Построение концептуальной имитационной модели
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?ие данные об устройствах и очередях. Согласно поставленной задаче, необходимо определить, будет ли вычислительный центр справляться с заданным потоком заданий и, если да, какой объем входных буферов для этого необходим. Для того, чтобы определить, способна ли система с ограниченными буферами обслуживать заданный поток заявок, достаточно выяснить, будет ли постоянно расти максимальное количество заявок в любом из буферов при увеличении времени моделирования. Определить это можно несколькими способами.
Первый, статистический, подразумевает проведение N количества испытаний с фиксацией на каждом из них максимального количества заявок в буферах. Если это значение стремится к постоянному значению, значит система устойчивая при объеме буфера, немного большего полученного значения.
Второй способ позволяет качественно определить, проведя один эксперимент, будет ли количество заявок в очереди расти до бесконечности, либо оно ограничено определенной константой вне зависимости от времени моделирования. Достаточно сравнить среднее время, через которое генерируются заявки со средним временем нахождения их в буферах. Очевидно, что если заявки генерируются чаще, чем покидают буфер, то система не устойчивая при ограниченном объеме буферов. И наоборот, если заявки могут покидать очередь заметно чаще, чем генерироваться, перед нами устойчивая система с ограниченными буферами. В последнем случае объем буферов определяется как заведомо больший максимального количества заявок в них.
Обращаясь к отчету, сгенерированному GPSS, и зная среднюю частоту генерации заявок, имеем следующие данные:
-среднее время, через которое генерируются заявки - 300 секунд;
-среднее время пребывания заявок в буфере ввода - 617.676 секунд;
среднее время пребывания заявок в буфере обработки - 111.930 секунд;
среднее время пребывания заявок в буфере вывода - 114.143 секунд;
максимально количество заявок в буфере ввода - 6;
максимально количество заявок в буфере обработки - 2;
максимально количество заявок в буфере вывода - 2.
На основании приведенных данных можно сделать вывод, что при данном потоке заявок и данной пропускной способности вычислительного центра нельзя ограничивать буфер ввода никаким конечным значением. В противном случае неизбежны отказы при непрерывной генерации заявок.
7. Описание возможных улучшений системы
Для того, чтобы вычислительный центр справлялся с заданным потоком заявок, необходимо либо увеличить скорость ввода, обработки и вывода заданий, либо увеличить число этих устройств, получив многоканальную систему. Увеличить пропускную способность системы достаточно до момента, когда среднее время пребывания заявок во всех очередях будет меньше среднего времени, через которое генерируются заявки. В этом случае можно задать такие конечные значения объемов буферов, при которых исключаются отказы.
Проведем ряд экспериментов с моделью системы, изменяя скорость обработки заданий и наблюдая за средним временем пребывания задания в очереди перед каждым из устройств. Результаты экспериментов представлены в таблице 2.
Таблица 2 Зависимость среднего времени пребывания заданий в буферах от скорости их обработки
№Скорость обработки заданий, байт/минСреднее время пребывания заданий в буфере ввода, сСреднее время пребывания заданий в буфере обработки, сСреднее время пребывания заданий в буфере вывода, с199533352.261121.025120.99921006478.145118.954119.2353101709.100108.458111.2584102340.94799.556104.6905103221.31792.38599.4016104154.15986.02594.7087105117.00980.39090.446Среднее время пребывания заданий в буфере ввода лишь тогда меньше 300 секунд, когда скорость обработки заданий больше или равно 103 байт/мин.
8. Окончательный вариант модели с результатами
Произведем описанные в предыдущем подразделе улучшения вычислительного центра. В ходе последовательного увеличения скорости обработки заданий и анализа получаемых результатов приходим к выводу, что для устойчивой работы вычислительного центра достаточно увеличить пропускную способность каждого из устройств на 3 байта в минуту (до 103 байт/мин). Промоделировав полученную систему 1000 раз, получаем следующие средние значения (см. также приложение IV):
-среднее время, через которое генерируются заявки - 300 секунд;
-среднее время пребывания заявок в буфере ввода - 221.317 секунд;
среднее время пребывания заявок в буфере обработки - 92.385 секунд;
среднее время пребывания заявок в буфере вывода - 99.401 секунд;
максимально количество заявок в буфере ввода - 9;
максимально количество заявок в буфере обработки - 2;
максимально количество заявок в буфере вывода - 2.
Из результатов видно, что в данной системе можно использовать буферы конечного объема. Причем буфер ввода можно ограничить значением, не меньшим 9, а буферы обработки и вывода - не меньшим 2. Для более устойчивой работы вычислительного центра желателен запас в емкости буферов в 1 - 2 заявки.
Зная максимальную длину заявок (700 байт), требуемые емкости буферов можно выразить в байтах - соответственно 7000, 1400 и 1400 байт для буферов ввода, обработки и вывода.
Заключение
При исследовании первоначальной модели системы для данной постановки задачи достаточно качественного определения устойчивости системы: низкая пропускная способность очевидна - среднее время пребывания заданий в буфере ввода в два раза больше времени, через которое они генерируются. После внесенных в систему изменений, направленных на улучшение