Опубликован: 15.02.2013 | Доступ: свободный | Студентов: 235 / 0 | Длительность: 16:52:00
ISBN: 978-5-9556-0146-5
Лекция 4:

Модель функционирования направления связи

< Лекция 3 || Лекция 4: 123 || Лекция 5 >

Постановка задачи

Направление связи состоит из двух каналов (основного и резервного) и общего входного буфера емкостью на Еmk сообщений.

На направление поступают два потока сообщений с экспоненциально распределенными интервалами времени, средние значения которых Т1 = 3 мин и Т2 = 4 мин. При нормальной работе сообщения передаются по основному каналу. Время передачи одного сообщения распределено по экспоненциальному закону со средним значением Т3 = 2 мин.

В основном канале происходят сбои через интервалы времени, распределенные по экспоненциальному закону со средним значением Т4 = 15 мин. Если сбой происходит во время передачи, то сообщение теряется. За время Т5 = 5 с запускается резервный канал, который передает сообщения, начиная с очередного. Время передачи одного сообщения распределено по экспоненциальному закону со средним значением Т6 = 3 мин.

Основной канал восстанавливается. Время восстановления канала подчинено экспоненциальному закону со средним значением Т7 = 2 мин. После восстановления резервный канал выключается и основной канал продолжает работу с очередного сообщения.

Необходимо разработать имитационную модель и провести исследование функционирования направления связи в течение 2 ч.

Определить:

  • рациональную емкость накопителя;
  • загрузку основного и резервного каналов связи;
  • вероятности передачи сообщений потока 1 и потока 2;
  • вероятность передачи сообщений направлением связи в целом.

Модель направления связи в GPSS World

В модели сообщения следует представлять транзактами, основной и резервный канал - одноканальными устройствами (ОКУ), входной буфер (накопитель) - списком пользователя. В списке пользователя следует использовать дисциплину обслуживания FIFO.

Для ввода исходных данных целесообразно использовать переменные пользователя. В этом случае можно проводить при необходимости встроенными средствами GPSS World дисперсионный и оптимизирующий эксперименты.

Так как сообщения имеют одинаковые приоритеты, то для моделирования ОКУ нужно использовать блоки SEIZE и RELEASE. Моделирование отказов основного канала нужно произвести блоками FUNAVAIL и FAVAIL, а не блоками PREEMPT и RETURN в режиме абсолютного захвата. Тогда статистика ОКУ не будет искажена.

Введем масштабирование: 1 единица модельного времени соответствует 1 с, то есть, например, время моделирования равно 2 часам, тогда 2*60*60 = 7200 единиц модельного времени. Аналогично Т1 = 120, Т2 = 240 и т.д.

Декомпозиция системы и состав сегментов модели определяются разработчиком. Введем следующие сегменты:

  • ввода исходных данных и описания арифметических выражений;
  • имитации сообщений потока 1;
  • имитации сообщений потока 2;
  • имитации работы буфера и основного канала;
  • имитации работы резервного канала;
  • имитации выхода из строя основного канала;
  • задания времени моделирования и вычисления результатов моделирования.

Ниже приводится программа модели.

; Модель функционирования направления связи
;Задание исходных данных
Emk    EQU  5    ; Емкость накопителя
VrMod  EQU  7200  ; Время моделирования
T1      EQU  180  ; Среднее время поступления сообщений потока 1
T2      EQU  240  ; Среднее время поступления сообщений потока 2
T3      EQU  120  ; Среднее время передачи по OsnK
T4      EQU  900  ; Средний интервал времени выхода из строя OsnK
T5      EQU  10    ; Время включения Resk
T6      EQU  180  ; Среднее время передачи по ResK
T7      EQU  120  ; Среднее время восстановления OsnK
; Описание арифметических выражений
;  Вероятность передачи сообщений потока 1
Ver1    VARIABLE  (N$Term1+N$Term3)/N$Soob1
;  Вероятность передачи сообщений потока 2
Ver2    VARIABLE  (N$Term2+N$Term4)/N$Soob2
;  Вероятность передачи сообщений потоков 1 и 2
Ver    VARIABLE  (V$Ver1+V$Ver2)/2
; Сегмент имитации сообщений потока 1
GENERATE  (Exponential(12,0,T1))    ; Генератор сообщений потока 1
Soob1  ASSIGN  1,1  ; Код 1 в P1 - сообщения потока 1
TRANSFER  ,Nakop    ; Направить на OsnK
; Сегмент имитации сообщений потока 2
GENERATE  (Exponential(15,0,T2))  ; Генератор
сообщений потока 2
Soob2  ASSIGN  1,2  ; Код 2 в P1 - сообщения потока 2
; Сегмент имитации работы накопителя и OsnK
Nakop  GATE FV   OsnK,KRes    ;Доступен ли OsnK? Если нет, на Resk
GATE NU   OsnK,Spis    ;Свободен ли OsnK? Если
нет, в накопитель
Prov3  SEIZE    OsnK      ; Занять OsnK
ADVANCE  (Exponential(11,0,T3))  ; Обслуживание
RELEASE    OsnK      ; Освободить OsnK
UNLINK  Nak,Prov3,1  ; Вывод из накопителя 
одного транзакта на OsnK
TEST E  P1,1,Term2  ; Сообщение потока 1 или 
потока 2 передано по OsnK?
Term1  TERMINATE      ; Счет переданных сообщений потока 1 по OsnK
Term2  TERMINATE      ; Счет переданных сообщений потока 2 по OsnK
;  Список пользователя Nak
Spis    TEST L  CH$Nak,Emk,Term7  ; Есть ли место в накопителе?
LINK    Nak,FIFO    ;Если да, поместить
сообщение в накопитель
Term7  TEST E   P1,1,Term6  ; Сообщение потока 1 или потока 2 было потеряно?
Term5  TERMINATE  ; Счет потерянных сообщений потока 1
Term6  TERMINATE  ; Счет потерянных сообщений потока 2
; Сегмент имитации работы Resk
KRes    GATE NU  ResK,Spis  ; Свободен ли Resk? Нет, сообщение в накопитель
      TEST E    Kont,1,Prov1  ; Включить ResK
ADVANCE    T5      ; Включение Resk
SAVEVALUE  Kont,0  
Prov1  SEIZE    ResK    ; Занять Resk
ADVANCE  (Exponential(12,0,T6)); Передача
RELEASE    ResK    ; Освободить Resk
GATE FNV  OsnK,Prov2  ; Доступен ли OsnK?
UNLINK  Nak,Prov1,1    ; Если нет, из буфера
сообщение на Resk
Prov2  TEST E  P1,1,Term4  ; Сообщение потока 1 или 2 передано по ResK?
Term3  TERMINATE  ; Счет переданных сообщений потока 1
Term4  TERMINATE  ; Счет переданных сообщений потока 2
; Сегмент имитации выхода из строя OsnK
      GENERATE  ,,,1
Term8  ADVANCE    (Exponential(12,0,T4)); Расчет времени до следующего отказа
      FUNAVAIL  OsnK      ; Выход из строя OsnK
      SAVEVALUE  Kont,1
ASSIGN    1,(Exponential(12,0,T7)); Расчет
времени восстановления OsnK
ADVANCE    P1    ; Имитация восстановления OsnK
SAVEVALUE  VrOtk+,P1    ; Учет времени восстановления OsnK
FAVAIL  OsnK    ; OsnK в доступное состояние
UNLINK  Nak,Prov3,1  ; Сообщение на OsnK
      TRANSFER  ,Term8
; Сегмент задания времени моделирования
; и вычисления результатов моделирования
      GENERATE  VrMod
      TEST L  X$Prog,TG1,Met3
      SAVEVALUE  Prog,TG1
Met3    TEST E  TG1,1,Met4  
SAVEVALUE  Ver1,V$Ver1    ; Вероятность передачи
сообщений потока 1
      SAVEVALUE  Ver2,V$Ver2    ; Вероятность передачи сообщений потока 2
      SAVEVALUE  Ver,V$Ver      ; Вероятность передачи сообщений направлением связи
      SAVEVALUE  VOtk,(1-V$Ver)    ; Вероятность отказа в передаче сообщений
      SAVEVALUE  VerOtk,((AC1-X$VrOtk)/AC1)  ; Вероятность безотказной работы OsnK
Met4    TERMINATE  1
      START  10000

Для определения вероятности безотказной работы суммируется в ячейке X$VrOtk время отказов направления связи, которое затем вычитается из абсолютного модельного времени AC1, а полученная разность делится на AC1.

< Лекция 3 || Лекция 4: 123 || Лекция 5 >
Алексей Гроссман
Алексей Гроссман

Здравствуйте, прошел курс "Концептуальное проектирование систем в AnyLogic и GPSS World". Можно ли получить по нему сертификат? У нас в институте требуют сертификаты для создания портфолио.

Елена Блинаева
Елена Блинаева
Makc Bekurin
Makc Bekurin
Россия
Александра Шульженко
Александра Шульженко
Россия, Биробиджан, ПГУ им. Шалом-Алейхама