Структурная схема модели системы

На первом этапе проведения моделирования конкретного объекта (системы) на базе ЭВМ необходимо построить концептуальную, т.е. содержательную модель процесса функционирования этой системы, а затем провести её формализацию, т.е. перейти от словесного описания объекта моделирования к его математической (аналитико–имитационной) модели. Наиболее ответственными моментами на этом этапе является упрощение описания системы, т.е. отделение собственно системы от внешней среды и выбор основного содержания модели путём отбрасывания всего второстепенного с точки зрения поставленной цели моделирования.

Итак, опираясь на словесное описание системы, можно создать следующую структурную схему в символике Q-схем:

Рис. 1.Структурная схема модели системы.

Блок - диаграмма GPSS

На втором этапе моделирования системы математическая модель, сформулированная на первом этапе, воплощается в конкретную машинную модель. Второй этап моделирования представляет собой практическую деятельность, направленную на реализацию идей и математических схем в виде машинной модели ориентированной на использование конкретных программно – технических средств, а именно GPSS/PC.

 Наиболее распространенным методом описания систем является, по-видимому, составление блок-диаграмм. Блок-диаграмма - графическое представление операций, происходящих внутри системы. Другими словами, блок-диаграмма описывает взаимодействие событий внутри системы. Линии, соединяющие блоки, указывают маршруты потоков сообщений или описывают последовательность выполняемых событий. В случае нескольких вариантов действий от блока отходят несколько линий. Если же к блоку подходят несколько линий, то это означает, что выполняемая операция является общей для двух или более последовательностей блоков. Выбор логических путей может основываться на статистических или логических условиях, действующих в момент выбора.

Блок-диаграммы получили широкое применение при описании систем, но форма представления обычно зависит и от самой системы, и от специалиста, описывающего эту систему. Поэтому, при построении блок-диаграмм, следует соблюдать определенные условия, являющиеся основой создания программы на языке моделирования. В GPSS/PC имеется определенное количество типов блоков для задания объектов и операций над ними. Каждому блоку соответствует графическое изображение на блок-диаграмме. Стрелки между блоками указывают маршруты потоков сообщений. Далее, для того, чтобы применить язык моделирования GPSS/PC, каждый блок блок-диаграммы заменяется соответствующим оператором GPSS/PC.

Логическая схема алгоритмов и схема программы могут быть выполнены как в укрупнённой, так и в детальной форме. При изображении этих схем используется набор символов, определяемых ГОСТ 19.701 – 90 «Единая система программной документации. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Условные обозначения и правила выполнения».

Построение блок – диаграммы GPSS модели системы обеспечивает необходимую гибкость модели в процессе её эксплуатации, а также даёт ряд преимуществ на стадии её машинной отладки. При построении блочной модели производится разбиение процесса функционирования системы на отдельные достаточно автономные подпроцессы. Блоки такой модели бывают основными и вспомогательными. Каждый основной блок соответствует некоторому подпроцессу моделируемой системы, а вспомогательные блоки лишь представляют составную часть машинной модели, не отражая функции моделируемой системы, они нужны лишь для машинной реализации модели, фиксации и обработки результатов моделирования.

Обычно последним шагом перед началом машинной реализацией модели является проверка достоверности схемы модели, чтобы получить результаты, адекватные тем, которые могли быть получены при проведении натурального эксперимента с реальной системой.

В рассматриваемой задаче проверка достоверности проводится просто, так как блок – диаграмма GPSS однозначно соответствует формализации модели в виде Q-схемы. Для этого достаточно ещё раз сопоставить блок – диаграмму с Q-схемой модели с учётом расширения описания элементов Q-схемы (источников, накопителей и каналов) блоками различных категорий GPSS.

Рис. 2. Блок – диаграмма GPSS исследуемой системы.

Текст программы .

При достаточной подробности схемы программы, отражающей все операции логической схемы модели, можно приступить к программированию модели.

    Для данного задания, переход от блок – диаграммы GPSS к программе, является формальным шагом, так как заключается в записи пространственной структуры в линейной виде, что не требует специальных навыков. Следующая GPSS – программа получена из блок – диаграммы.

NN1 STORAGE 10                   //выделение 10 памяти для NN1

NN2 STORAGE 10                   //выделение 10 памяти для NN2

MET1 GENERATE 5,1                       //интервал поступления деталей 1-ого типа

SPLIT 4              //копирование 4 деталей, 5 деталей идет далее.

QUEUE QUE1                      //занятие очереди QUE1

ENTER NN1                         //вход в накопитель NN1

DEPART QUE1                    //освобождение очереди QUE1

SAVEVALUE 1+,1              //увеличивает и сохраняет значение

TEST E Q1,10,MET3      //проверяем условие: если Q1=10, то переход к метке MET3

LEAVE NN1,10 //освобождает 10 единиц памяти в накопителе NN1

TERMINATE 9                     //уничтожение 9 транзактов

MET2 GENERATE 20.7            //интервал поступления деталей 2-ого типа

SPLIT 19        //копирование 19 деталей 20 деталей идут далее.

       QUEUE QUE2               //занятие очереди QUE2

ENTER NN2                              //вход в накопитель NN2

DEPART QUE2                    //освобождение очереди QUE2

TEST E Q2,10,MET3 //проверяем условие: если Q2=10, то переход к метке MET3

LEAVE NN2,10 // освобождает 10 единиц памяти в накопителе NN2

TERMINATE 9                     //уничтожение 9 транзактов

MET3 SEIZE KAN                              //занятие канала KAN

ADVANCE 10                      //обработка в канале KAN

RELEASE KAN                //освобождение KAN

TERMINATE                        //уничтожение транзакта

GENERATE 480                   //время работы конвейера

TERMINATE 1                     //уничтожение транзакта

START 1

END  

Описание текста программы.

Выделяем память под накопитель NN1 равную 10 и NN2 равную 10.

После этого в метке MET 1 начинается генерация транзактов с частотой 5±1. При помощи блока SPLIT создается 4 копии, а 5 транзактов идут далее через очередь в накопитель NN1. Блоком SAVEVALUE увеличиваем значение. При помощи блока TEST проверяем значение, если наличие деталей равно 10, то значение передается в метку MET 3. Далее идет освобождение в памяти NN1 10 единиц памяти уничтожение 9 транзактов.

В метке MET 2 начинается генерация транзактов с частотой 20±7. При помощи блок SPLIT создается 19 копии, а 20 транзактов идут далее через очередь в накопитель NN2. При помощи блок TEST проверяем значение, если наличие деталей равно 10, то значение передается в метку MET 3. Далее идет освобождение в памяти NN2 10 единиц памяти уничтожение 9 транзактов.

В метку MET 3 поступают детали с MET 1 и MET 2 в количестве 10 штук каждого типа и обрабатываются в течение 10 минут и удаляются из системы.

Один транзакт генерируется через интервал 480 минут времени.

Блок TERMINATE удаляет 1 транзакт из системы и вычитается 1 из счетчика числа завершенной карты START.