Курсова робота
Імітаційне моделювання системи, що здійснює модель локальної обчислювальної мережі (ЛОМ) кільцевої структури
Зміст
Анотація
Завдання на курсове проектування
Система позначень об'єктів модельованої системи
Діаграма IDEF 0
Текст моделі
Результати моделювання (лістинг)
Гістограма функції розподілу
Інтерпретація результатів
Дослідження стійкості моделі
Тестові завдання для дослідження адекватності моделі
Висновки
Список використаної літератури
Анотація
Місце розробки: Донецька Філія Інституту Управління, Бізнесу і Права
Мета роботи: ознайомлення з системою імітаційного моделювання GPSS / PC, з підготовкою завдання на моделювання, виконанням аналізу та обробкою результатів моделювання.
У даному курсовому проекті розглянута розробка моделі системи, що здійснює модель локальної обчислювальної мережі (ЛОМ) кільцевої структури.
Для розробки курсового проекту використовувався мова програмування GPSS World Student Version 4.3.5
Завдання на курсове проектування
Завдання 3.
МОДЕЛЬ ЛОКАЛЬНОЇ ОБЧИСЛЮВАЛЬНОЇ МЕРЕЖІ (ЛОМ) кільцевої структури
Локальна обчислювальна мережа (ЛОМ) складається з 4 робочих станцій, має кільцеву структуру і функціонує наступним чином.
Потік заявок (пакетів на передачу) від кожної станції - пуассоновский з середніми інтервалами, зазначеними в таблиці 1.
Таблиця 1. Середні значення інтервалу надходження заявок від кожної станції
Номер робочої станції | Середнє значення, секунд |
1 2 3 4 | 22 25 20 25 |
По мережі циркулює маркер, по черзі дає кожній станції право на використання каналу для передачі даних.
При надходженні маркера робоча станція перевіряє, чи надійшов разом з ним пакет. Якщо маркер прийшов без пакету, то якщо станція має в цей момент свій пакет для передачі, то вона передає його разом з маркером. При відсутності пакету для передачі маркер передається на наступну станцію. Якщо маркер прийшов з пакетом, то станція аналізує пакет, порівнюючи його адресу відправника зі своєю адресою. Якщо ці адреси збігаються, то станція аналізує пакет, що пройшов через все кільце, з збереженим у неї примірником того ж пакету. Час аналізу розподілено за нормальним законом, параметри функції розподілу представлені у таблиці 2.
Таблиця 2. Параметри функції розподілу часу порівняння пакета зі зразком
Номер станції | Математичне сподівання, десяті частки секунд | Середнє квадратичне відхилення |
1 2 3 4 | 50 40 30 50 | 15 12 13 14 |
Імовірність спотворення пакету = 0,1. Якщо пакет спотворений, станція передає його повторно разом з маркером. Якщо не спотворений, транслюється маркер без пакета.
Якщо під час обробки надходить новий пакет, то він записується в буфер. Кожен буфер може зберігати лише один пакет, і кількість буферів обмежена, при відсутності вільного буфера пакет знищується.
Імовірність спотворення пакету Pc. Якщо пакет не спотворений, то станція знищує пакет і відновлює (транслює) маркер, в іншому випадку знову передає екземпляр пакету.
Система позначень об'єктів модельованої системи
STAN 1 - МІТКА
STAN2-МІТКА
STAN3-МІТКА
STAN4-МІТКА
ANALIZ1-МІТКА
ANALIZ2-МІТКА
ANALIZ3-МІТКА
ANALIZ4-МІТКА
PRISHOL1-МІТКА
PRISHOL2-МІТКА
PRISHOL3-МІТКА
PRISHOL 4 - МІТКА
BUFER - РОБОЧА СТАНЦІЯ № 1
EXPON - ФУНКЦІЯ РОЗПОДІЛУ Пуассонівська РУХУ
OBRABOTKA - МІТКА
UXOD - МІТКА
PRINYAL - МІТКА
UNICHTOZH - МІТКА
INBUFER-МІТКА
Діаграма IDEF0
Текст програми
* Буфер для маркера в кол-ве 1
BUFER STORAGE 1
AAA1 VARIABLE C1-X1
* Ініціалізація закону
EXPON FUNCTION RN 1, C 24
0,0 / .100, .104/.200, .222/.300, .355/.400, .509/.500, .690/.600, .915/.700, 1.200/.750, 1.380 / .800,1.600 / .840,1.830 / .880,2.120 / .900,2. 300/.920, 2.520/.940, 2.810/.950, 2.990/.960, 3.200/.970, 3.500/.980, 3.900/.990, 4.600/.995, 5.300/.998, 6.200/.999, 7 / 1, 8
* Формуємо повідомлення з кожної робочої станції
GENERATE 22, FN $ EXPON
TABULATE TAB1
ASSIGN 1,1
SAVEVALUE 1, C1
TRANSFER, OBRABOTKA
GENERATE 25, FN $ EXPON
ASSIGN 1,2
TRANSFER, OBRABOTKA
GENERATE 20, FN $ EXPON
ASSIGN 1,3
TRANSFER, OBRABOTKA
GENERATE 25, FN $ EXPON
ASSIGN 1,4
TRANSFER, OBRABOTKA
* Направляємо в маркер заявку
OBRABOTKA GATE NU OA1, INBUFER
SEIZE OA1
TRANSFER, STAN1
* Буферизація повідомлення
INBUFER GATE SNF BUFER, UXOD
ENTER BUFER
SEIZE OA1
LEAVE BUFER
* Повідомлення на 1-у робочу станцію
STAN1 GATE SF BUFER, ANALIZ1
ANALIZ1 TEST E P1, 1, STAN2
ADVANCE 50,15
GATE SF BUFER, PRISHOL1
PRISHOL1 ENTER BUFER
TRANSFER, PRINAYL
* Повідомлення на 2-у робочу станцію
STAN2 GATE SF BUFER, ANALIZ2
ANALIZ2 TEST E P1, 2, STAN3
ADVANCE 40,12
GATE SF BUFER, PRISHOL2
PRISHOL2 ENTER BUFER
TRANSFER, PRINAYL
* Повідомлення на 3-ю робочу станцію
STAN3 GATE SF BUFER, ANALIZ3
ANALIZ3 TEST E P1, 3, STAN4
ADVANCE 30,13
GATE SF BUFER, PRISHOL3
PRISHOL3 ENTER BUFER
TRANSFER, PRINAYL
* Повідомлення на 4-у робочу станцію
STAN4 GATE SF BUFER, ANALIZ4
ANALIZ4 TEST E P1, 4, PRINAUL
ADVANCE 50,14
GATE SF BUFER, PRISHOL4
* Кінець обробки
PRINAUL TRANSFER 0.1,, STAN1
RELEASE OA1
TRANSFER, UNICHTOZH
* Процедура виходу із системи
UXOD SAVEVALUE 1 +, 1
* Повідомлення залишає систему
UNICHTOZH TERMINATE 1
TAB1 TABLE V $ AAA1, 5,5,22
START 100
Результати моделювання (лістинг)
GPSS World Simulation Report - Untitled Model 1.13.1
Sunday, June 12, 2005 15:24:25
START TIME END TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES
0.000 528.199 48 1 1
NAME VALUE
AAA1 10001.000
ANALIZ1 23.000
ANALIZ2 29.000
ANALIZ3 35.000
ANALIZ4 41.000
BUFER 10000.000
EXPON 10002.000
INBUFER 18.000
OA1 10006.000
OBRABOTKA 15.000
PRINAUL 44.000
PRINAYL 10013.000
PRISHOL1 26.000
PRISHOL2 32.000
PRISHOL3 38.000
PRISHOL4 10022.000
STAN1 22.000
STAN2 28.000
STAN3 34.000
STAN4 40.000
TAB1 10004.000
UNICHTOZH 48.000
UXOD 47.000
LABEL LOC BLOCK TYPE ENTRY COUNT CURRENT COUNT RETRY
1 GENERATE 26 0 0
2 TABULATE 26 0 0
3 ASSIGN 26 0 0
4 SAVEVALUE 26 0 0
5 TRANSFER 26 0 0
6 GENERATE 27 0 0
7 ASSIGN 27 0 0
8 TRANSFER 27 0 0
9 GENERATE 30 0 0
10 ASSIGN 30 0 0
11 TRANSFER 30 0 0
12 GENERATE 19 0 0
13 ASSIGN 19 0 0
14 TRANSFER 19 0 0
OBRABOTKA 15 GATE 102 0 0
16 SEIZE 1 0 0
17 TRANSFER 1 0 0
INBUFER 18 GATE 101 0 0
19 ENTER 1 1 0
20 SEIZE 0 0 0
21 LEAVE 0 0 0
STAN1 22 GATE 1 0 0
ANALIZ1 23 TEST 1 0 0
24 ADVANCE 0 0 0
25 GATE 0 0 0
PRISHOL1 26 ENTER 0 0 0
27 TRANSFER 0 0 0
STAN2 28 GATE 1 0 0
ANALIZ2 29 TEST 1 0 0
30 ADVANCE 1 0 0
31 GATE 1 1 0
PRISHOL2 32 ENTER 0 0 0
33 TRANSFER 0 0 0
STAN3 34 GATE 0 0 0
ANALIZ3 35 TEST 0 0 0
36 ADVANCE 0 0 0
37 GATE 0 0 0
PRISHOL3 38 ENTER 0 0 0
39 TRANSFER 0 0 0
STAN4 40 GATE 0 0 0
ANALIZ4 41 TEST 0 0 0
42 ADVANCE 0 0 0
43 GATE 0 0 0
PRINAUL 44 TRANSFER 0 0 0
45 RELEASE 0 0 0
46 TRANSFER 0 0 0
UXOD 47 SAVEVALUE 100 0 0
UNICHTOZH 48 TERMINATE 100 0 0
FACILITY ENTRIES UTIL. AVE. TIME AVAIL. OWNER PEND INTER RETRY DELAY
OA1 1 0.980 517.539 1 2 0 0 0 1
STORAGE CAP. REM. MIN. MAX. ENTRIES AVL. AVE.C. UTIL. RETRY DELAY
BUFER 1 0 0 1 1 1 0.962 0.962 0 1
TABLE MEAN STD.DEV. RANGE RETRY FREQUENCY CUM.%
TAB1 15.891 15.829 0
_ - 5.000 9 34.62
5.000 - 10.000 квітня 50.00
10.000 - 15.000 березні 61.54
15.000 - 20.000 1 65.38
20.000 - 25.000 березні 76.92
25.000 - 30.000 1 80.77
30.000 - 35.000 0 80.77
35.000 - 40.000 2 88.46
40.000 - 45.000 1 92.31
45.000 - 50.000 1 96.15
50.000 - 55.000 1 100.00
SAVEVALUE RETRY VALUE
1 0 513.156
FEC XN PRI BDT ASSEM CURRENT NEXT PARAMETER VALUE
96 0 529.765 96 0 12
105 0 558.141 105 0 6
103 0 566.214 103 0 1
106 0 593.668 106 0 9
Гістограма функції розподілу
Інтерпретація результатів
У заданий проміжок часу в моделі відбувається генерація заявок від першої станції 22, другої станції 28, третій станції 34, четвертій станції 40. Середній час перебування пакета в маркері склало 0,980.
24 пакету було направлено в буфер маркера, тому що в цей час маркер був зайнятий обробкою надійшов пакета. Вихід заявок, що надійшли з системи необслуженной, як вимагає умова задачі, відбувається аналогічно.
Дослідження стійкості моделі
Для проведення дослідження стійкості моделі, я провів моделювання для двох значень часу моделювання, причому кожне наступне значення вибиралося в 2 рази більше попереднього.
№ 1 START 200
START TIME END TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES
0.000 1119.558 48 1 1
FACILITY ENTRIES UTIL. AVE. TIME AVAIL. OWNER PEND INTER RETRY DELAY
OA1 1 0.990 1108.899 1 2 0 0 0 1
STORAGE CAP. REM. MIN. MAX. ENTRIES AVL. AVE.C. UTIL. RETRY DELAY
BUFER 1 0 0 1 1 1 0.982 0.982 0 1
№ 2 START 400
START TIME END TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES
0.000 2170.660 48 1 1
FACILITY ENTRIES UTIL. AVE. TIME AVAIL. OWNER PEND INTER RETRY DELAY
OA1 1 0.995 2160.000 1 2 0 0 0 1
STORAGE CAP. REM. MIN. MAX. ENTRIES AVL. AVE.C. UTIL. RETRY DELAY
BUFER 1 0 0 1 1 1 0.991 0.991 0 1
При проведенні дослідження виявилося, що модель є надійною і стійкою, тому що результати, отримані при кожному сеансі моделювання, виявилися близькими за своїм значенням.
Тестові завдання для дослідження адекватності моделі
Якщо збільшити кількість пакетів, яке може зберігати кожен буфер з 1 (за умовою завдання), наприклад, до 10, то можна побачити максимальну завантаженість локальної мережі. Але в даному випадку 1 пакету в буфері буде достатньо для функціональної роботи локально - обчислювальної мережі.
STORAGE CAP. REM. MIN. MAX. ENTRIES AVL. AVE.C. UTIL. RETRY DELAY
BUFER 10 0 0 10 10 1 9.415 0.941 0 1
Якщо зменшити час порівняння пакету із зразком, наприклад, з 50 до 40, з 40 до 30, з 30 до 20 та з 50 до 40, а також збільшити число вступників транзактов в блоці GENERATE з 22 до 28, з 25 до 31, з 20 до 26 і з 25 до 31, то ми отримаємо наступні результати:
- Система згенерує значно більше число заявок;
- Через зниження часу на обробку система обробить більшу кількість заявок.
Висновок: при зменшенні часу на перевірку результатів, оброблені транзакти залишають систему значно швидше.
Висновок
У цій роботі описується моделювання, аналіз і дослідження характеристик локальної обчислювальної мережі кільцевої структури. Тут представлений звіт про кількість необроблених заявок. всі дані, результати звіту проілюстровані у вигляді гістограми.
Засоби GPSS дозволяють проаналізувати роботу, результати діяльності будь-якої організації, навіть ще не створеної, що дуже важливо. Це дозволяє спрогнозувати результати діяльності створюваної організації, дає аналіз рентабельності даного проекту. Також дозволяє проаналізувати стійкість моделі при коригування даних, що вносяться. Все це допоможе уникнути непотрібних витрат на реалізацію не перспективних проектів, дають можливість вибрати оптимальний варіант роботи СМО в залежності від кількості наявних каналів на вході і каналів обслуговування. Але для правильного вибору оптимальної роботи моделі керівнику потрібно вміти вибрати з безлічі даної інформації ту, яка заслуговує найбільшої уваги, тобто яка є найбільш правильною і економічною в часу, коштів і т.д. з точки зору даного підприємства.
Список використаної літератури
В.Н. Томашевський, Є.Г. Жданова «Імітаційне моделювання в середовищі GPSS» .- М.: Бестселер, 2003.-416с.
Б.Я. Рад, С.Я. Яковлєв «Моделювання систем» .- М.: «Вища школа», 2003.
В. Боєв «Моделювання систем. Інструментальні засоби GPSS World ».- Спб.:« БХВ-Петербург », 2004.