Системный подход к проектированию (стр. 1 из 3)

В настоящее время большими темпами развиваются информационные технологии, что позволяет автоматизировать ручную работу в различных отраслях деятельности.

Развитие технического прогресса и промышленного производства безусловно приводит к появлению новых систем и комплексов, повышающих производительность и эффективность труда.

Под автоматизацией проектирования понимают систематическое применение ЭВМ в процессе проектирования при научно обоснованном распределении функций между проектировщиком и ЭВМ, и научно обоснованном выборе методов машинного решения задач.

Автоматизированное проектирование - это основной способ повышения производительности труда инженерных работников, занятых проектированием.

Термин "система" греческого происхождения и означает целое, составленное из отдельных частей. В настоящее время существует достаточно большое количество определений понятия "система". Определения понятия "система" изложены в работах Л. Фон Берталанфи, А. Холла, У. Гослинга, Р. Акоффа, К. Уотта и других. Наиболее близким определением, относящимся к информационным системам, является определение К. Уотта, согласно которому, система - это взаимодействующий информационный комплекс, характеризующийся многими причинно-следственными взаимосвязями. Другими словами, систему можно рассматривать как целенаправленный комплекс взаимосвязанных элементов. Обязательное существование элементов определяет общие для всех элементов целенаправленные правила взаимосвязей, обуславливающие целенаправленность системы в целом.

Система автоматизированного проектирования - система, объединяющая технические средства, математическое и программное обеспечение, параметры и характеристики которых выбирают с максимальным учетом особенностей задач инженерного проектирования и конструирования.

Автоматизация процессов проектирования особенно эффективна, когда от автоматизации выполнения отдельных инженерных расчетов переходят к комплексной автоматизации, создавая для этой цели системы автоматизированного проектирования (САПР).

1. Моделирование процессов и систем

1.1 Моделирование одноканальных СМО

Цель работы: изучение средств GPSS для построения имитационных моделей одноканальных бесприоритетных систем. Исследование моделей на ЭВМ, обработка результатов моделирования.

Задание:

Одноканальная СМО состоит из буферного накопителя емкостью L=9 и обслуживающего прибора. В систему поступает поток заявок в интервале [30. .60] мин. Если последующая заявка застает накопитель заполненным, то она получает отказ. Длительность обслуживания Тобсл. =160 с отклонением=30 мин.

Требуется определить вероятность отказа в обслуживании, среднее время ожидания, среднюю длину очереди в течение 1000 мин.

Программный код:

generate 45,15

test l q$LINE,5,MET1

QUEUE LINE

SEIZE UST1

DEPART LINE

ADVANCE 160,30

RELEASE UST1

TERMINATE

MET1 TERMINATE

GENERATE 1000

TERMINATE 1

Блок-схема модели

Результаты работы:

GPSS World Simulation Report - Untitled.9.1

Thursday, September 18, 2008 10:38:28

START TIME END TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES

0.000 1000.000 11 1 0

NAME VALUE

LINE 10000.000

MET1 9.000

UST1 10001.000

LABEL LOC BLOCK TYPE ENTRY COUNT CURRENT COUNT RETRY

1 GENERATE 22 0 0

2 TEST 22 0 0

3 QUEUE 11 5 0

4 SEIZE 6 0 0

5 DEPART 6 0 0

6 ADVANCE 6 1 0

7 RELEASE 5 0 0

8 TERMINATE 5 0 0

MET1 9 TERMINATE 11 0 0

10 GENERATE 1 0 0

11 TERMINATE 1 0 0

FACILITY ENTRIES UTIL. AVE. TIME AVAIL. OWNER PEND INTER RETRY DELAY

UST1 6 0.945 157.455 1 7 0 0 0 5

QUEUE MAX CONT. ENTRY ENTRY(0) AVE.CONT. AVE.TIME AVE.(-0) RETRY

LINE 5 5 11 1 3.901 354.667 390.134 0

FEC XN PRI BDT ASSEM CURRENT NEXT PARAMETER VALUE

24 0 1006.530 24 0 1

7 0 1084.178 7 6 7

25 0 2000.000 25 0 10

Вывод:

Среднее время ожидания в очереди 354, 667 мин, средняя длина очереди 3 человека, вероятность отказа равна 11/22 или 50%.

1.2 Моделирование систем с организацией списков

Цель работы: изучение средств GPSS для моделирования и исследование характеристик моделей с различными дисциплинами обслуживания, исследование Пуассоновских потоков событий, оценка точности моделирования.

Задание:

4. Одноканальная СМО состоит из буферного накопителя с емкостью L=10 и обслуживающего прибора. В систему поступает Пуассоновский поток заявок с параметром l=0.05. Если поступающая заявка застает накопитель заполненным, то она получает отказ. Выбор заявок на обслуживание осуществляется по динамическому приоритету, выбирается заявка имеющая наименьшее время обслуживания. Длительность обслуживания - сл. величина, распределенная нормально со средним Т_об=16 и стандартным отклонением s_об=3.

Требуется определить вероятность отказа в обслуживании, среднее время ожидания в очереди, среднюю длину очереди.

Блок-схема модели

Программный код:

XPDIS FUNCTION RN1,C24 ; распределение ПУАССОНА

0,0/.100,.104/.200,.222/.300,.355/.400,.509

.500,.690/.600,.915/.700,1.200/.750,1.380

.800,1.600/.840,1.830/.880,2.120/.900,2.300

.920,2.520/.940,2.810/.950,2.990/.960,3.200

.970,3.500/.980,3.900/.990,4.600/.995,5.300

.998,6.200/.999,7/1,8

SNORM FUNCTION RN1,C25 ; нормальное распределение

0.0,-5/0.00003,-4./.00135,-3.0/.00621,-2.5/.02275,-2./.06681,-1.5

.11507,-1.2/.15866,-1./.21186,-.8/.27425,-.6/.34458,-.4/.42074,-.2

.5,0.0/.57926,.2/.65542,.4/.72575,.6/.78814,.8/.84134,1/.88493,1.2

.93319,1.5/.97125,2/.99379,2.5/.99865,3/.99997,4.0/1.0,5.0

obsl fvariable 26+3#fn$snorm

slu variable rn1@ch$buf

generate 20,fn$xpdis

assign 1,v$obsl

gate nu ust,aaa

bbb seize ust

advance p1

release ust

unlink buf,bbb,1

terminate

aaa test l ch$buf,10,ccc

link buf,fifo

ccc terminate

generate 28800

terminate 1

Результаты работы:

GPSS World Simulation Report - лаб№4.4.1

Thursday, October 23, 2008 10:01:55

START TIME END TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES

0.000 28800.000 13 1 0

NAME VALUE

AAA 9.000

BBB 4.000

BUF 10005.000

CCC 11.000

OBSL 10002.000

SLU 10003.000

SNORM 10001.000

UST 10004.000

XPDIS 10000.000

LABEL LOC BLOCK TYPE ENTRY COUNT CURRENT COUNT RETRY

1 GENERATE 1439 0 0

2 ASSIGN 1439 0 0

3 GATE 1439 0 0

BBB 4 SEIZE 1439 0 0

5 ADVANCE 1439 0 0

6 RELEASE 1439 0 0

7 UNLINK 1439 0 0

8 TERMINATE 1439 0 0

AAA 9 TEST 1141 0 0

10 LINK 1141 0 0

CCC 11 TERMINATE 0 0 0

12 GENERATE 1 0 0

13 TERMINATE 1 0 0

FACILITY ENTRIES UTIL. AVE. TIME AVAIL. OWNER PEND INTER RETRY DELAY

UST 1439 0.794 15.882 1 0 0 0 0 0

USER CHAIN SIZE RETRY AVE.CONT ENTRIES MAX AVE.TIME

BUF 0 0 1.255 1141 10 31.674

FEC XN PRI BDT ASSEM CURRENT NEXT PARAMETER VALUE

1441 0 28808.069 1441 0 1

1442 0 57600.000 1442 0 12

Режим	Вероятность отказа в обслужи-вании	Среднее время ожидания в очереди	Среднее время обслужива-ния	Коэф-т использо-вания оборудо-вания	Макси-мальная длина очереди	Кол-во обрабо-танных заявок	Кол-во покинув-ших заявок
FIFO L=¥	0	3157.179	25.836	0.999	327	1113	0
FIFO L=10	22.16%	205.859	25.841	0.998	10	1111	319
LIFO L=¥	0	3138.789	25.813	0.999	326	1114	0
LIFO L=10	22.16%	206.498	25.858	0.998	10	1111	319
ДинамПриоритет, L=¥	0	2739.101	24.876	0.999	284	1156	0
ДинамПриоритет, L=10	21.96%	208.735	25.812	0.999	10	1114	316

Вывод:

Из полученных результатов видно, что при ограниченной очереди лучший результат получен при использовании дисциплины обслуживания FIFO, так как среднее время простоя в очереди минимальное.

При неограниченной очереди лучший результат получен при динамическом приоритете, так как количество заявок максимальное, а время обслуживания минимальное.