Моделирование процессов обработки информации
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?тма. Все описанное выше есть, по сути, этап построения концептуальной модели системы.
- Рис. 2. Временная диаграмма процесса функционирования ВЦ.
- 1.4 Q-схема системы и ее описание
- Для описания СМО, как непрерывно-стохастических процессов, используют Q-схемы, отражающие элементы и структуру СМО. В соответствии с построенной концептуальной моделью и символикой Q-схем структурную схему данной СМО (рис. 1) можно представить в виде, показанном на рис. 3, где И - источник, К - канал, Н - накопитель.
- Рис. 3 Структурная схема ВЦ в символике Q-схем.
- Источник И1 имитирует процесс прихода заданий в ВЦ. Задания (в терминах Q-схем - заявками) поступают в накопитель Н1 перед каналом К1, соответствующему первой ЭВМ (рис.1).
- Заявки, обслуженные каналом К1, поступают в накопители Н2 и Н3, а затем обслуживаются каналами К2 и К3, соответствующими второй и третьей ЭВМ.
- Источники И2 и И3 имитируют процесс прихода фоновых задач в ВЦ. Фоновые задачи поступают в накопители Н4 и Н5, а затем, если каналы К2 и К3 свободны, обслуживаются ими. При поступлении заданий от источника И1, обслуженных каналом К1, обслуживание фоновой задачи приостанавливается, она отправляется обратно в накопитель и начинается обработка задания, после чего обслуживание фоновой задачи возобновляется.
- 1.5 Укрупненная схема моделирующего алгоритма и описание ее блоков
- Известно [1], что существует две разновидности схем моделирующих алгоритмов: обобщенная (укрупненная) схема, задающая общий порядок действий, и детальная схема, содержащая уточнения к обобщенной схеме.
- Обобщенная схема моделирующего алгоритма данной задачи, построенная с использованием "принципа t", представлена на рис. 4.
- Необходимо отметить, что в исходной постановке данную задачу можно решить только методом имитационного моделирования. Для решения одним из аналитических методов, базирующихся на теории массового обслуживания, ее следует предварительно упростить, что, естественно, скажется на точности и достоверности полученных результатов.
- Рис. 4. Обобщенная схема моделирующего алгоритма процесса функционирования ВЦ.
- 1.6 Блок-схема моделирующего алгоритма и ее описание
- Для языка программирования GPSS существует своя символика блок-схем. В этой символике блок-схема имеет вид, показанный на рис. 5.
- В блок-схеме приняты сокращения:
- Och1, Och2, Och3 - соответственно накопители перед первой, второй и третьей ЭВМ;
- РК1, РК2, РК3 - соответственно первая, вторая и третья ЭВМ;
- Fon1, Fon2 - соответственно накопители для фоновых задач для второй и третьей ЭВМ;
- Term1, Term2 - метки, отправляющие задания после исполнения на удаление из системы;
- Р1 - параметр, используемый для слежения за оставшимся временем обработки фоновых задач.
1.7 Математическая модель и ее описание
Для данной СМО будут справедливы формулы:
(1) (2)(3)
(4) (5)
и ,- коэффициенты загрузки ЭВМ1, ЭВМ2 и ЭВМ3;
и - суммарное время занятости ЭВМ1, ЭВМ2 и ЭВМ3;
- время решения задачи на -й ЭВМ, =1,2,3;
Nф1, Nф2 - число обработанных фоновых задач для второй и третьей ЭВМ;
tобр - время обработки фоновой задачи;
T - общее имитируемое время работы ВЦ.
Согласно заданию общее имитируемое время работы ВЦ T=14400сек.
Принимая во внимание, что время обработки всех заявок одинаково и равно 30 сек., а время генерации постоянно и равно 30сек, используя формулы (1), (2), (3), получаем:
Кз1=30*(14400/30)/14400=1
Кз2=14*(14400/30)/14400=0,466
Кз3=16*(14400/30)/14400=0,533
Однако из условия следует, что та ЭВМ, которая быстрее завершает обработку, вызывает завершение обработки на другой ЭВМ, следовательно, загрузка обеих ЭВМ будет определяться следующим соотношением:
Коэффициент загрузки фоновыми задачами определяется теми условиями, что незанятое время ЭВМ тратят на обработку фоновых задач и коэффициенты загрузки основными задачами равны между собой, т.е. Кф1=Кф2=1-0,466=0,534.
1.8 Описание машинной программы решения задачи
Для решения задач имитационного моделирования разработаны специальные программные средства. Программные средства такого рода содержат операторы, специально разработанные для применения в решения задач имитационного программирования, они позволяют решать задачи имитационного моделирования достаточно точно и без особой громоздкости и сложности, которой потребовал бы любой универсальный язык программирования (С++, Pascal, Delphi и т.п.).
Для решения данной задачи я выбрал язык имитационного моделирования GPSS World, поскольку он удобен, содержит достаточное количество операторов и функций для построения данной задачи, позволяет выдавать простые и понятные отчеты, по которым можно делать заключения о состоянии системы.
Для большей наглядности в программе в качестве времени генерации фоновых задач взята величина 20030сек.
Текст самой программы приводится в приложении 1.
1.9 Результаты моделирования и их анализ
вычислительный центр алгоритмический программный
Язык GPSS позволяет выдать отчет, который является результатом работы построенной программы. В этом отчете содержится основная интересующая нас информация о работе модели системы:
1.10 Сравнение результатов имитационного моделирования и