Реферат: Моделирование работы. GPSS
Моделирование работы в машинном зале в терминах GPSS
Постановка задачи.
В студенческом машинном зале расположены две мини-ЭВМ иодно устройство
подготовки данных (УПД). Студенты приходят с интервалом8±3 мин. и треть из них
хочет испытать УПД и ЭВМ, а остальные только ЭВМ.Допустимое количество
студентов в машинном зале 4 чел., включая работающего наУПД.
Работа на УПД занимает 9±4 мин. Работа на ЭВМ — 15±10мин.; 20% работавших на
ЭВМ возвращаются для повторного использования УПД и ЭВМ иостаются при этом в
машинном зале.
Если студент пришел в машинный зал, а там уже есть 4чел., то он ждет не более
15±2 мин. в очереди в машинный зал и, если нетвозможности в течение этого
времени начать работать, то он уходит.
Смоделировать работу в машинном зале в течение 48 часов.
Определить:
загрузку УПД и обеих ЭВМ,
максимальную длину очереди в машинный зал,
среднее время ожидания в очереди в машинный зал,
распределение общего времени работы студента в машинномзале,
количество студентов, которые не дождались возможностипоработать и ушли.
Решение задачи.
Текст программы.
10________SIMULATE
20________GENERATE__8,3
30 VB1____VARIABLE__RN1/200+13
40________ASSIGN_____3,0
50________ASSIGN_____2,V$VB1
60________ASSIGN_____1,X1
70________TEST NE____X3,0,ENR
80 ENO____QUEUE_____OZD
90________SAVEVALUE 3+,1
100 ADC__ADVANCE___1
110_______GATE SF____CCL,DPT
120_______SAVEVALUE 2,X1
130_______SAVEVALUE 2-,P1
140_______ASSIGN_____3,X2
150_______TEST LE____P3,P2,DPT
160_______TRANSFER__,ADC
170 DPT___SAVEVALUE 3-,1
180_______DEPART OZD
190_______TEST G_____P3,P2,EN1
200_______TERMINATE
210 ENR___GATE SNF__CCL,ENO
220 EN1___ENTER_____CCL
230_______MARK
240_______TRANSFER__.333,CP1,UP1
250 UP1___SEIZE______UPD
260_______ADVANCE__9,4
270_______RELEASE___UPD
280 CP1___ENTER_____COM
290_______ADVANCE__15,10
300_______LEAVE_____COM
310_______TRANSFER__200,LVE,UP1
320 LVE___LEAVE_____CCL
330_______TABULATE__MWT
340_______TERMINATE
350_______GENERATE__1
360_______SAVEVALUE 1+,1
370 TRM___TERMINATE 1
380 CCL___STORAGE___4
390 COM___STORAGE___2
400 MWT___TABLE_____M1,15,15,15
410_________START_____2880
10 SIMULATE
20 GENERATE 8,3 генерация транзактов, изображающихстудентов
30 VB1 VARIABLE RN1/200+13 вычисление максимальновозможного времени пребывания
студента в очереди
40 ASSIGN 3,0 разница между временем встраивания студентав очередь и текущим
моментом
50 ASSIGN 2,V$VB1 запись максимального времени
60 ASSIGN 1,X1 время вхождения студента в очередь
70 TEST NE X3,0,ENR если очередь пуста, перейти кпроверке занятости машинного
зала
80 ENO QUEUE OZD регистрация в очереди
90 SAVEVALUE 3+,1 увеличение размера очереди
100 ADC ADVANCE 1 задержка студента в ожидании свободногоместа в машинном зале
110 GATE SF CCL,DPT если в машинном зале есть место,покинуть очередь
120 SAVEVALUE 2,X1 запись текущего времени
130 SAVEVALUE 2-,P1 вычисление разницы между текущимвременем и временем
вхождения
140 ASSIGN 3,X2 и запись разницы
150 TEST LE P3,P2,DPT если разница превысила времяожидания, покинуть очередь,
160 TRANSFER ,ADC в противном случае, снова ждать однуминуту
170 DPT SAVEVALUE 3-,1 уменьшение числа студентов вочереди
180 DEPART OZD студент покидает очередь
190 TEST G P3,P2,EN1 если разница не превышает времениожидания, занять место в
зале,
200 TERMINATE в противном случае, покинуть машинный зал
210 ENR GATE SNF CCL, ENO если в машинном зале нет мест,встать в очередь,
220 EN1 ENTER CCL в противном случае, занять свободное место
230 MARK отметка начала работы студента в машинном зале
240 TRANSFER .333,CP1,UP1 треть студентов выполняетработу на УПД и ЭВМ,
остальные только на ЭВМ
250 UP1 SEIZE UPD студент занимает место на УПД
260 ADVANCE 9,4 и работает некоторое время,
270 RELEASE UPD затем покидает УПД и
280 CP1 ENTER COM занимает место за одной из двух ЭВМ,
290 ADVANCE 15,10 работает в течении нескольких минут и
300 LEAVE COM покидает ЭВМ
310 TRANSFER .200,LVE,UP1 20% студентов возвращаются дляповторного
использования УПД и ЭВМ
320 LVE LEAVE CCL студент покидает машинный зал
330 TABULATE MWT фиксация времени пребывания студента вмашинном зале
340 TERMINATE студент уходит
350 GENERATE 1 моделирование времени работы системы
360 SAVEVALUE 1+,1 счетчик времени (в минутах)
370 TRM TERMINATE 1 одна минута системного времени прошла
380 CCL STORAGE 4 вместительность машинного зала
390 COM STORAGE 2 количество ЭВМ
400 MWT TABLE M1,15,15,15 описание таблицы распределенияобщего времени работы
студента в машинном зале
410 START 2880 работа системы в течении 48 часов(60*48=2880 часов)
Схема решения в терминах предметной области.
Собираясь приступить к работе в машинном зале, студентподходит к нему и
проверяет, есть ли очередь в машинный зал. Если таковойнет, то он ищет в
последнем свободное место, а если очередь есть, тостановится в ее конец. Затем,
либо входит в машинный зал, либо создает очередь,состоящую из одного человека
(его самого). После этого ждет в течение 15±2 мин. Еслиза это время место в
зале не освобождается, студент уходит, в противном жеслучае, он покидает
очередь и попадает в машинный зал.
Работа студента в машинном зале происходит следующимобразом. Студент
определяет, приступить ли ему к работе УПД, а затем наодной из ЭВМ (по условию
задачи, число таких студентов составляет треть от общегочисла посетителей) или
пройти сразу к ЭВМ (все остальные). После работы на ЭВМкаждый студент может
либо покинуть машинный зал, либо приступить к повторнойработе (20%), теперь уже
точно на УПД и ЭВМ.
Схема решения в терминах GPSS.
Переменные и параметры.
В качестве студентов в рамках данной модели будутрассматриваться транзакты.
VB1 – значение максимально возможного времени ожиданиястудента в очереди;
вычисляется для каждого транзакта в отдельности.
X1 – счетчик системного времени в минутах.
P1 – параметр транзакта, определяющий его время вхожденияв очередь.
P2 – параметр, изображающий характеристику“нетерпеливости” студента как
максимальное время пребывания транзакта в очереди.
P3 – время пребывания студента в очереди: меняется впроцессе движения транзакта
внутри очереди.
X2 – используется для промежуточных вычислений.
X3 – количество транзактов, пребывающих в очереди.
Устройства, очереди и накопители.
OZD – очередь в машинный зал.
CCL – накопитель емкостью в четыре транзакта,изображающий машинный зал.
UPD – устройство, изображающее УПД.
COM – накопитель емкостью в два транзакта, изображающийпару мини-ЭВМ.
MWT – таблица распределения общего времени работыстудента в машинном зале.
Комментарии к программе.
Подробные комментарии приведены в тексте программы вконце данного документа.
Однако стоит отметить, что в рамках модели, минимальной(и основной) единицей
времени является минута; а также то, что транзакт непопадает в очередь, если
она отсутствует и есть место в машинном зале.
Результаты.
Получены следующие результаты:
Загрузка УПД – 55,2%
Загрузка ЭВМ – 96,5%
Максимальная длина очереди – 4 чел.
Среднее время ожидания в очереди – 9,02 мин.
Количество ушедших студентов – 78
Распределение общего времени работы студентов в машинномзале приведено в
таблице 2.1.
Таблица 2.1
Интервалы времениЧисло студентовСуммарнаявероятность
0 – 153612.59
15 – 3010649,65
30 – 457876,92
45 – 601582,72
60 – 752390,21
75 – 901695,80
90 – 105798,25
105 – 120399,30
120 — 1352100,00
Исследование адекватности модели.
Метод исследования.
Рассмотренный далее метод не претендует на абсолютнуюточность, но, тем не
менее, позволяет примерно оценить соответствие модели реальнойситуации.
Метод заключается в использовании внесения изменений вначальные данные. При
этом анализируются изменения получаемых результатов.
Применение метода к поставленной задаче.
Вся информация по измененным входным данным и полученнымрезультатам
представлена в таблице 3.1 Знаком “” отделяются значениядля исходной задачи от
значений для задачи, получаемой в результате внесенияизменений.
Таблица 3.1
ПараметрЗагрузка УПД, %Загрузка ЭВМ, %Максимальнаядлина очереди,
чел.Среднее время ожидания, мин.Число ушедшихстудентов, чел.
Время работы системы
48 100 часов55,2 53,796,5 97,44 49,02 8,8178 152
Число мини-ЭВМ
2 1 шт.55,2 29,7 96,5 99,64 49,02 11,8778 203
Число человек в зале
4 255,2 41,296,5 74,0 4 49,02 9,8378 116
Интервал между приходами студентов
8±3 155,2 56,296,5 99,34 199,02 15,1078 2545
Число желающих использовать УПД и ЭВМ
33 50 %55,2 66,696,5 95,84 49,02 8,3078 56
Приведенные здесь результаты показывают, что полученнаямодель с достаточной
точностью отображает реальную ситуацию в рамкахпоставленной задачи.