книги / Моделирование систем. Практикум

SIMULATE

10 GENERATE 5,2„100

20 TRANSFER PICK,3,6

30TRANSFER ,CHAN 1

31TRANSFER ,CHAN2

32TRANSFER ,CHAN3

33TRANSFER ,CHAN4

********************1 _й канал обслуживания****

35 CHAN1 SEIZE 1;

40 ADVANCE 12,2

50 RELEASE 1

60 TRANSFER,EXIT

********************2-й канал обслуживания****

70CHAN2 SEIZE 2;

80 ADVANCE 9,2

90 RELEASE 2

100 TRANSFER ,EXIT

********************3 _jg каиал обслуживания****

110CHAN3 SEIZE 3;

120 ADVANCE 7,2

130 RELEASE 3

140 TRANSFER,EXIT

********************4 „g канал обслуживания****

150CHAN4 SEIZE 4;

160 ADVANCE 13,2

170 RELEASE 4

************************************************

180 EXIT TERMINATE 1 START 100

;CLEAR ;START 100 ;CLEAR ;START 100 ;CLEAR END

Р и с . 3.20. П рограмма EX A M 10.G PS

Программа решения примера 3.9 EXAM10.GPS приведена на рис. 3.20. В программе предусматривается возможность повторных прогонов (операторы CLEAR и START 100).

Формат записи блока TRANSFER в режиме PICK имеет следующий

вид:

20 TR A N SFE R PIC K ,3,6

В поле < А> стоит зарезервированное слово PICK. В этом режиме блок TRANSFER случайным образом с равной вероятностью отправляет транзакт в один из блоков, которые составляют ряд от начального блока, указанного в поле <В>, до блока, указанного в поле <С>. Если блок поля <В> обозначить как N, а блок поля <С> как М, то вероятность отправле­ ния транзакта на один из блоков с номерами N ,N + 1,N + 2, ...,М равна

61

1

(M -N )+l

Для программы EXAM 10.GPS эта вероятность равна ^ -- ^ —- = 025 .

Некоторая ограниченность применения блока TRANSFER в режиме PICK может быть обусловлена необходимостью расположения прини­ мающих блоков в строгой последовательности друг за другом. Но, как следует из программы EXAMI0.GPS, с помощью блока TRANSFER в ре­ жиме безусловного перехода можно проводить распределение транзактов в любую точку модели (к любому блоку).

Результаты моделирования EXAMI0.RPT (рис. 3.21) для программы EXAMI0.GPS демонстрируют особенности работы блока TRANSFER в режиме PICK. Несколько прогонов программы приводят к изменению результатов. Это объясняется тем, что рассматриваемый режим работы является вероятностным. В случае обслуживания одного транзакта (уста­ новить START I) он случайным образом попадает в какой-то канал об­ служивания. При различных прогонах транзакт будет попадать равнове­ роятно в разные каналы.

Р и с . 3.21. Стандартный $*чет ЮОДШ.ЕРТ

62

3.1.3. Блоки ASSIGN, LOOP, PREEMPT, RETURN.

Оператор EQU

Блок ASSIGN является основным средством для задания зна­ чений параметров транзактов. Параметры транзактов принимают значения из множества (свыше 1000) целых чисел. Каждый транзакт может иметь один или более параметров. Параметры транзак­ тов применяются для их различия в потоке сообщений, проходя­ щих через модель. Номера параметров используются для ссылок на значения, присвоенные параметрам. В общем случае интерпре­ тация смысла параметра произвольна и обычно задается разработ­ чиком модели. Блок ASSIGN заменяет, увеличивает или уменьша­ ет текущее значение параметра сообщения (транзакта) на заданное значение.

Блок LOOP используется для организации циклов. В поле <А> блока задается параметр, который используется в качестве счетчи­ ка цикла. Как правило, блок LOOP применяется в паре с блоком ASSIGN.

Блоки PREEMPT и RETURN относятся к аппаратной катего­ рии и к группе устройств. Эти блоки работают в паре. Блок PREEMPT — это блок захвата устройства. Он переводит устройст­ во в прерванное состояние, а блок RETURN — блок возврата за­ хваченного устройства.

Оператор EQU предназначен для присвоения числовых значе­ ний именам, используемым в модели. Назначение числовых зна­ чений может происходить при выполнении каких-либо выраже­ ний, задании стандартных числовых атрибутов и т. д. Результат вы­ числения выражения преобразуется к целому виду.

Пример ЗЛО. Видоизменим условие примера 3.4. Пусть каждая заявка проходит пять циклов обработки в обслуживающем канале в течение 3 ± 1 мин с равномерным законом распределения. Входной поток заявок подчиняется равномерному закону со временем 5 ± 2 мин. Смоделиро­ вать процесс обработки Q -схемой равно 100 заявок. Программа решения примера EXAM11.GPS приведена на рис. 3.22.

В данном примере организация пятикратного цикла обработки осу­ ществляется блоками ASSIGN и LOOP. Обращение к заданным число­ вым значениям (5 и 7) осуществляется через метки МЕТ1, МЕТ2 посред­ ством оператора EQU. Формат записи блока ASSIGN имеет вид:

20 A S SIG N 13.М ЕТ1

В поле <А> задан параметр транзакта под номером 13 (произвольно). Этому параметру сопоставляется число 5, которое переопределяется че­ рез метку МЕТ1 поля <В>. Значение поля <В> присваивается параметру,

63

номер которого задается в поле <А> Заданное число 5 осуществляется оператором EQU. Формат записи оператора EQU:

Метка МЕТ1 — это имя в поле метки оператора. В поле <А> вычисля­ ется выражение л/25 = 5. Оператор EQU с меткой МЕТ2 вычисляет выра­ жение л/9 + 22 = 3 + 4 = 7.

Формат записи блока LOOP:

50 LOOP 13, CYCL5

В поле <А> задан номер параметра (такой же, как и в поле <А> парно­ го блока ASSIGN), определяющего число циклов. В поле <В> задан по метке блок, на который переходит транзакт, если параметр, на который сделана ссылка в поле <А>, не равен нулю. Прохождение транзактом од­ ного цикла уменьшает значение поля <А> на единицу. Когда значение параметра в поле <А> становится равным нулю, то транзакт переходит к следующему по номеру блоку (в рассматриваемом случае к блоку RELEASE под номером 60). Начало цикла начинается с блока ADVANCE с меткой CYCL5 под номером 40, окончание цикла — с блока LOOP под номером 50. Если транзакт входит в блок LOOP со значением параметра, равным п , то этот транзакт войдет в блок LOOP п раз и вернется к началу этого цикла (п — 1) раз.

Стандартный отчет моделирования Q-схем ы по программе ЕХАМ11.GPS представлен на рис. 3.23. Задача повторного пятикратного обслуживания осуществляет блок LOOP, который отправляет транзакты на блок ADVANCE. Видно, что через блоки LOOP и ADVANCE проходит в 5 раз больше транзактов, чем через остальные блоки. Среднее время об­ служивания в устройстве также в 5 раз больше (в позиции AVEJTIME), чем время обслуживания, которое задается в поле <А> блока временнбй задержки ADVANCE (см. EXAM11.GPS).

Пример 3.12. На обработку по равномерному закону поступает два по­ тока заготовок деталей: 1-й поток со временем 10 ± 1 мин, а 2-й со време-

64

нем 25 ± 2 мин. Причем 2-й поток прерывает изготовление деталей 1-го потока. Время обработки деталей 1-го потока 7 ± 3 мин, а 2-го — 15 ± 1 мин. Смоделировать процесс обработки 100 деталей, образующих два по­ тока.

Рассмотрим особенности использования при моделировании такой системы S блоков PREEMPT и RETURN. Программа решения примера 3.11 EXAM12.GPS приведена на рис. 3.24.

Два блока GENERATE (под номерами 10 и 60) формируют два незави­ симых потока транзактов. Блок PREEMPT позволяет получать в пользо­ вание устройство, указанное в поле <А> этого блока, т. е. устройство под именем FACIL1. Это соответствует тому состоянию системы, когда про-

SIM ULATE

************************************************************

************************************************************

************************************************************

90 RETURN FACIL1; Снятие преры вания 1-го потока

100 EXIT TERM IN ATE 1; Вы вод деталей 2-го потока

************************************************************

START 100; Задание числа счетчика заверш ений (количество деталей) END

Р и с . 3.24. П рограмма EX A M 12.G PS

Р и с . 3.25. Стандартный отчет EXAM12.RPT

по метке к заданному блоку. Программа EXAM13.GPS приведена на рис. 3.26.

Формат записи блока PREEMPT для программы EXAM13.GPS:

70PREEMPT <A>,[<B>],<0..,[<D>L<F>

Вполе <А> задается метка прерываемого устройства FACIL1, поле <В> пусто, в поле <С> указывается имя блока (EXIT), куда направляются транзакты прерванного потока, поле <D> пусто, в поле <Е> устанавлива­ ется режим удаления RE.

SIM U L A T E

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

100 exit TER M IN A TE 1; Вы вод деталей 1-го и 2-го потоков

************************************************ ***************

Операнд поля <С> задает номер или имя (метку) блока, куда должен попытаться войти прерванный транзакт. Режим удаления RE поля <Е> означает, что прерванный транзакт не будет претендовать на использова­ ние устройства, на котором произошло прерывание. Прерванный тран­ закт пытается войти в блок, заданный полем <С>. Поскольку в поле <С> задано имя блока уничтожения транзактов TERMINATE, то попытка войти в это блок всегда будет успешной. Через блок с меткой EXIT выво­ дятся также и обработанные детали 2-го потока.

В поле <В> блока PREEMPT может быть задан приоритетный режим. При работе в этом режиме транзакт, занимающий устройство, может быть прерван только транзактом, приоритет которого выше приоритета данного транзакта. Поле <D> задает номер параметра, связанного с пре­ рванным транзактом. Поле <D> следует задавать только в том случае, если приоритет прерывающего транзакта больше приоритета прерывае­ мого транзакта.

В файле стандартного отчета для программы EXAM13.GPS, представ­ ленной на рис. 3.27 приведены результаты моделирования системы, для которой предусмотрен вывод деталей на момент прерывания устройства по обслуживанию 1 -го потока. Видно, что через блок TERMINATE по вы­ воду деталей второго потока проходят также и детали первого потока. Если в блок TERMINATE под номером 100 входило и уничтожалось 33 транзакта при обычном режиме прерывания блока PREEMPT, то при на­ личии режима удаления (поля <F> и <С> блока PREEMPT) число входя­ щих транзактов в блок TERMINATE под номером 100 увеличилось до 56. Число транзактов, которые были сгенерированы, но не вошли в устрой­ ство обслуживания под именем FACIL1, равно 71 (поля DELAY и

68

CURRENT_COUNT) Это означает, что устройство было меньше занято, поскольку исключены повторные попытки занять устройство транзактами первого потока. Следует отметить также, что и общее время моделиро­ вания (поля END_TIME) изменилось: в режиме удаления транзактов вре­ мя уменьшилось с 838 до 706 мин (в общем случае единиц времени).

3.1.4. Блоки ENTER, LEAVE, GATE, TEST. Операторы STORAGE, VARIABLE, INITIAL

Для моделирования Q -сх е м с ограниченной очередью или с ог­ раниченной емкостью накопителя в GPSS/PC используют блоки ENTER, LEAVE и оператор STORAGE. Эти блоки и оператор обра­ зуют группу памятей или г р у п п у описания накопителей. Памяти или накопители относятся к аппаратной категории, которые име­ ют визуализацию в виде специальных окон (в рабочей строке GPSS/PC следует набрать сочетание клавиш Alt + S).

Блок GATE проверяет состояние устройств, памятей, логиче­ ских ключей. Блок TEST сравнивает два стандартных числовых ат­ рибута по вычисляемому отношению. Оба блока управляют пото­ ком сообщений (транзактов).

Пример 3.13. Поток заявок поступает в накопитель Q -схемы с допус­ тимой емкостью, равной 3 единицам, равномерно каждые 5 ± 1 мин. Если заявки после накопителя застают 1-й обслуживающий канал (устройст­ во) занятым, то они поступают на обработку во 2-й канал. Время обработ­ ки 1-го канала равно 9 ± 1 мин, 2-го — 13 ± 1 мин. Смоделировать обра­ ботку Q -схемой 100 заявок.

Программа реш ения представлена под именем EXAM14.GPS на рис. 3.28. В данном примере поступающие в Q-схему заявки сначала буферируются в накопителе емкостью в 3 единицы, а потом пытаются попасть на обработку в 1-й канал обслуживания. Если 1-й канал оказывается заня­ тым, т. е. в нем осуществляется обслуживание, то очередная заявка посту­ пает на обслуживание во 2-й канал.

В программе EXAM14.GPS используются следующие форматызаписи оператора STORAGE, блоков ENTER, LEAVE и GATE.

Формат записи оператора STORAGE:

NAK3 STORAGE 3

Описание оператора находится вне основного тела программы, без нумерации Метка NAK3 служит для обращения или ссылки на оператор. Операнд поля <А> определяет объем накопителя (это 3). Операнд поля <А> должен быть положительным целым Когда транзакт пытается войти в блок ENTER, то запрос на емкость накопителя сравнивается с доступ­ ной емкостью Если запрос может быть выполнен, то транзакт входит в блок ENTER, и текущая емкость накопителя уменьшается. Если запрос

69

STA R T 1

END

Р и с . 3.28. Программа E X A M 14.G PS

транзакта не может быть выполнен, то транзакт входит в список задержки многоканального устройства.

Формат записи блока ENTER:

30ENTER <А >

Вполе <А> указывается номер или имя накопителя (это NAK3). Когда транзакт входит в блок ENTER, то операнд поля <А> используется для на­ хождения накопителя с указанным именем (это накопитель с именем NAK3). Если такого накопителя не существует, то происходит ошибка выполнения программы.

Формат записи блока LEAVE:

50 LEAVE < А > ,[< В > ]

Блок LEAVE освобождает определенное число единиц накопителя под именем, заданным в поле <А> (это NAK3). Поле <А> также определя­ ет номер или имя накопителя (это NAK3). Поле <В> определяет число ос­ вобождаемых единиц накопителя, если это поле пусто, предполагается 1. Число освобождаемых единиц не должно превышать текущее содержи­ мое накопителя. Обычно поле <В> не используется.

Формат записи блока GATE:

20 GATE <Х ><А >,<В >

Поле <А> содержит имя или номер объекта (в данном случае накопи­ теля с меткой NAK3), для которого проводится проверка во вспомога­ тельном поле операции <Х>. Поле <В> содержит номер или имя следую-

70