Построение концептуальной имитационной модели
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
Аннотация
В пояснительной записке раскрываются этапы построения модели вычислительного центра: постановка задачи, составление моделирующей программы на языке GPSS, обоснование выбора метода моделирования. Далее производится анализ полученных данных и делается вывод согласно поставленной задаче. В конце пояснительной записки предлагаются улучшения системы, производится моделирование процесса работы вычислительного центра с новыми параметрами, при которых работа центра становится устойчивой и безотказной при конечных емкостях буферов.
Содержание
Аннотация
Содержание
Введение
. Построение концептуальной модели
.1 Построение структурной схемы СМО
.2 Построение временной диаграммы
. Формализация модели
.1 Построение Q-схемы
.2 Выбор метода моделирования
. Определение переменных и уравнений математической модели 4.Построение моделирующего алгоритма
. Описание программы решения задачи
. Результаты моделирования и их анализ
. Описание возможных улучшений системы
. Окончательный вариант модели с результатами
Заключение
Список литературы
ПриложенияТекст программы, моделирующей исходную системуТекст программы, моделирующей улучшенную системуОтчет GPSS № 1Отчет GPSS № 2
Введение
В задании к курсовому проектированию предлагается исследовать трехфазную одноканальную систему из трех устройств, имеющих на своих входах буферы. Задача курсового проектирования - исследование данной системы и определение значений отдельных параметров - размеров буферных устройств, обеспечивающих ее нормальное функционирование в рамках заданных ограничений.
Примеров задач подобного вида встречается довольно много в области проектирования вычислительной техники. Как правило, при построении этих систем становится необходимым знать, будут ли они справляться с заданными потоками задач, каким требованиям они должны отвечать. В данной курсовой работе целью моделирования системы является определение оптимальных размеров буферных устройств при заданном времени обработки заданий и заданной интенсивности их поступления.
Вычислительный центр в работе исследуется с помощью метода имитационного моделирования. Обоснование выбора дается в подразделе Выбор метода моделирования. Существует несколько программных средств, предназначенных для проведения имитационного моделирования. Например, MatLab и GPSS. Эти средства идеально подходят для решения поставленной задачи. Также смоделировать данную систему можно на языках программирования, не ориентированных на построение моделей систем - на процедурно-ориентированных языках. При их использовании станет необходимым описание элементов модели, являющихся базовыми в языках моделирования - устройств, очередей, транзактов и т. д.
1. Построение концептуальной модели
1.1 Построение структурной схемы СМО
Задания через вычислительный центр проходят в три этапа: ввод, обработка и вывод (рис. 1). На каждом этапе оно сначала буферизуется, затем обрабатывается. Из рисунка видно, что система одноканальная и трехфазная.
1.2 Построение временной диаграммы
На рис.1.2 представлены шесть осей: трех устройств и трех буферных устройств. Все задания, приходящие на вычислительный центр, поступают в буфер, либо сразу на устройство ввода, если оно свободно. Невыполненных заданий в данной системе быть не может, так как в модели используются накопители неограниченной емкости. Следует обратить внимание на то, что одно задание, проходя через устройства ввода, обработки и вывода, будет находиться в них одно и то же время, зависящее от длины задания. Так, например, на ввод задания № 1 уйдет 396 секунд, столько же на обработку и на вывод. Всего задание № 1 в системе будет пребывать секунд, поскольку все устройства в момент начала моделирования свободны.
На временной диаграмме показаны пять заданий, характеристики которых представлены в таблице 1.
Таблица 1 Характеристики заданий, представленных на временной диаграмме.
Номер заданияМомент генерации задания, сДлина задания, байтВремя обработки задания, с1066039623003652193590580348489342025251190320192
2. Формализация модели
2.1 Построение Q-схемы
Q-схема состоит из источника заявок (И), трех устройств: К1 (устройство ввода), К2 (устройство обработки) и К3(устройство вывода), а также трех накопителей: Н1 (накопитель перед входом), Н2 (накопитель перед обработкой) и Н3 (накопитель перед выходом), соединенных последовательно (рис. 3). Так как емкости всех накопителей не ограничены, отказов быть не может, следовательно имеем лишь один выход - с устройства вывода.
2.2 Выбор метода моделирования
Прохождение заданий через вычислительный центр - процесс стохастический, динамический и непрерывный, в котором можно выделить такие сущности, как устройство, накопитель и заявка. Это говорит о том, что данную систему следует отнести к классу систем массового обслуживания. Выбирая метод моделирования, необходимо учесть как требования к результатам - точность, достоверность, так и затраты на его проведение. Остановимся на математических методах ввиду того, что: во-первых, их построение требует минимума временных и материальных затрат по сравнению с натурными, во-вторых, математическое моделирование из всех мысленных в