Реферат: Моделирование систем массового обслуживания
При моделировании работы простейшей СМО обычно интерес представляет среднее время ожидания в очереди. Для каждого сообщения время ожидания в очереди равно разности между моментами времени, когда оно было выбрано на обработку ОА, и моментом времени, когда оно пришло в систему от источника информации.
Суммируя значения количества сообщений в БП через небольшие промежутки времени и разделив на число суммирований, получим среднее значение длины очереди в памяти.
Коэффициент загрузки ОА определяется как отношение времени работы ОА к общему времени моделирования.
Разработка управляющей программы имитационной модели
Если программа - имитатор работы источника обслуживающего аппарата или памяти моделирует работу отдельных устройств, то управляющая программа имитирует алгоритм взаимодействия элементов системы. Управляющая программа реализуется в основном по двум принципам:
1. принцип D t
2. событийный принцип
Принцип D t .
Принцип заключается в последовательном анализе состояний всех блоков в момент t + D t по заданному состоянию блоков в момент t . При этом новое состояние блоков определяется в соответствии с их алгоритмическим описанием с учетом действия случайных факторов, задаваемых распределением вероятностей. В результате этого анализа принимается решение о том, какие общесистемные события должны имитироваться в программной модели на данный конкретный момент времени.
Основной недостаток в том, что происходят значительные затраты машинного времени на реализацию исследования системы. При недостаточно малом D t появляется опасность пропуска отдельных событий в системе, что приводит к получению неправильных результатов.
Событийный принцип
Характерное свойство моделируемых систем – состояние отдельных устройств изменяется в дискретные моменты времени, которые совпадают с моментами поступления сообщений в систему, моментами окончания решения задач, моментами возникающих аварийных сигналов и т.д. Поэтому, моделирование и продвижение текущего времени в системе удобно проводить использую событийный принцип, при котором состояние всех блоков системы анализируется лишь в момент наступления какого-либо события. Момент наступления следующего события определяется минимальным значением из списка будущих событий, представляющих собой совокупность моментов ближайшего изменения состояний каждого из блоков системы.
t 11 , t 12 – моменты появления сообщений на выходе генератора (источника информации)
b 1 – интервал времени обслуживания первого сообщения
t 3 n – момент сбора статистики
t 41 – момент окончания моделирования
Методика реализации событийной модели
1. Для всех активных блоков (блоков, порождающих события) заводя свой элемент в одномерном массиве – списке будущих событий.
2. В качестве подготовительной операции в список будущих событий SBS заносят время ближайшего события от любого активного блока. Активизируя программу-имитатор, ИИ вырабатывает псевдослучайную величину a 0 , определяющую момент появления первого сообщения t 11 . Эту величину заносят в список будущих событий.
Активизируя программу-имитатор, ОА вырабатывает псевдослучайную величину b 0 , определяющую момент времени t 21 , которую также заносят в SBS.
Момент времени t 31 (1ый сбор статистики) определяется равным стандартному шагу сбора t СТАТ , и заносится в SBS
В SBS заносится t 41 – время окончания моделирования.
Подготовительная часть на этом закончена и начинается протяжка модельного времени.
3. В SBS определяется минимально числовое значение и его номер.
4. Реализуется событие, порождаемое блоком с соответствующим номером, т.е. модельное время = t 11 . Далее реализуется событие с номером 1, связанное с появлением нового сообщения в ИИ. Реализация этого события заключается в том, что само сообщение записывается в память, а с помощью имитатора ИИ, вырабатывается момент появления следующего события t 12 . Это время помещается в соответствующую ячейку SBS место t 11 .
Затем вновь организуется поиск минимального элемента в SBS. Для данного примера реализуется событие 3, после чего выражение момента времени t32 – новое время сбора статистики. Так до тех пор, пока минимально время не станет равным t 41 .
Философские аспекты моделирования
Объектом называется всё то, на что направлена человеческая деятельность.
В научном исследовании большую роль играет понятие гипотезы – определенное предсказание, основанное на небольшом количестве опытных данных, наблюдениях, догадках. Быстрая проверка гипотезы может быть проведена в ходе специально поставленных экспериментов.
При формировании и проверке правильности гипотезы в качестве метода суждения используется аналогия . Аналогией называется суждение о каком либо частном сходстве двух объектов.