,.509/.5,.69/.6,.915/.7,1.2

.75,1.38/.8,1.6/.84,1.85/.88,2.12/.9,2.3/.92,2.52/.94,2.81

.95,2.99/.96,3.2/.97,3.5/.98,3.9/.99,4.6/.995,5.3/.998,6.2

.999,7/.9998,8

2 GENERATE       0,0,,1  ; Генерированиетранзакта

3 ASSING            1,K1000          ; ПрисвоениеP1 знач. 1000

4  INPUT ADVANCE        10,FN$EXP      ; Моделированиеинтервала

                          ; безотказнойработы (10)

5 SEIZE   FAC     ; Занятиеприбора

6 ADVANCE        20,FN$EXP      ; Моделированиеинтрелвала

                          ; восстановления(20)

7 RELEASE          FAC     ; Моделировавниеперехода

                          ; врабочий режим

8 TABULATE       XTIME ; Формированиетаблицы

                           ;(Т=Твос+ Трем)

                           ;XTIMEзадает число интерв.

                          ; иширину инервала (10,20)

9 LOOP   1,INPUT          ; Организацияцикла роходж.

                          ; транзакта(блоки 3 и 8)

10           TERMINATE     1        ; Уничтожение транзакта

   XTIME TABLE  M1-,0,20,10   ; Формированиетаблицы

   START  1000

Результаты анализа

Средняя занятость приборасоставила 0,671, что хорошо согласуется с расчётным значением равным Р1 =0,667*

Среднее время пребыванияприбора в состоянии отказа составило 20,146 единиц машинного времени. Среднеевремя цикла равного (Т=Твос + Трем) составило 30,015 времени.

Ниже приведены результатымоделирования

 GPSS/PC Report fileREPORT.GPS.  (V 2, # 38123)  11-10-1995 12:34:44   pag

   START_TIME   END_TIME       BLOCKS           FACILITIES       STORAGES       FREE_MEMORY

   0          289219            9          1          0          262016

LINE       LOC     BLOCK_TYPE   ENTRY_COUNT           CURRENT_COUNT      RET

90           1          GENERATE       1          0

100         2          ASSIGN            1          0

110         INPUT  ADVANCE        10009  0

120         4          SEIZE   10009  0

130         5          ADVANCE        10009  0

140         6          RELEASE          10009  0

150         7          TABULATE       10009  0

160         8          LOOP   10009  0

170         9          TERMINATE     1          0

FACILITY ENTRIES           UTIL.    AVE._TIME      AVAILABLE      OWNER           PEND   INTER  RETRY  DE

FAC        10009  0.670   19.37   1          0          0          0          0

TABLE    MEAN  STD.DEV.         RETRY  RANGE FREQUENCY    CUM.%

XTIME    10013.00         0.00     0          160-    10009  100.0

XACT_GROUP    GROUP_SIZE   RETRY

 POSITION                0                 0

2. Рассчитать надёжностьвнешнего устройства.

В задании приведенаследующая структурная схема.

1.D-триггер с обратнойсвязью и динамическим управлением.

/>

3.Последовательностнаясхема, которая  с приходом стартового сигнала А=1 под действием синхро-импульсовСИ принимает  последовательного состояния: 000-исходноесостояние,001,100,101,100, 010, 011, 000...

/>

Расчёт надежности ВУ

При расчёте надежностипринимаются следующие допущения:

-отказы элементов являютсянезависимыми и случайными событиями;

-учитываются толькоэлементы, входящие в задание;

-вероятность безотказной работы  подчиняется  экспоненциальному закону распределения;

-условия эксплуатацииэлементов учитываются приблизительно с помощью коэффициентов;

-учитываютсякатастрофические отказы.

В соответствии  с принятыми допущениями в расчётную схему должны входить следующие элементы:

-элемент К1, т.е.количество СИС и БИС;

-элемент К2, т.е.количество ИС малой степени интеграции (МИС);

-элемент К3, т.е.количество резисторов;

-элемент К4, т.е.количество конденсаторов:

-элемент К5, т.е.количество светодиодов;

-элемент К6  т.е.количество поеных соединений;

-элемент К7, т.е.количество разъёмов.

В соответствии срасчётной схемой вероятность безотказной  работы системы определяется как:

/>

где  N  — количествотаких элементов, используемых в задании

Pi -вероятностьбезотказной работы i-го элемента.

Учитывая экспоненциальныйзакон отказов, имеем:

/>

где ni — количествоэлементов одного типа, lj-интенсивность отказов элементов j-го типа. Причём lj=kl x lj0,  где kl — коэффициент,учитывающий условия эксплуатации, а lj0 — интенсивность отказовв лабораторных условиях.

Суммарная интенсивностьотказов элементов одного типа составит

/>

Исходя из условийэксплуатации принимаем kl=1.  Никаких  дополнительных поправочныхкоэффициентов вводится не будет,  так как все элементы системы работают внормальных условиях,  предусмотренных в ТУ на данные элементы.

Для элементов. используемых для построения ВУ, приняты следующие интенсивности отказов

Микросхемы с 14 выводами l1=4.5x10-7

Микросхемы с 16 выводами l2=4.0x10-7

Микросхемы с 48 выводами l3=3.2x10-7

Резисторы         l4=1.0x10-5

Конденсаторыэлектролитические    l5=0.1x10-5

Конденсаторы керамические            l6=0.04x10-5

Светодиоды     l7=0.26x10-5

Паяные соединения   l8=1.0x10-7

Разъёмы с 48 выводами        l9=0.2x10-5

Исходя из  этих значенийможно подсчитать суммарную интенсивность отказов всех элементов одного типа, азатем и для всех элементов ВУ.

/>                     />

Вероятность безотказнойработы ВУ за  Т=1000 часов

/>;              />

Среднее время наработкина отказ

Тм = 1/lЕобщ

Рассмотрим пример

Пусть схема ВУ включает всвой состав следующие элементы:

МИС с 14 выводами — 20        Конденсаторыэлектролитические             -3

СИС с 16 выводами  — 16         Конденсаторыкерамические          -40

БИС с 14 выводами   — 48        Паяныесоединения             -821

   Разъёмы                                -1

Тогда lЕобщ.=4.5*10-7*20+4.0*10-7*16+3.2*10-7*3+1.0*10-5*5+

               0.1*10-5*3+0.04*10-5*40+1.0*10-7*821+0.2*10-5*1

               =1649.6*10-7

Так как ВУ не имеетрезервных элементов,  и выход из строя любого из элементов повлечёт за собойотказ всего устройства, то среднее время наработки на отказ определится как

Тм = 1/1694,6*10-7 = 5902час.

Тогда вероятностьбезотказной работы за восьмичасовую смену  составляет:

/>

За время Т=1000 часов,вероятность составляет 0,8441

3. Разработать модель дляэмитации производственной деятельности ВЦ при планово-предупредительном обслуживании  эксплуатируемого парка ЭВМ. По полученной модели оценитьраспределение случ. переменной «число машин находящихся на внеплановомремонте».

Рассматриваемый ВЦ имеетв своем составе парк ЭВМ, обеспечивающий среднюю производительность. и базирующийся на ЭВМ IBM PC с ЦП  типа 386SX и 386DX. Кроме: этого на ВЦиспользуются в качестве сетевых серверов машины типа 486DX и Pentium,поддерживающие локальные сети, в которых осуществляется  сложная  цифровая обработка больших цифровых массивов информации ,  кроме этого,  решаютсязадачи  разработки цветных изображений.

На ВЦ принято планово-профилактическоеобслуживание. ВЦ с небольшим парком ЭВМ и поэтому ремонтом ЭВМ занимается всегоодин радио-механик ( в терминах СМО — ремонтник).  Это  означает:  что одновременно можно выполнять обслуживание только одной ЭВМ. Все ЭВМ должнырегулярно проходить профилактический осмотра.  Число эвм подвергающееся ежедневному осмотру согласно графика, распределено равнлмерно и составляет от 2до 6.  Время,  необходимое для осмотра и обслуживания каждой  ЭВМ примернораспределено в интервале от 1,5 до 2,5 ч.  За это время необходимо проверитьсаму ЗВМ,  а также такие  внешние  ус-ва  как  цветные струйные принтеры,нуждающиеся в смене или заправке катриджей красителем. Несколько ЭВМ имеют вкачестве внешних устройств цветные плоттеры (графопостроители), у которыхдостаточно сложный профилактический осмотр.

Рабочий день ремонтникадлится 8 ч,  но возможна и многосменная работа.

В некоторых  случаях профилактический  осмотр  прерывается для устранения внезапных отказов сетевыхсерверов, работающих в три смены, т.е 24 ч в сутки. В этом случае текущаяпрофилактическая работа прекращается, и ремонтник начинает без задержки ремонтасервера.  Тем не менее, машина-сервер,  нуждающаяся в ремонте,  не можетвытеснить другую машину-сервер, уже стоящую на внеплановом ремонте.

Распределение времени между поступлениями машин-серверов является пуассоновским со средним интерваломравным 48 ч.  Если  ремонтник  отсутствует в  момент поступления ЭВМ эти ЭВМдолжны ожидать до 8ч утра. Время их обслуживания распределено по экспоненте сосредним  значение в 25  ч.Необходимо построить GPSS-модель для имитациипроизводственной деятельности ВЦ. По полученной модели необходимо оценитьраспределение случайной переменной «число машин-серверов, находящихся навнеплановом ремонте». Выполнить прогон модели,  имитирующей работу ВЦ втечении 25 дней, введя  промежуточную  информацию  по окончании каждых пятидней. Для упрощения можно считать, что ремонтник работает 8 ч в день безперерыва, и не учитывать выходные.  Это аналогично тому, что ВЦ работает 7 днейв неделю.

Метод построения модели

Рассмотрим сегментпланового осмотра ЭВМ. (Рис.1.). Транзакты, подлежащие плановому осмотру,являются пользователями обслуживающего прибора (ремонтник), которым не разрешенего захват. Эти ЭВМ-транзакты проходят через первый сегмент модели каждый деньс 8 ч утра.ЭВМ-транзакт входит в этот сегмент. После этого транзакт поступаетв  блок SPLIT, порождая необходимое число транзактов, представляющих собой ЭВМ,запланированные на этот день для осмотра.Эти ЭВМ-транзакты проходят затемчерез  последовательность блоков SEIZE-ADVANCE-RELEASE и покидают модель. .

/>

Рис.1. Первый сегмент

Сегмент«внепланового ремонта»ЭВМ-серверы, нуждающийся во внеплановомремонте,  двигаются в модель в своём собственном сегменте. Использование имиприбора имитируется простой последовательностью блоков PREEMPT-ADVANCE-RETURN.  Блок PREEMPT подтверждает приоритет обслуживания ЭВМ-сервера (в блокев поле В не требуется PR) (Рис.2.)

Сегмент «начало иокончание» рабочего дня ВЦ. Для того, чтобы организовать завершениетекущего дня работы ВЦ по истечении каждого 8-ми ч дня и его начала в 8 ч утра,используется специальный сегмент. Т Транзакты-диспетчер входит в этот сегменткаждые 24 ч (начиная с конца первого рабочего дня), Этот транзакт, имеющий вмоделе высший приоритет, затем немедленно поступает в PREEMPT, имеющий в поле Всимвола PR. Диспетчеру, таким образом,  разрешено захватывать прибор-ремонтниквне зависимости от того, кем является текущий пользователь (если он есть).Далее, спустя 16 ч,  диспетчер освобождает прибор-ремонтник,  позволяязакончить ранее прерванную работу (при наличии таковой).(Рис.3.)

Сегмент «сбор данныхдля неработающих ЭВМ-серверов». Для сбора данных, позволяющих  оценитьраспределение числа неработающих ЭВМ-приборов, используется этот отдельныйсегмент. (Рис.4.)

Для этих целейиспользуется взвешенные таблицы, которые позволяют вводить в них в один и тотже момент  времени  наблюдаемые  случайные величины. Для этих целей включаютсядва блока — TABULATE, но если ввод в таблицу случаен (значение величин ³2), то этот подход негоден. В этом случае используется необязательный элемент олеранд,  называемыйвесовым фактором, обозначающий число раз, которое величина, подлежащаятабулированию, должна вводится в таблицу. Это позволяет назначать разые весаразличным наблюдаемым величинам.

Сегмент«промежуточная выдача». и окончание моделирования в  конце дняиспользуется последовательность GENERATE-TERMINATE (Рис.5.).

Cегменты представлены нарис.1 — 5.

/>

/>

/>

/>

Рассмотрим таблицураспределения (Табл. 3.1.)

Таблица 3.1

Операторы GPSS Назначение Транзакты: 1-вый сегмент ЭВМ, предназначенная для планового профилактического осмотра 2-рой сегмент ЭВМ-сервер, нуждающаяся во внеплановом ремонте 3-тий сегмент Диспетчер, открывающий в 8 ч утра ВЦ изакрывающий его через 8 ч 4-тый сегмент Наблюдатель, следящий за содержимым очереди для оценки распределения числа неисправных ЭВМ-серверов: Р1 — параметр, в который заносятся отметки времени Р2 — параметр, в который заносится дли- 5-тый сегмент Транзакт, обеспечивающий промежуточнуювыдачу результатов Приборы: BAY R Ремонтник Функции: JQBS Описывает равномерное распределениеот 1 до 3; получаемую величину можно интерпретировать как число, на 1 меньшее числа ЭВМ, прибывающих ежедневно на плановы осмотр XPDIS Экспоненциальная ф-ия распределения Очереди: TRUBIL ЭВМ-серверы которые стоят неисправные Таблицы: LENTH Таблица, в которую заносят число неисправных ЭВМ-серверов

В табл.3.1 за единицувремени выбрана 1 минута.

Рассмотрим программумодели, составленную на языке GPSS.

   XPDIS   FUNCTION       RN1,C24

   0,0/.1,.104/.2,.222/.3,.355/.4,.509/.5,.69/.6,.915/.7,1.2

   ,75,1.38/.8,1.6/.84,1.85/.88,2.12/.9,2.3/.92,2.52/.94,2.81

   .95,2.99/.96,3.2/.97,3.5/.98,3.9/.99,4.6/.995,5.3/.998,6.2

   .999,7/.9998,8

   JOBS    FUNCTION       RN1,C2

   0,1/1,4

   LENTH TABLE  P2.0,1,W6

   *

   * MODEL SEGMENT 1

   *

1             GENERATE       1440,,1,,2

2             SPLIT    FN$JOBS,NEXT1

3 NEXT1  SEIZE   BAY

4             ADVANCE        120,30

5             RELEASE          BAY

6             TERMINATE

   *

   * MODEL SEGMENT 2

   *

7             GENERATE       2880,FN$XPDIS,,,2

8             QUEUE            TRUBL

9             PREEMPT        BAY

10                       ADVANCE        150,FN$XPDIS

11                       RETURN           BAY

12                       DEPART           TRUBL

13                       TERMINATE

   *

   * MODEL SEGMENT 3

   *

14                       GENERATE       1400,,481,,3

15                       PREEMPT        BAY,PR

16                       ADVANCE        960

17                       RETURN           BAY

18                       TERMINATE

   *

   * MODEL SEGMENT 4

   *

19                       TRANSFER       ,,,1,1,2,F

20           WATCH            MARK  1

21                       ASSIGN            2,0$TRUBL

22                       TESTNE           MP1,0

23                       TERMINATE     LENTH,MP1

24                       TRANSFER       ,WATCH

   *

   * MODEL SEGMENT 5

   *

25                       TRANSFER       7200..6241

26                       TERMINATE     1

   *

   * CONTROL

   *

               START  5,,1,1

               END

Логика работы модели

В моделе предполагается,что некоторое время, равное единице, соответствует 8 ч утра первого днямоделирования.Затем,  первая (по счёту) ЭВМ выделенная диспетчером дляпланового осмотра, входит в модель, выйдя из GENERANE. Далее, каждая следующаяпервая ЭВМ, будет поступать в модель через 24 ч. ( блок 1, где операнд А=1440ед.врем., т.е числу минут в 24 ч. Первое появление 5 диспетчера на ВЦпроизойдет в момент времени, равный 481(блок 14). Это соответствует окончаниювосьмого часа. Второй раз диспетчер появится через 24 часа.

Транзакт обеспечивающийпромежуточную выдачу: впервые появится во время, равное 6241,  выходя из блока25. Это число соответствует концу 8-го часа пятого дня моделирования. ( 24 х 4= 96 ч, 96 + 8 = 104. 104 х 60 =6240, 6240 + 1 = 6241 ч). Следующий транзактпоявится через пять дней.

Блок 19 позволяет вестимоделирование до времени в 35041, что соответствует 25 дням плюс 8 ч,выраженных в минутах.

Приоритетная схемапредставлена в табл.3.2.

Таблица 3.2.

Сегмент модели Интерпретация транзактов Уровень приорит. 3 Диспетчер 3 1 ЭВМ, прибывающие на плановый осмотр 2 2 ЭВМ-сервер, поступающая на внеплановый ремонт 2 4 Транзакт, наблюдающий за очередью 1 5 Транзакты, обеспечивающие выдачу на печать

Чтение таблицы сверхувниз эквивалентно  просмотру  цепи  текущиж событий с начала и до концамоделирования

Результаты моделирования

Полученная статистика очереди ЭВМ-серверов на ремонт показывает, что на конец 25 дня среднее ожиданиясоставляет 595 вр.ед.,  или около 19 ч.  В среднем 0,221 ЭВМ-сервер ожидаютобслуживания, и одновременно самое большее время 4 машины находятся в ожидании.За 25 дней на внеп- лановый ремонт  поступило  13 машин..  Табличная информацияуказывает, что 83 % времени это были ЭВМ-серверы, ожидающие внеплановогоремонта, 12% времени  в  ожидании находилась одна машина,  4%  — две машины,  итолько 0,52% и 0,05% времени одновременно ожидали три и четыре машины. Дляудобства результаты сведены в табл.3.3.

Таблица 3.3.

Число ожидающих ЭВМ Время ожида-ния в % 0 машин 83 1 машина 12 2 машины 4 3 машины 0,52 4 машины 0,05

4. Минимизировать стоимостьэксплуатационных расходов ВЦ средней производительности.

Пусть в состав ВЦ входит50 персональных компьютеров ( в дальнейшем просто ЭВМ).  Все ЭВМ работают по 8ч в день, и по 5 дней в неделю. Любая из ЭВМ может выйти из строя, и в любоймомент  времени.  В  этом случае её заменяют резервной ЭВМ либо сразу, либо помере её появления после восстановления.  Неисправную ЭВМ отправляют времонтную  группу, ремонтируют, и она становится резервной.

Необходимо определить, сколько  ремонтников  следует  иметь,   и сколько машин держать в ремонте, оплачивая их аренду.  Парк резервных машин служит для подмены вышедших из строяЭВМ.  принадлежащих ВЦ. Оп- лата арендных машин не зависит от того находятсяони в эксплуатации, или в резерве.

Цель анализа — минимизироватьстоимость эксплуатации ВЦ.  оплата рабочих в ремонтной группе составляет 3,75$в ч. Арендная плата за одну ЭВМ составляет 30$ в день. Почасовой убыток прииспользовании менее 50 ЭВМ оценивается примерно в 20$ за ЭВМ.  этот убытоквозникает из за общего снижения промзводительности ВЦ. Считаем, что на ремонтвышедшей из строя ЭВМ уходит примерно 7ч,  и распределение этого временииравномерное.

Необходимо определить, сколько  ремонтников  следует  иметь,   и сколько машин держать в ремонте, оплачивая их аренду.  Парк резервных машин служит для подмены вышедших из строяЭВМ.  принадлежащих ВЦ. Оплата арендных машин не зависит от того находятся онив эксплуатации, или в резерве.

Среднее время наработкина отказ каждой ЭВМ распределено  так  же равномерно, и составляет 157 ± 25 ч.  Это время ираспределение оди- наково для всех ЭВМ ВЦ, так и для арендуемых ЭВМ.

Так как плата за арендуне зависит оттого, используют эти ЭВМ или нет, то и не делается попытокувеличить число собственных ЭВМ ВЦ.

Необходимо построить GPSS модель такой системы и исследовать на ней дневные расходы при разном числеарендуемых ЭВМ при при одинаковом числе ремонтников и от числа ремонтников припостоянном числе арендуемых  ЭВМ.

Метод построения модели

Определим ограничения,которые существуют в моделируемой системе. Существуют три ограничения.

1. Число ремонтников времонтной группе.

2. Минимальное число ЭВМ,одновременно работающих на ВЦ.

3. Общее число ЭВМциркулирующих в системе.

Для моделирования 1 и 2ограничений удобно использовать многоканальные ус-ва ( термин взят из теорииСМО), а третье ограничение-моделировать при помощи транзактов. При этомремонтники и работающие ЭВМ, находящиеся в производстве, являются константами.При этом ЭВМ являются динамическими объектами, циркулирующими в системе.

Рассмотрим состояния вкоторых может находиться ЭВМ. Пусть в настоящий момент она находится врезерве.  Тогда многоканальное ус-во NOWON (т.е. в работе) используется длямоделирования работающих ЭВМ, будет заполнено, и резервные машины не могутвойти в него. И тогда транзакт моделирующий резервную ЭВМ может послемногократных попыток войти в NOWON. Проходя через блоки ENTER и ADVANCEтранзакт моделирует время работы до тех пор, пока ЭВМ не выйдет из строя.

После выхода из строя ЭВМтранзакт покидает NOWON. При этом возникает возможность у другой резервной ЭВМвойти в него, и если транзакт ожидает возможность войти в многоканальное ус-воMEN (ремонтная  группа. которая  м.б.  представлена даже одним ремонтником). Выйдя из MEN транзакт становится восстановленной ЭВМ. После ремонта он покидаетMEN, освобождая ремонтника, который может начать немедленно ремонт другой ЭВМ.Сам транзакт поступает в ту часть модели, из которой он начинает попытки войтив NOWON.

Общее число ЭВМциркулирующих в системе равно 50 плюс три ЭВМ резервных, и это число надозадать до начала прогона,  используя ограничительные поля блока GENERITE.  Дляопределения времени прогона  будет использовать программный таймер,рассчитанный на время в 62440 ед.вр., что составляет 3 года, по 40 недель вгоду.

Рассмотрим таблицуопределений (Табл.4.1).

Таблица 4.1

Операторы GPSS Назначение Транзакты: 1-вый сегмент ЭВМ 2-рой сегмент Таймер Многоканальные ус-ва MEN Ремонтник NOWON Накопитель на 50 ЭВМ наход. в раб.

Рассмотрим блок-схемупрограммы.

/>

/>

                             Программа

               STORAGE         5$MEN,3/5$NOWON,50

   *

   * MODEL SEGMENT 1

   *

1 CNTRL GENERATE       ,,,53

2             ENTER NOWON ,

3             ADVANCE        157,25

4             LEAVE  NOWON

5             ENTER MEN

6             ADVANCE        7,3

7             LEAVE  MEN

8             TRANSFER       ,BACK

   *

   * MODEL SEGMENT 2

   *

               GENERATE       6240

               TERMINATE     1

   *

   * CONTROL

   *

               START  1

1 CNTRL GENERATE       ,,,54

               CLEAR

               START  1

1 CNTRL GENERATE       ,,,55

               CLEAR

               START  1

               STORAGE         5$MEN,4

1 CNTRL GENERATE       ,,,53

               CLEAR

               START  1

1 CNTRL GENERATE       ,,,54

               CLEAR

               START  1

1 CNTRL GENERATE       ,,,55

               CLEAR

               START  1

               STORAGE         5$MEN,5

1 CNTRL GENERATE       ,,,53

               CLEAR

               START  1

1 CNTRL GENERATE       ,,,53

               CLEAR

               START  1

1 CNTRL GENERATE       ,,,54

               CLEAR

               START  1

1 CNTRL GENERATE       ,,,55

               CLEAR

               START  1

               END

Оценка результатов

При фиксированном числеремонтников и при достаточно  малом  числе -арендуемых машин,  расходы  велики из-за снижения производительности ВЦ. При большом числе Дарендуемых машин,расходы велики из-за их избыточного числа. Очевидно, необходимо найти минимум междуэтими значениями (Рис.4.2).

/>/>

При заданном числеарендуемых машин,  число ремонтников так,  как это представлено на Рис.4.3.

При малом числеремонтников, расходы велики из-за оплаты простаивающих ремонтников.

В табл.4.2. показанавеличина нагрузки,  проходящей через MOWON, как функция«ремонтник-арендуемые машины». При заданном числе ремонтниковнагрузка растёт при увеличении числа арендуемых машины.  Аналогично этому  призаданном числе арендуемых машины нагрузка растёт при увеличении числаремонтников.

Таблица 4.2

Число занятых ремонтников Число арендуемых машины /> 3 4 5 3 0,983 0,989 0,992 4 0,989 0,993 0,995 5 0,991 0,993 0,997

В табл.4.3 — 4.5 собранызначения расходов для соотношения «ре- монтник-Дарендуемые машины» Втабл. 4.3 показаны фиксированные значе- ния оплаты труда ремонтников иарендуемой платы за машины..

Таблица 4.3

Число занятых ремонтников Число -арендуемых машин 3 4 5 3 180 210 240 4 210 240 270 5 240 270 300

В табл 4.4 указанастоимость  уменьшения  производительности, ВЦ.

Таблица 4.4

Число занятых ремонтников Число -арендуемых машин 3 4 5 3 136 88 64 4 88 56 40 5 73 56 24

В табл.4.  показана суммаэтих расходов.

Таблица 4.5

Число занятых ремонтников Число -арендуемых машин 3 4 5 3 316 298 304 4 298 296 310 5 312 326 324

Из последней таблицыможно сделать вывод о том,  что наиболее выгодным соотношением является 4ремонтника и 4 арендуемые машины.

Список литературы

1.Каган Б.М.  и др.Основы эксплуатации ЭВМ М.Энергоатомиздат, 1991г.

2.Голованов О.В.  и др. Моделирование сложных дискретных систем на ЭВМ третьего поколения.М.Энергия,1978 г.

3.Шрайбер Т.Дж.Моделирование на GPSS. М. Машиностроение. 1960г.

еще рефераты
Еще работы по информатике, программированию