Моделирование работы дома быта
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?олняющие свою функцию при поступлении заявки (неисправной техники).
1.2 Структурная схема модели системы и ее описание
Для описания подобных процессов, прежде всего, используют структурные схемы, которые отражают физические составляющие элементы системы для лучшего понимания системы. Приведем структурную схему (рисунок 1).
Рисунок 1 - Структурная схема.
Так как по условию имеется пять мастеров работающих одновременно, и склад неисправной бытовой техники имеет не ограниченный объем, то имеем многоканальную систему с ожиданием.
1.3 Временная диаграмма и ее описание
Более детально процесс функционирования можно представить на временной диаграмме (рисунок 2).
Рисунок 2 - Временная диаграмма.
На диаграмме:
ось 1 - моменты поступления техники;
ось 2 - моменты нахождения техники на втором месте в складе;
ось 3 - моменты нахождения техники на первом месте в складе;
ось 4 - моменты нахождения на ремонте у пятого мастера;
ось 5 - моменты нахождения на ремонте у четвертого мастера;
ось 6- моменты нахождения на ремонте у третьего мастера;
ось 7 - моменты нахождения на ремонте у второго мастера;
ось 8 - моменты нахождения на ремонте у первого мастера.
С помощью временной диаграммы можно выявить все особые состояния системы, которые необходимо будет учесть при построении детального моделирующего алгоритма. Все описанное выше есть, по сути, этап построения концептуальной модели системы.
.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 (рисунок 1) можно представить в виде, показанном на рисунке 3, где И1 - источник, К1 - К5 - каналы, Н - накопители, а 1-10 - шлюзы.
Рисунок 3 - Q-схема моделируемой СМО.
Источник И1 обозначает источник поступления сообщений в мастерскую, накопитель Н - склад неисправной бытовой техники. Из накопителя Н техника поступает в каналы К1 - К5 на ремонт к мастерам, а от туда в виде обработанного потока отремонтированной техники.
1.5 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 рисунке 5.
В блок-схеме приняты сокращения, обозначающие очередь и устройство: SKL - склад, MAS - рабочие места мастеров.
Рисунок 4 - Блок-схема.
1.6 Математическая модель и ее описание
Как известно, для СМО с ожиданием справедливы формулы:
;
- коэффициент загруженности устройства обработки заявок;
tb - время, которое устройство обработки было занято за время моделирования;
Tc - общее время моделирования.
Время занятости устройства обработки можно рассчитать по формуле:
;
N - количество поступивших заявок в систему;
n - количество каналов:
- интенсивность потока обслуживания.
Количество поступивших заявок можно рассчитать по формуле:
;
- интенсивность потока заявок.
.
Если ??1, то очередь бесконечно увеличивается.
Рассчитаем показатель U для сравнения с данными результатов имитационного моделирования.
По условию: =4, а интенсивность поступления заявок из каждого источника одинакова и равна 20, и количество каналов равно пяти.
Так как ?=1, то очередь бесконечно увеличивается и математически рассчитать среднюю длину очереди невозможно.
1.7 Описание машинной программы решения задачи
Наиболее удобным средством решения поставленной задачи являются средства имитационного моделирования, поскольку содержат функции, позволяющие легко и удобно создавать модели и отслеживать их состояние с изменением времени и содержания. Для СМО - это язык GPSS, и он отражает характеристики таких объектов СМО как очередь, устройство, что позволяет применить его для решения нашей задачи.
Текст программы приводится в приложении 1.
1.8 Результаты моделирования и их анализ
Отчет GPSS по программе является результатом ее работы и имеет вид:
GPSS World Simulation Report - MAXXXXXXX.5.1TIME END TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES
.000 2400.000 9 0 1VALUE 10001.00010000.00010002.00010003.000LOC BLOCK TYPE ENTRY COUNT CURRENT COUNT RETRY
GENERATE 84 0 0
QUEUE 84 20 0
ENTER 64 0 0
DEPART 64 0 0
ADVANCE 64 5 0
LEAVE 59 0 0
TERMINATE 59 0 0
GENERATE 1 0 0
TERMINATE 1 0 0MAX CONT. ENTRY ENTRY(0) AVE.CONT. AVE.TIME AVE.(-0) RETRY22 20 84 6 10.108 288.786 311.000 0CAP. REM. MIN. MAX. ENTRIES AVL. AVE.C. UTIL. RETRY DELAY5 0 0 5 64 1 4.817 0.963 0 20
Из отчета следует, что коэффициент загрузки устройства обработки транзактов (который необходимо определить в соответствии с заданием к курсовой работе) равен 0,963, а средняя длина очереди равна 10,108.
1.9 Сравнение результатов имитационного моделирования и аналитического расчета характеристик
Исходя из приведенных результатов видно, что коэффициент загруженности дома быта, рассчитанный математически (1) практически полностью совпадает с результатом, полученным после имитационного моделирования (0.963). Небольшое отклонение от результата математических расчетов можно объяснить тем, что при имитационном моделировании интенсивности распределены по нормальному закону, а значит интервал поступления это