Функциональная структура GPSS

Функциональная структура GPSS рассматривается на двух уровнях.

· 1 уровень определяется комбинацией основных функциональных объектов таких, как:

- устройства;

- памяти;

- ключи (логические переключатели);

- очереди;

- транзакты.

· 2 уровень — блок-схема модели, составленная из типовых блоков, между которыми перемещаются транзакты.

Рассмотрим основные аппаратно-ориентированные, статистические и вычислительные объекты 1 уровня.

Аппаратно ориентированные объекты:

Транзакты являются абстрактными подвижными элементами, которые являются аналогами различных объектов реального мира (сообщения, транспортные средства, люди, детали т.д.) Это динамические функциональные элементы GPSS, которые отражают реальные заявки на обслуживание.

Транзакты двигаются по модели, появляются в ней с той же интенсивностью, что и реальные заявки. Транзакты могут создаваться и уничтожаться. Перемещаясь между блоками модели в соответствии с логикой моделирования, транзакты вызывают (и испытывают) различные действия: возможны их задержки в некоторых точках модели (связанные с обслуживанием, ожиданием в очереди); изменение маршрутов и направления движения; создание копии транзактов и т.д.

С каждым транзактом связан упорядоченный набор параметров — атрибутов.

При генерации транзактов резервируются 12 параметров. Обычно первые 12 параметров являются постоянными. В их набор входит:

• № транзакта;
• № блока, в котором транзакт находится в данный момент;
• № следующего блока;
• время перехода в следующий блок;
• приоритет, характеризующий очередность обработки транзактов
• в определенных ситуациях;
• и др.

Далее при программировании можно присвоить транзакту набор специфичных параметров, выражающих свойства или характеристики моделируемых объектов (вес, скорость, цвет, время обработки и т.п.).

Устройства моделируют объекты, в которых может происходить обработка транзактов, что связано с затратами времени. Устройства являются аналогами каналов СМО (каждое устройство в данный момент времени может быть занять лишь одним транзактом). Устройство может быть прервано. В GPSS существует возможность проверки состояния устройства.

Памяти предназначены для моделирования объектов, обладающих eмкостью. Аналогия с многоканальными СМО состоит в том, что память может обслуживать одновременно несколько транзактов. При этом транзакт занимает определённую часть памяти.

Логические переключатели принимают значение включено/выключено, позволяют изменять пути следования транзактов в модели. Устройства, памяти, логические переключатели относятся к аппаратно-ориентированным объектам GPSS.

Статистические объекты GPSS (используются только тогда, когда необходимо собирать статистику):

· Очереди. В процессе движения транзакты могут задерживаться в определенных точках модели. Если необходимо собирать информацию о длине очереди транзактов и времени задержки транзактов используют соответствующие статистические объекты.

· Таблицы. Таблицы обрабатывают статистическую информацию, строят гистограмму распределений по любой переменной.

Вычислительные объекты GPSS:

· матрицы;

· функции;

· переменные различных типов;

· и т.п.

Рассмотрим 2 уровень. Модель на языке моделирования GPSS имеет наглядное графическое представление в виде блок-схемы.

Блоки - операционные объекты GPSS. Каждый блок имеет стандартное обозначение. Последовательность блоков —это есть последовательность операторов на языке GPSS. Любую модель на языке GPSS можно представить в виде совокупности блоков, между которыми перемещаются транзакты, они имеют вход-выход, в блоках реализуются все действия, связанные с обслуживанием транзакта (создание и уничтожение транзактов, изменение параметров транзакта, управление потоками транзактов, и т.д.). Блоки выполняются только в результате входа в них перемещающихся транзактов. GPSS является системой интерпретирующего типа с собственным языком.

Таким образом, на языке GPSS составляется и реализуется функциональная блок-схема.

Существуют 2 особых блока: GENERATE, имеющий только выход, через него транзакты входят в модель, и блок TERMINATE, имеющий только вход -удаляет транзакты из модели.

Любой процесс на языке моделирования GPSS имеет вид:

Рисунок 4.2.3 — Процесс на языке моделирования GPSS

Описание параллельных процессов на языке GPSS представляет несколько таких цепочек блоков, взаимодействующих через общие ресурсы. Вот почему язык моделирования GPSS позволяет описывать параллельные процессы, независимые друг от друга, а взаимодействующие через общие ресурсы или переменные.

Итак, модель системы на языке GPSS представляет сеть блоков (операторов языка). Каждый блок описывает определенный этап действий в системе. Линии соединения блоков показывают направления движения подвижных элементов (транзактов) через систему или описывают некоторую последовательность событий, происходящих в моделируемой системе.

В настоящее время появились различные обобщения рассмотренной концепции структуризации, когда структура моделируемого процесса изображается в виде потока, проходящего через обслуживающие устройства и другие элементы СМО: сети очередей, графы потоков, структурно-стохастические графы и др. Дуги на графах интерпретируются как потенциальные потоки заявок между обслуживающими устройствами. Пути на графах соответствуют маршрутам движения заявок в системе обслуживания.

Подробнее изучение языка моделирования можно выполнить с помощью [5,8,12, 41,48, 55]