Модель обеспечения надежности АСУ ТП
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
основе устройств (блоков).
Рисунок 2 - Структурная схема системы обработки на основе устройств
.3 Временная диаграмма и её описание
Приведём временную диаграмму выполнения всех процессов модели для более детального представления процесса функционирования системы обработки.
Рисунок 3 - Временная диаграмма процессов системы обработки данных
Распишем оси координат. Ось абсцисс - временная шкала. Ось ординат:
- моменты поступления заявок в систему;
- пребывание заявок в накопителе (очередь);
- обработка данных основной ЭВМ;
- обработка данных резервной ЭВМ;
- уход заявок с обслуживания системой.
Как видно на временной диаграмме, первая поступившая заявка, минуя накопитель, поступает на обработку в основную ЭВМ. Вторая заявка генерируется раньше, чем ЭВМ обрабатывает первую, поэтому вторая заявка ожидает в накопителе и, по завершении обработки, занимает ЭВМ. Третья и четвертая, подобно второй, ожидают своей очереди. Во время обработки четвертой заявки система успевает сгенерировать пятую и шестую. Они пополняют собой очередь. Выполнение обработки пятой заявки сопровождается ожиданием в очереди шестой и седьмой заявок, выполнение шестой - ожиданием седьмой, восьмой и девятой. Далее генерация заявок идет параллельно с обработкой, поэтому в очереди мы можем постоянно видеть 2-3 заявки. После выполнения двенадцатой заявки происходит сбой основной ЭВМ, в результате тринадцатая заявка, дождавшись своей очереди, поступает в резервную ЭВМ. В момент восстановления основной ЭВМ, резервная обрабатывает восемнадцатую заявку. Она прекращает эту процедуру и передает её основной ЭВМ. Девятнадцатая и двадцатая заявки так же обрабатываются основной ЭВМ. В результате построения временной диаграммы выявились все особые состояния системы, которые необходимо учесть при построении детального моделирующего алгоритма.
.4 Q-схема системы и её описание
Концептуальная модель системы построена. Перейдем к этапу формализации модели. Так как описанные процессы являются процессами массового обслуживания, то для формализации задачи используем символику Q-схем. В соответствии с построенной концептуальной моделью и символикой Q-схем, структурную схему данной СМО можно представить в виде, показанном на рисунке 4, где И - источник, К - канал, Н - накопитель.
Рисунок 4 - Q-схема системы обработки данных
Рассмотрим подробнее Q-схему, представленную на рисунке 4.
Источник И1 имитирует поступление заявок в систему. Интенсивность поступления 184с. Источник И2 имитирует отказы в основном канале, интенсивность которых 30030с. Накопитель Н имеет неограниченный объем, в нем хранятся необработанные заявки. Канал К1 (основной канал) имитирует основную ЭВМ, которая обрабатывает данные за 206с. К2 (резервный канал) имитирует резервную ЭВМ с такой же производительностью как и у К1. Клапаны 1,2 управляют работой системы в целом. В режиме работы системы без сбоев клапан 1 не пропускает заявок. При возникновении сбоев клапан 1 открывается, клапан 2 закрывается и не пропускает заявок в основной канал до его восстановления. Управляющие воздействия на клапана показаны пунктирными линиями.
Необходимо отметить, что в исходной постановке данную задачу лучше всего решать методом имитационного моделирования. Также данную задачу можно решить одним из аналитических методов, базирующихся на теории массового обслуживания. При решении аналитическим способом необходимо разбить модель на этапы, чтобы можно было наглядно представить все процессы, которые происходят при работе системы передачи данных, неизбежно упрощать задачу, что приводит к потере точности конечного результата.
1.5 Укрупнённая схема моделирующего алгоритма
После этапа формализации задачи необходимо приступить к построению моделирующего алгоритма. Известно, что существует две разновидности схем моделирующих алгоритмов: обобщённая (укрупнённая) схема, задающая общий порядок действий, и детальная схема, содержащая уточнения к обобщённой схеме.
Рассмотрим один из принципов построения моделирующих алгоритмов, принцип Dt. Он заключается в следующем: процесс функционирования любой системы обозначим её S можно рассматривать как последовательную смену её состояний ZP=Z(Z1(t),Z2(t),...,ZK(t)), в k-мерном пространстве. Очевидно, что задачей моделирования процесса функционирования исследуемой системы S является построение функций Z, на основе которых можно провести вычисление интересующих характеристик процесса функционирования системы. Для этого должны иметься соотношения, связывающие функции Z с переменными параметрами и временем, а также начальные условия ZPo=Z(Z1(t0),Z2(t0),...,ZK(t0)) в момент времени t=t0. Т.е. другими словами работа системы разделяется на интервалы, и изменение каждого процесса осуществляется с интервалом t+Dt. При разделении система передачи будет находиться в различных состояниях, которые по принципу называют Z1(t+Dt),Z2(t+Dt),...,ZK(t+Dt). За начальный момент времени берётся t0, тогда следующий момент времени будет t1=t0+Dt, следующий момент равен t2=t1+Dt. Каждый последующий момент времени будет равен сумме предыдущего интервала и Dt. Это временное разделение происходит до тех пор, пока не произойдёт окончание работы системы. Также стоит заметить, что если шаг Dt достаточно мал, то таким путём можно получить приближённые значения состояний Z.
Укрупнённая схема моделирующего алгоритма на основе принципа Dt предст?/p>