РЕАЛИЗАЦИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ

 

Опишем на языке GPSS ранее разработанную GPSS-ориентированную стохастическую сетевую модель.

Строим модель в соответствии с рисунком 3.1. Учитываем наличие двух потоков заявок, реальные законы распределений и т.д.

Текст программы приведен ниже.

 

Листинг 5.1- Текст программы

             S_5 STORAGE 12

  S_6 STORAGE 7

  s_1 STORAGE 4

  INITIAL X$OTK_,0

  GENERATE                  (POISSON(3,240))    

  QUEUE U_SISTEM

  QUEUE S1_U_SISTEM 

  ASSIGN 5,(DUNIFORM(2,1,4))

  TEST LE P5,R$S_5,OCHER                 

  QUEUE U_S_5

  QUEUE S1_U_S_5

  ENTER S_5,P5               

  ASSIGN 2,5                     

  TRANSFER                  ,DALSHE

OCHER    TEST LE       P5,R$S_6,OTKAZ                       

  QUEUE U_S_6

  QUEUE S1_U_S_6

  ENTER S_6,P5

  ASSIGN 2,6                     

DALSHE  QUEUE         W_B_1

  QUEUE S1_W_B_1

  QUEUE U_B_1

  QUEUE S1_U_B_1

  ENTER S_1

  DEPART W_B_1

  DEPART S1_W_B_1

  ADVANCE                   (UNIFORM(2,250,342))

  LEAVE S_1                    

  DEPART U_B_1

  DEPART S1_U_B_1

NAZAD    QUEUE         W_B_2

  QUEUE S1_W_B_2

  QUEUE U_B_2

  QUEUE S1_U_B_2

  SEIZE S_2

  DEPART W_B_2

  ADVANCE                   (UNIFORM(2,16,56))

  RELEASE                     S_2

  DEPART S1_W_B_2

  DEPART U_B_2

  DEPART S1_U_B_2

  TRANSFER                  .5,,NAZAD

  QUEUE W_B_3

  QUEUE S1_W_B_3

  QUEUE U_B_3

  QUEUE S1_U_B_3

  SEIZE S_3

  DEPART W_B_3

  ADVANCE                   (UNIFORM(2,20,84))

  RELEASE                     S_3

  DEPART S1_W_B_3

  DEPART U_B_3

  DEPART S1_U_B_3

  TEST E P2,5,OSVOB

  LEAVE S_5,P5

  DEPART U_S_5

  DEPART S1_U_S_5

  TRANSFER                  ,END_11     

OSVOB    LEAVE          S_6,P5

  DEPART U_S_6

  DEPART S1_U_S_6         

  TRANSFER                  ,END_11     

OTKAZ     SAVEVALUE OTK_+,1

  TRANSFER                  ,END_12

END_11    DEPART       U_SISTEM

  DEPART S1_U_SISTEM

END_12    TERMINATE 1

;***************************************************************************               

  GENERATE                  (UNIFORM(2,200,280))

  QUEUE U_SISTEM

  QUEUE S2_U_SISTEM 

  ASSIGN 5,(DUNIFORM(3,1,3))

  TEST LE P5,R$S_5,OCHER2               

  QUEUE U_S_5

  QUEUE S2_U_S_5

  ENTER S_5,P5               

  ASSIGN 2,5                     

  TRANSFER                  ,DALSHE2

OCHER2  TEST LE       P5,R$S_6,OTKAZ2

  QUEUE U_S_6

  QUEUE S2_U_S_6

  ENTER S_6,P5

  ASSIGN 2,6                     

DALSHE2 QUEUE         W_B_1

  QUEUE S2_W_B_1

  QUEUE U_B_1

  QUEUE S2_U_B_1

  ENTER S_1

  DEPART W_B_1

  DEPART S2_W_B_1

  ADVANCE                   (UNIFORM(2,280,312))

  LEAVE S_1                    

  DEPART U_B_1

  DEPART S2_U_B_1

NAZAD2  QUEUE         W_B_2

  QUEUE S2_W_B_2

  QUEUE U_B_2

  QUEUE S2_U_B_2

  SEIZE S_2

  DEPART W_B_2

  ADVANCE                   (UNIFORM(3,26,46))

  RELEASE                     S_2

  DEPART S2_W_B_2

  DEPART U_B_2

  DEPART S2_U_B_2

  TRANSFER                  .5,,NAZAD2

  QUEUE W_B_3

  QUEUE S2_W_B_3

  QUEUE U_B_3

  QUEUE S2_U_B_3

  SEIZE S_3

  DEPART W_B_3

  ADVANCE                   (UNIFORM(3,30,74))

  RELEASE                     S_3

  DEPART S2_W_B_3

  DEPART U_B_3

  DEPART S2_U_B_3

  TEST E P2,5,OSVOB2

  LEAVE S_5,P5

  DEPART U_S_5

  DEPART S2_U_S_5

  TRANSFER                  ,END_21     

OSVOB2  LEAVE          S_6,P5

  DEPART U_S_6

  DEPART S2_U_S_6         

  TRANSFER                  ,END_21     

OTKAZ2   SAVEVALUE OTK_+,1

  TRANSFER                  ,END_22

END_21    DEPART       U_SISTEM

  DEPART S2_U_SISTEM

END_22    TERMINATE 1

  START 100000

Листинг 5.2 - Статистический отчет выполнения GPSS-модели

 

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

 S_2 199921 0.599 35.959 1 100001 0 0 0 1

 S_3 99764 0.432 52.007 1 0 0 0 0 0

 

 

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

U_SISTEM 10 4 100004 236 3.748 450.001 451.066 0

 S1_U_SISTEM 5 2 50006 174 1.873 449.717 451.288 0

 U_S_5 8 3 93143 0 3.493 450.290 450.290 0

 S1_U_S_5 5 2 46024 0 1.727 450.594 450.594 0

 W_B_1 1 0 99768 99767 0.000 0.000 6.721 0

 S1_W_B_1 1 0 49832 49832 0.000 0.000 0.000 0

 U_B_1 5 2 99768 0 2.459 296.026 296.026 0

 S1_U_B_1 3 1 49832 0 1.228 296.040 296.040 0

 S2_U_SISTEM 6 2 49998 62 1.875 450.285 450.844 0

 S2_U_S_5 6 1 47119 0 1.766 449.993 449.993 0

 S2_W_B_1 1 0 49936 49935 0.000 0.000 6.721 0

 S2_U_B_1 2 1 49936 0 1.231 296.013 296.013 0

 W_B_2 6 1 199922 124662 0.215 12.903 34.276 0

 S2_W_B_2 4 1 99968 0 0.407 48.857 48.857 0

 U_B_2 6 2 199922 0 0.813 48.861 48.861 0

 S2_U_B_2 4 1 99968 0 0.407 48.857 48.857 0

 S1_W_B_2 4 1 99954 0 0.407 48.866 48.866 0

 S1_U_B_2 4 1 99954 0 0.407 48.866 48.866 0

 W_B_3 3 0 99764 77547 0.043 5.122 23.001 0

 S2_W_B_3 3 0 49934 0 0.237 57.026 57.026 0

 U_B_3 4 0 99764 0 0.475 57.130 57.130 0

 S2_U_B_3 3 0 49934 0 0.237 57.026 57.026 0

 S1_W_B_3 4 0 49830 0 0.237 57.234 57.234 0

 S1_U_B_3 4 0 49830 0 0.237 57.234 57.234 0

 U_S_6 4 1 6625 0 0.255 461.972 461.972 0

 S1_U_S_6 2 0 3808 0 0.146 459.678 459.678 0

 S2_U_S_6 3 1 2817 0 0.109 465.072 465.072 0

 

 

STORAGE CAP. REM. MIN. MAX. ENTRIES AVL. AVE.C. UTIL. RETRY DELAY

 S_5 12 6 0 12 204463 1 7.669 0.639 0 0

 S_6 7 4 0 7 19820 1 0.761 0.109 0 0

 S_1 4 2 0 4 99768 1 2.459 0.615 0 0

 

 

SAVEVALUE RETRY VALUE

 OTK_ 0 236.000

 

Ниже в таблице 5.1 представлены результаты аналитического и имитационного моделирования (для каждого из потоков в отдельности и безотносительно к потокам заявок - п_1, п_2, п) и вычислена погрешность аналитической модели. При этом за эталон взяты характеристики ИМ.

 

Таблица 5.1 - Характеристики ИМ

	Характеристика	Значение характеристики				Погрешность, %
		АМ	ИМ 1	ИМ 2	ИМ	1
Узел
1	ρ1	0,296	0.308	0.309	0,615
	l1	0,124	0.000	0.000	0,000
	m1	0,42	1.234	1.235	2,459
	ω1	31	0.000	0.000	0.000
	u1	105	296.091	295.939	296.026	181,93
2	ρ2	0,288	0.3	0.301	0.599
	l2	0,116	0.005	0.004	0.215
	m2	0,404	0.306	0.306	0.813
	ω2	14,5	0.635	0.53	12.901
	u2	50,5	36.609	36.507	48.861	3.24
3	ρ3	0,208	0.217	0.217	0.432
	l3	0,055	0.001	0.001	0.043
	m3	0,263	0.218	0.218	0.475
	ω3	13,75	0.331	0.185	5.112
	u3	65,75	52.338	52.159	57.130	13.11
Система
	L	0,295	0.006	0.005	0.258	12.54
	M	1,087	1.087	1.759	3.747	244,71
	U	221,25	385.346	384.605	402.022	81.7
	W	59.25	0.966	0.715	18.013	69.6

 

Выводы. Большие различия в результатах вызваны тем, что при расчете аналитической модели в нее были внесены упрощения:

1. Преобразование исходной ССМ в сеть МО разомкнутого типа.

2. Замена многоканальных узлом одноканальными.

3. Преобразование сети МО в однородную сеть.

4. Преобразование сети МО в экспоненциальную сеть.

 

Исследование свойств модели

 

Значения параметров модели обеспечивают ее работу в стационарном режиме, то есть без нарастающих очередей. Значения коэффициентов загрузки обслуживающих узлов, устройств, памятей различны и лежат в пределах 0,4-0,7 Длительность моделирования достаточна для обработки 100000 заявок. Оценка зависимости точности моделирования от его длительности.

В качестве шага изменения длительности моделирования будем использовать число обработанных заявок (10000 - 100000 заявок).

Соответственно выполняется моделирование с разной длительностью (например обрабатывается 5000, 10000, 15000, 20000 заявок). Фиксируем значения 1 узловой и 1 системной характеристик. Строим графики зависимости их значений от числа обработанных заявок.

Таблица 5.2 - Зависимости значений характеристик от числа обработанных заявок

Количество транзактов	Длина очереди к устройству b4	Среднее времени пребывания в системе
10000	3,487	450,885
20000	3,502	452,128
50000	3,496	450,636
100000	3,493	450.001

 

Рисунок 5.1 - Зависимость длины очереди к устройству b5 от числа обработанных заявок

 

Рисунок 5.2 - Зависимость среднего времени пребывания в системе от числа обработанных заявок

Как видно из графиков зависимостей, с увеличением числа обработанных заявок характеристики системы улучшаются.