Курсовая работа: Моделювання процесу надходжень до СОП повідомлень від датчиків і вимірювальних пристроїв

Існує проблема оцінки функціонування довільної системи, тобто певних характеристик цієї системи, збирання та обробки статистичних даний системи.

Одним із шляхів вирішення цієї проблеми є виконання моделювання стану системи для оцінки втрат повідомлень, визначення завантаженості системи.

Ціллю курсової роботи є моделювання процесу надходження інформаційних повідомлень у систему обробки повідомлень (СОП), яка працює в системі управління технологічним процесом, до СОП через кожні 4±1 с, надходять інформаційні повідомлення від датчиків та вимірювальних пристроїв. До обробки у СОП повідомлення накопичуються у буферній пам’яті ємністю в 1 повідомлення. Час обробки повідомлення у СОП становить 6±1 с. Динаміка технологічного процесу така, що обробляються лише ті повідомлення, які чекають у буферній пам’яті не більше, ніж 13 с., інші повідомлення вважаються втраченими. Вважати, що до СОП надійшло 400 повідомлень. Моделювання проводиться з метою оцінки втрат повідомлень, відносної пропускної спроможності системи та визначення коефіцієнта завантаженості системи.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні задачі:

- виконання змістовного опису СОП;

- складання концептуальної моделі СОП;

- Виконання формального опису СОП;

- опис імітаційної моделі СОП;

- випробування моделі СОП;

- аналіз отриманих в результаті моделювання характеристик СОП.

1 Змістовний опис СОП

Об’єктом імітації є система обробки повідомлень, яка працює в системі управління технологічним процесом. Вона обробляє інформаційні повідомлення від вимірювальних пристроїв та датчиків.

СОП містить процесор та запам’ятовуючий пристрій з пам’яттю ємність в одне повідомлення. До СОП через кожні 4±1 с, надходять інформаційні повідомлення від датчиків та вимірювальних пристроїв. До обробки у СОП повідомлення накопичуються у буферній пам’яті ємністю в 1 повідомлення. Час обробки повідомлення у СОП становить 6±1 с. Динаміка технологічного процесу така, що обробляються лише ті повідомлення, які чекають у буферній пам’яті не більше, ніж 13 с., інші повідомлення вважаються втраченими.

Цілю моделювання є моделювання стану процесу надходження до СОП 400 повідомлень, з метою отримання основних статистичних даних.

Оцінка якості функціонування даної системи, полягає у визначенні кількості втрачених повідомлень, відносної пропускної спроможності та визначення коефіцієнта завантаження та порівнянні отриманих характеристик даної системи з аналогічними характеристиками, але отриманими за допомогою класичних формул, які використовуються для одно канальної найпростішої СМО з обмеженою чергою, моменти надходження повідомлень у якій випадкові, і підлягають закону експоненціального розподілу. Враховуючи те, що відносна похибка повинна складати не більше5%.

Моделювання СОП виконуємо, враховуючи лише задані основні характеристики, впливом інших факторів можна знехтувати.

Виконати моделювання процесу надходження у СОП лише заданої кількості повідомлень.

2 Складання концептуальної моделі СОП

Для побудови концептуальної моделі СОП використаємо апарат системи масового обслуговування (СМО), бо наша система має всі ознаки для застосування даного математичного апарату.

Дана система має визначену кількість каналів обслуговування (1 канал), які обробляють деяку чергу повідомлень (рисунок 1).

Тому можна представити СОП у вигляді системи масового обслуговування (СМО). Оскільки СОП має тільки 1 канал та обмежену кількість повідомлень у черзі, це означає, що ми маємо одно канальну СМО з обмеженою довжиною черги.

λ m=1μ

Рисунок 1 – Схема функціонування СОП від датчиків.

Описана СМО має один канал обслуговування, накопичувач пам’яті ємністю в 1 повідомлення. Дана СМО має наступні потоки:

1) потік заявок (послідовність інтервалів часу між моментами надходження повідомлень до системи);

2) потік обслуговувань (послідовність інтервалів часу між моментами обробки повідомлень);

3) вихідний потік (послідовність інтервалів часу між моментами виходу повідомлень із системи).

Закон розподілу цих потоків є рівномірним.