Разработка программы моделирования СМО
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?и от числа используемых устройств. Оказалось, что ситуации, возникающие на телефонных станциях, являются типичными не только для телефонной связи. Работа аэродромов, работа морских и речных портов, магазинов, библиотек, радиолокационных станций и комплексов, терминальных классов, вычислительных систем и сетей, автоматизированных систем управления и т.д. может быть описана в рамках ТСМО.
Классификация СМО. Выделяют различные признаки классификации СМО: системы с отказами и системы без отказов; замкнутые и разомкнутые; многоканальные и одноканальные; с равными (с точки зрения порядка обслуживания) заявками и с приоритетными заявками.
В системе с отказами (с потерями, с конечной длиной очереди) заявка, пришедшая в момент, когда все каналы обслуживания заняты или заняты все места в очереди, получает отказ и покидает систему. В системе без отказов (без потерь, с бесконечной длиной очереди) такая заявка не покидает систему, а становится в очередь и ждет, пока не освободится какой-нибудь канал. Время ожидания в общем случае неограниченно.
В замкнутых СМО в системе циркулирует определенное конечное число заявок (конечное число требований). В разомкнутых СМО количество заявок, поступающих в систему - теоретически бесконечно.
В n - канальной CМО одновременно могут обслуживаться n заявок, в одноканальной системе - только одна заявка. В простейшем случае каждый канал характеризуется своей производительностью (интенсивностью обслуживания заявок). Если в СМО поступают заявки нескольких типов, то для каждого типа заявок может быть задана соответствующая интенсивность обслуживания. Интервал между поступлением заявок в систему и длительность обслуживания заявки каналом в общем случае - это случайные величины с заданными законами распределения.
Заявки в СМО могут иметь одинаковый приоритет и разный приоритет. При поступлении в СМО нескольких типов заявок с разными приоритетами могут быть организованы отдельные очереди для заявок каждого типа. Кроме размера, для каждой такой очереди указывается приоритет находящихся в ней заявок. Приоритеты обычно кодирует целыми числами 0,1,2,3,тАж, причем, чем меньше число, тем меньше приоритет соответствующих заявок. При наличии приоритетной организации в СМО на обслуживание в первую очередь выбираются заявки с высшими приоритетами.
Различают заявки с относительным и абсолютным приоритетами. Если заявка с абсолютным приоритетом поступила в CMО в тот момент, когда на обслуживании находятся заявка с меньшим приоритетом, то поступившая заявка сразу начинает обслуживаться, прерывая на время своего обслуживания находящуюся там заявку. Вытесненная таким образом заявка возвращается в начало своей очереди и ожидает продолжение обслуживания (дообслуживания), либо выводится из системы. Для заявок с относительным приоритетом их приоритет вступает в действие не в момент их поступления в СМО, а в момент выбора следующей заявки из очереди (из очередей) на обслуживание. Прерываний в этом случае нет. Приоритеты заявок также бывают статические (постоянные) и динамические (изменяющиеся во времени).
Основные задачи ТСМО заключаются:
- в расчете выходных характеристик СМО, характеризующих эффективность функционирования системы (вероятность простоя системы, вероятность отказа в обслуживании, среднее число заявок в системе, среднее число занятых каналов, среднее время ожидания в очереди и т.д.);
в оценке и анализе эффективности функционирования СМО на основе рассчитанных характеристик;
в оптимизации характеристик функционирования СМО.
1.3 Имитационное моделирование систем
.3.1 Определение имитационного моделирования
Известный американский ученый Роберт Шеннон дает следующее определение [17]: Имитационное моделирование - процесс конструирования модели реальной системы и постановки экспериментов на этой модели iелью либо понять поведение системы, либо оценить (в рамках ограничений, накладываемых некоторым критерием или совокупностью критериев) различные стратегии, обеспечивающие функционирование данной системы. Все имитационные модели используют принцип черного ящика. Это означает, что они выдают выходной сигнал системы при поступлении в нее некоторого входного сигнала. Поэтому в отличие от аналитических моделей для получения результатов необходимо осуществлять прогон имитационных моделей, т.е. подачу некоторой последовательности сигналов, объектов или данных на вход модели и фиксацию выходной информации, а не решать их. Происходит своего рода выборка состояний объекта моделирования (состояния - свойства системы в конкретные моменты времени) из пространства (множества) состояний (совокупность всех возможных значений состояний). Насколько репрезентативной окажется эта выборка, настолько результаты моделирования будут соответствовать действительности. Этот вывод показывает важность статистических методов оценки результатов имитации.
1.3.2 Условия и проблемы применения имитационного моделирования
Применение имитационного моделирования целесообразно при выполнении определенных условий [17]:
. Не существует законченной математической постановки данной задачи, либо еще не разработаны аналитические методы решения сформулированной математической модели. К этой категории относятся многие модели массового обслуживания, связанные с рассмотрением очередей.
. Аналитические методы имеются, но м