Курсовая работа - Имитационная модель ВККС в среде GPSS World
Подождите немного. Документ загружается.
РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина
Кафедра АСУ
Курсовая работа
По курсу «Системный анализ и
моделирование систем»
Вариант 13
Выполнила: Полякова Н.Д.
Группа АС-04-5
Приняла: ст. преп. Степанкина О.А.
Генерация
сообщений
Определение
типа
Определение
приоритета,
длины
Определение
приоритета,
длины
Помещение в
накопитель
Восстановление
канала
Москва 2008
Содержание:
1. Задание на курсовую работу
2. Алгоритм выполнения
3. Программа в среде моделирования GPSS World
4. Анализ результатов
Генерация
сообщений
Определение
типа
Определение
приоритета,
длины
Определение
приоритета,
длины
Помещение в
накопитель
Восстановление
канала
1. Задание на курсовую работу
На вычислительный комплекс коммутации сообщений (ВККС) поступают сообщения от
4 абонентов и далее передаются по 2 каналам передачи данных со скоростью 1000
бит/с. Длительности интервалов между сообщениями от каждого абонента
распределены по экспоненциальному закону с интенсивностью λ1 1/с. Сообщения с
вероятностью 0,7 и 0,3 могут принадлежать одной из двух категорий: команды
(донесения) или неформализованная информация соответственно. Команды
(донесения) обладают относительным приоритетом. Длины сообщений 1-й категории
равномерно распределены в интервале [1100, 7600] байт. Длины сообщений 2-й
категории распределены по нормальному закону с параметрами m=3*10
3
байт и
σ=2*10
2
. Для хранения сообщений, ожидающих обработки в ВККС, предусмотрен
накопитель емкостью L Мбайт.
Каждый канал связи имеет конечную надежность. Выход каналов из строя
равновероятен. Интервалы времени между отказами распределены по
экспоненциальному закону с интенсивностью λ2=0,75*10
-3
1/с. Длительность
восстановления распределена равномерно на интервале [25, 50] с. При отказе канала
связи сообщения, которые в нем обслуживалось, возвращаются в буфер, если в нем
есть место, иначе теряется. В процессе восстановления канала сообщения по нему не
передаются.
Исходные данные:
NCan – максимальное количество каналов связи = 3
t1 – средний интервал поступления сообщений = 20
TOtk – средний интервал между отказами = 8000
t2 – среднее время восстановления = 55
t3 – среднеквадратическое отклонение времени восстановления = 5
ENak – емкость накопителя = 100000 байт
Skor – скорость передачи сообщений = 1000 бит/с
DlMin1 – минимальная длина сообщений 1-й категории = 1400
DlMax1 – максимальная длина сообщений 1-й категории = 6000
SrDl2 – средняя длина сообщений 2-й категории = 2000
SkDl2 – среднеквадратическое отклонение длины сообщений 2-й категории = 300
1. Разработать имитационную модель.
2. В течение 8 ч функционирования ВККС исследовать зависимость вероятности
передачи сообщений 1-й категории от:
количества каналов связи,
емкости накопителя.
3. Провести регрессионный анализ результатов моделирования вычислительного
комплекса коммутации сообщений.
Генерация
сообщений
Определение
типа
Определение
приоритета,
длины
Определение
приоритета,
длины
Помещение в
накопитель
Восстановление
канала
2. Алгоритм выполнения
Генерация
сообщений
Определение
типа
Определение
приоритета,
длины
Определение
приоритета,
длины
Помещение в
накопитель
Восстановление
канала
3. Программа в среде моделирования GPSS World
** Курсовая работа по курсу "моделирование систем" **
Начало
Генерация
сообщений
Определение
типа
Тип
Определение
приоритета,
длины
Определение
приоритета,
длины
Накопитель
свободен?
Помещение в
накопитель
Канал
исправен?
Восстановление
канала
Конец
** вариант 13 **
** инициализация переменных **
NCan EQU 3 ;максимальное количество каналов связи
t1 EQU 20 ;средний интервал поступления сообщений
TOtk EQU 8000 ;средний интервал между отказами
ENak EQU 100000 ;емкость накопителя
DlMin1 EQU 1400 ;минимальная длина сообщений 1-й категории
DlMax1 EQU 6000 ;максимальная длина сообщений 1-й категории
DlSr2 EQU 2000 ;средняя длина сообщений 2-й категории
DlSk2 EQU 300 ;среднеквадратическое отклонение длины сообщений 2-й
категории
liambda1 EQU 0.01 ;интенсивность поступления сообщений
liambda2 EQU 0.00075 ;интенсивность выхода каналов из строя
Nakopitel STORAGE 3;накопитель для сообщений
Class FUNCTION RN1,D2
0.3,1/1,2
Dlina2 FUNCTION RN1,D2
0.5,1100/1,7600
Dlina1 FUNCTION RN1,D2
0.5,2000/1,2300
TVosst FUNCTION RN1,D2
0.5,25/1,50
Prob1 VARIABLE (ST$Nakopitel/t1)/100
** текст программы **
GENERATE (Exponential(1,0,(1/liambda1))) ;генерация сообщений с эксп.
законом распределения
ASSIGN Type,FN$Class ;присвоение типа сообщению в зависимости от
значения функции
PRIORITY Type ;присвоение приоритета сообщению в зависимости от типа
ASSIGN Dlina,0 ;начальная длина сообщения
ASSIGN SodNak,0 ;начальное содержимое накопителя
TEST E Type,1,Metka1 ;проверка типа транзакта
ASSIGN Dlina,FN$Dlina1 ;присвоение длине транзакта длины первого
типа сообщений
TRANSFER ,Metka2
Metka1 ASSIGN Dlina,FN$Dlina2 ;присвоение длине транзакта длины второго
типа сообщений
TRANSFER ,Metka2
Metka2 TEST NE SodNak,Enak,MetkaOtkaz ;проверка содержимого накопителя
QUEUE Ochered ;вход в очередь
ENTER Nakopitel ;вход в накопитель
DEPART Ochered ;вход в очередь
ASSIGN SodNak+,Dlina ;увеличение содержимого накопителя на длину
сообщения
ADVANCE 1000 ;обработка транзакта
LEAVE Nakopitel ;выход из накопителя
ASSIGN SodNak-,Dlina ;уменьшение содержимого накопителя на длину
сообщения
;TRANSFER ,MetkaEnd;
MetkaEnd TERMINATE 0
GENERATE (Exponential(2,0,(1/liambda2))) ;генерация отказов каналов
ASSIGN T_Vosst,FN$TVosst ;определение времени восстановления
;ENTER Nakopitel
ADVANCE T_Vosst
;LEAVE Nakopitel
MetkaOtkaz SAVEVALUE N_OTKAZ+,1 ;счетчик числа потерянных сообщений
TERMINATE 0
** моделирование работы в течение 8 часов **
GENERATE 28800
SAVEVALUE Veroiatnost,V$Prob1
TERMINATE 1
START 1
** fin **
4. Анализ результатов
GPSS World Simulation Report - course13.73.1
Monday, January 21, 2008 06:04:19
START TIME END TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES
0.000 28800.000 27 0 1
NAME VALUE
CLASS 10011.000
DLINA 10017.000
DLMAX1 6000.000
DLMIN1 1400.000
DLSK2 300.000
DLSR2 2000.000
ENAK 100000.000
LIAMBDA1 0.010
LIAMBDA2 0.001
METKA1 9.000
METKA2 11.000
METKAEND 19.000
METKAOTKAZ 23.000
NAKOPITEL 10010.000
NCAN 3.000
N_OTKAZ 10021.000
OCHERED 10019.000
PROB1 10015.000
SODNAK 10018.000
T1 20.000
TOTK 8000.000
TVOSST 10014.000
TYPE 10016.000
T_VOSST 10020.000
VEROIATNOST 10022.000
LABEL LOC BLOCK TYPE ENTRY COUNT CURRENT COUNT RETRY
1 GENERATE 282 0 0
2 ASSIGN 282 0 0
3 PRIORITY 282 0 0
4 ASSIGN 282 0 0
5 ASSIGN 282 0 0
6 TEST 282 0 0
7 ASSIGN 0 0 0
8 TRANSFER 0 0 0
METKA1 9 ASSIGN 282 0 0
10 TRANSFER 282 0 0
METKA2 11 TEST 282 0 0
12 QUEUE 282 195 0
13 ENTER 87 0 0
14 DEPART 87 0 0
15 ASSIGN 87 0 0
16 ADVANCE 87 3 0
17 LEAVE 84 0 0
18 ASSIGN 84 0 0
METKAEND 19 TERMINATE 84 0 0
20 GENERATE 24 0 0
21 ASSIGN 24 0 0
22 ADVANCE 24 6 0
METKAOTKAZ 23 SAVEVALUE 18 0 0
24 TERMINATE 18 0 0
25 GENERATE 1 0 0
26 SAVEVALUE 1 0 0
27 TERMINATE 1 0 0
QUEUE MAX CONT. ENTRY ENTRY(0) AVE.CONT. AVE.TIME AVE.(-0) RETRY
OCHERED 195 195 282 3 94.741 9675.671 9779.710 0
STORAGE CAP. REM. MIN. MAX. ENTRIES AVL. AVE.C. UTIL. RETRY DELAY
NAKOPITEL 3 0 0 3 87 1 2.994 0.998 0 195
SAVEVALUE RETRY VALUE
N_OTKAZ 0 18.000
VEROIATNOST 0 0.496
FEC XN PRI BDT ASSEM CURRENT NEXT PARAMETER VALUE
309 0 28889.036 309 0 1
93 10016 29017.154 93 16 17
SODNAK 10017.000
DLINA 1100.000
TYPE 2.000
95 10016 29110.294 95 16 17
SODNAK 10017.000
DLINA 7600.000
TYPE 1.000
Переменная N_OTKAZ показывает число сообщений, не вошедших в накопитель из-
за отказа канала. Переменная VEROIATNOST характеризует вероятность обработки
сообщений первой категории.
Для того, чтобы определить зависимость вероятности передачи сообщений первой
категории от емкости накопителя или количества каналов связи, можно провести
оптимизирующий эксперимент.
Среда GPSS World предоставляет возможность с легкостью проводить
оптимизирующие эксперименты для любых параметров. Для этого необходимо
выбрать пункт меню Edit/Insert Experiment/Optimizing, после чего откроется
диалоговое окно Optimizing Experiment Generator (рис. 1).
В нем указываются необходимые для выполнения эксперимента параметры.
Зависимость вероятности передачи сообщений первой категории от емкости
накопителя
01/21/08 06:07:38 A Simulation in an Experiment has ended. Clock is
31679999.992690.
01/21/08 06:07:38 "Run 5. Yield=999.9652787295596. ENak=500000;"
01/21/08 06:07:38 Using Model:
01/21/08 06:07:38 Y = 0.85765 +1.4548e-007 A -3.7247e-014 A^2
01/21/08 06:07:38 Experiment ended.
Эксперимент показал, что при повышении емкости накопителя вероятность передачи
сообщений первой категории возрастает. Оптимальная емкость накопителя – 500000
байт.
Уравнение Y = 0.85765 +1.4548e-007 A -3.7247e-014 A^2 характеризует зависимость
вероятности передачи сообщений первой категории от емкости накопителя.
Зависимость вероятности передачи сообщений первой категории от
количества каналов связи
01/21/08 06:22:38 A Simulation in an Experiment has ended. Clock is
2880000.000000.
01/21/08 06:22:38 "Run 5. Yield=.990653506804247. NCan=55;"
01/21/08 06:22:38 Using Model:
01/21/08 06:22:38 Y = 0.940557 -1.43995e-007 A +9.76055e-014 A^2
01/21/08 06:22:38 Predicted optimum yield is 0.993665.
01/21/08 06:22:38 Optimum is not in the local Experimental Region.
01/21/08 06:22:38 Goodness of 5t test fails.
01/21/08 06:22:38 Standard Error is 0. Cannot perform F test.
01/21/08 06:22:38 RSM_FitSurfaceToData() returns 4.
01/21/08 06:22:38 Experiment ended.
Эксперимент показал, что при увеличении количества каналов связи вероятность
передачи сообщений первой категории убывает. Оптимальное количество каналов
связи – 55.
Уравнение Y = 0.940557 -1.43995e-007 A +9.76055e-014 A^2 характеризует
зависимость вероятности передачи сообщений первой категории от количества
каналов связи.
Регрессионный анализ также проводится при помощи оптимизирующего
эксперимента, но с несколькими параметрами.
Я исследовала зависимость вероятности передачи сообщений первой категории от
интенсивности генерации сообщений и интенсивности генерации отказов.
01/21/08 06:33:09 A Simulation in an Experiment has ended. Clock is
31680000.000000.
01/21/08 06:33:09 "Run 11. Yield=220789. liambda1=.01000000000000001;
liambda2=.0003500000000000007;"
01/21/08 06:33:09 Using Model:
01/21/08 06:33:09 Y = 92.9502 +4.04984 A -3.36391e-005 A^2
01/21/08 06:33:09 Experiment ended.
Эксперимент показал, что вероятность передачи сообщений возрастает при
увеличении интенсивности генерации сообщений и уменьшении интенсивности
генерации отказов. Что и следовало доказать.