…/Facilities window
· Выход Filе/Exit
Задание по теме: «Моделирование систем массового обслуживания общего типа в системе моделирования GPSS World».
ЗАДАНИЕ 1. Моделирование типовой СМО (по результатам лабораторного практикума в среде моделирования GPSS World). Изучите учебные модели SAMPLE 1- SAMPLE 9.
Разработайте имитационную модель одноканальной (многоканальной) системы массового обслуживания с очередью. Время между прибытиями посетителей распределено экспоненциально (со средним Х). Время обслуживания распределено равномерно (известно минимальное значение Хмин , максимальное значение Хмакс).
Вариант 1. Смоделировать работу 1000 клиентов,
Вариант 2. Использовать таймер: GENERATE 30
TERMINATE1
Табулировать количество обслуженных посетителей.
Продумать состав и форму представления выходной статистики. Использовать интерактивные окна для построения графиков (Plot Window), средства построения гистограмм (Table Window), и вывода значений переменных (Expression Window), а также Окно устройств (Facilities), и Окно Памяти (Storage Window) и др.
ЗАДАНИЕ 2. Моделирование СМО общего типа.
Адаптировать разработанную имитационную модель для следующих случаев:
Вариант 1. Входной поток заявок неоднородный. Например, на автостоянке заправка автотранспорта производится бензином нескольких типов. Время обслуживания зависит от характеристик заявки.
Моделировать обобщенный поток заявок. Изменение режима прихода и обслуживания заявок осуществляется с использованием блока TRANSFER (вероятностное развитие ситуации).
Вариант 2. СМО с отказами.
А) Моделировать нетерпеливого клиента. Если время ожидания в очереди превышает допустимое, клиент покидает систему необслуженным.
Б) Если длина очереди превышает допустимую (например, нехватка места при парковке) клиент покидает систему необслуженным.
Табулировать количество отказов в обслуживании. При описании можно использовать блок TEST.
B) Моделировать ситуацию, когда объект обслуживания закрывается на технологический перерыв (обед, профилактику и т. п.)
С) Обслуживающее устройство выходит из строя (отказ в обслуживании по причине потери работоспособности). Время между отказами и время восстановления распределено экспоненциально.
Табулировать общее количество обслуженных заявок и количество отказов.
Моделируемый процесс в последнем случае включает описание двух процессов:
- процесса обслуживания,
- процесса, связанного с отказами (прерывание устройства через случайное время безотказной работы) и восстановлениями обслуживающего устройства (снятие прерывания после случайного времени восстановления).
Тема 4. Направленный вычислительный эксперимент на имитационной модели. Обработка результатов эксперимента. Процедура ANOVA.
Вычислительная процедура ANOVA использует статистический метод – дисперсионный анализ для анализа результатов вычислительного эксперимента. Она возвращает средние значения, доверительные интервалы и др. оценки по каждой выборке, составленной по результатам имитационных прогонов, а также расчетное значение F-теста, которое может быть использовано для сравнения двух альтернатив, составленных на основе выборочных данных по результатам имитационного эксперимента.
Урок 8
Процедура ANOVA
· Ознакомьтесь с примером File / Open/ANOVA.gps
· Ознакомьтесь или
подготовьте INCLUDE-файл
«ctlanova.txt» для
проведения эксперимента:
· RESULTS MATRIX, 2,3 ; Создать 3 реплики на двух уровнях
;(матрица для хранения результатов ;эксперимента)
· Cut_Time EQU 6.8 ;задаем значение управляемого параметра
· Treatment EQU 1 ;- уровень 1
· RMULT 411 ; задаем начальные значения ДСЧ
· Start 100,NP ;прогон №1
· MSAVEVALUE RESULTS, 1,1, ;сохраняем результаты прогона по отклику
QT$Barber ;QT $Barber
· Clear off ;очистка статистики
· RMULT 421 ;меняем начальные значения ДСЧ
· Start 100,NP ;прогон №2
· MSAVEVALUE RESULTS, 1,2, ;и т.д.
QT$Barber
· Clear off
· RMULT 431
· Start 100,NP ;прогон №3
· MSAVEVALUE RESULTS, 1,3,
QT$Barber
· Clear off
· Cut_Time EQU 2 ;изменяем значение управляемого параметра
· Treatment EQU 2 ;- уровень 2
· RMULT 411
· Start 100,NP ;прогон №1
· MSAVEVALUE RESULTS, 2,1, ;сохраняем результаты прогона по отклику
QT$Barber ;QT$Barber
· Clear off
· RMULT 421
· Start 100,NP ;прогон №2
· MSAVEVALUE RESULTS, 2,2,
QT$Barber
· Clear off
· RMULT 431
· Start 100,NP ;прогон №3
· MSAVEVALUE RESULTS, 2,3,
QT$Barber
·
· Транслируйте Command / Create Simulation
· Выполните эксперимент) Command / Custom
· (автоматически) INCLUDE “ctlanova.txt” (OK)
· Наблюдайте результаты эксперимента Window / Simulation Window /
Matrix Window
· Проанализируйте результаты Command / Custom
статистического анализа в окне «Журнал», SHOW ANOVA (Results,2,0)
выполненные процедурой ANOVA
(доверительный интервал; F-статистика)
ПРИЛОЖЕНИЕ 1.
Базовая концепция структуризации
языка моделирования GPSS
Джеффи Гордон в 1961 г разработал язык моделирования GPSS (General Purpose Simulating System - моделирующая система общего назначения).
Каждый язык моделирования содержит абстрактные конструкции в понятиях, близких к алгоритмической (концептуальной или формальной) схеме описания моделируемых систем. В рамках этой схемы четко классифицируются элементы. Элементы различных классов различают по характеристикам и свойствам. Описываются связи между элементами системы и внешней средой.
В основе каждого языка или системы моделирования лежит определенная (базовая) концепция структуризации для описания реального объекта. Во многом это определяет класс моделируемых объектов, которые могут быть описаны системой моделирования.
Содержание базовой концепции структуризации языка GPSS
1) Это блочно-ориентированная концепция, разработанная с ориентацией на описание СМО (СМО – система массового обслуживания) (см. Приложение 2).
Структура моделируемого процесса изображается в виде потока, проходящего через ОУ (обслуживающие устройства), очереди, ключи и другие элементы СМО.
Модель имеет блочную структуру. Моделируемый процесс представляется как поток заявок в системе обслуживания. Блоки интерпретируются как ОУ. Заявки (транзакты) конкурируют между собой за место в ОУ, образуют очереди перед ОУ, если они заняты. Дуги на блок-схеме – потенциальные потоки заявок между ОУ. Существуют истоки и стоки этих заявок. В этом случае блок-схема модели описывает маршруты движения заявок в системе.
Следовательно, в рамках GPSS есть специальные средства, которые являются аналогами элементов систем массового обслуживания, т.к.обслуживающие устройства, заявки, очереди.
Однако, GPSS является гибкой языковой средой, поэтому позволяет моделировать не только СМО, но и другие системы (например, склад, распределение ресурсов и др.)
2) GPSS – система дискретного типа.
Система GPSS ориентирована на класс объектов, процесс функционирования которых можно представить в виде множества состояний и правил перехода из одного состояния в другое, определяемых в дискретной пространственно- временной области.
GPSS позволяет описывать процессы с дискретными событиями.
Для регистрации изменений времени во времени существует таймер модельного времени (он может быть не только целочисленным). Механизм задания модельного времени: пособытийный, с переменным шагом. Изменения в реальной системе приводят к появлению событий. Событие – изменение состояния любого элемента системы. В системе происходят события:
- поступление заявки,
- постановка заявки в очередь,
- начало обслуживания,
- конец обслуживания и др.
В GPSS рассматриваются 2 класса событий:
- основные (те события, которые можно запланировать, то есть рассчитать момент их появления заранее, до их наступления, например момент появления заявки на входе)
- вспомогательные (те события, которые происходят вследствие появления основных событий. Вспомогательные события осуществляются в результате взаимодействия таких абстрактных элементов как блоки и транзакты, например, смена состояния прибора обслуживания со «свободен» на «занято»)
3) GPSS относится к классу процессно-(транзактно)-ориентированных систем моделирования.
GPSS является способом алгоритмизации дискретных динамических систем. Ориентирована на описание параллельных процессов в динамической системе. Примеры моделируемых объектов: транспортные объекты, склады, производственные системы, магазины, торговые объекты, сети ЭВМ, системы передачи сообщений. Алгоритмическая схема может быть использована для оформления сложных формальных схем. Формальные модели таких объектов: СМО и стохастические сети, автоматы, сети Петри, агрегаты и др.
Функциональная структура GPSS
рассматривается на двух уровнях.
1 уровень определяется комбинацией основных функциональных объектов таких, как
- устройства
- памяти
- ключи (логические переключатели)
- очереди
- транзакты;
2 уровень – блок-схема модели, составленная из типовых блоков, между которыми перемещаются транзакты.
1 уровень
- Транзакты являются абстрактными подвижными элементами, которые являются аналогами различных объектов реального мира (сообщения, транспортные средства, люди, деталии т.д.) Это динамические функциональные элементы GPSS, которые отражают реальные заявки на обслуживание.
Транзакты двигаются по модели, появляются в ней с той же интенсивностью, что и реальные заявки. Транзакты могут создаваться и уничтожаться .Перемещаяясь между блоками модели в соответствии с логикой моделирования , транзакты вызывают (и испытывают) различные действия: