Имитационное моделирование системы

Цель работы: изучение методов анализа и контроля проектов СТССН (методы имитационного моделирования).

Задание:

Построить граф работ системы на основе САМ.

Задать параметры каждой работы.

Провести моделирование.

Изменяя параметры работ, повторить моделирование несколько раз, добиваясь улучшения характеристик систмы (увеличения пропускной способности и уменьшения очередей).

Исходными данными для моделирования являются САМ и перечень ТС, закрепленных за каждой работой (задачей). Он определяется в ходе выполнения предыдущей лабораторной работы.

В ходе моделирования могут быть сгенерированы следующие текстовые файлы:

table1.txt, data.ish ­– исходные данные;

report1.tim, report1.inf – отчёты.

Файлы data.ish, report1.tim, report1.inf генерируются автоматически в ходе моделирования. Создание файла таблицы описано ниже. Отчёт по лабораторной работе должен включать распечатки или рукописные копии этих файлов по крайней мере для двух вариантов системы (первоначального и улучшенного).

Инструкция по работе с программой.

Для выполнения имитационного моделирования выберите команду “Моделирование...\ Имитационное моделирование” меню моделей САМ или СИМ, находясь в режиме построения системной модели, или запустите программу SIM-SIM.EXE. В отличие от программы экспертизы, программа моделирования работает совершенно независимо от программы формирования системной модели и не получает из нее никаких данных.

В левой нижней части экрана появится окно “Проект”, а над ним - панель инструментов с набором кнопок.

Окно проекта имеет меню “Проект”, которое позволяет открывать и сохранять проекты, изменять режим дисплея, создавать отчеты и др. Для загрузки в память проекта выберите команду “Проект \ Открыть” (или нажмите <Ctrl-O>) и в диалоговом окне “Выбор файла” укажите имя файла проекта (по умолчанию файлы проектов имеют расширение.prj). Если файла с указанным именем не существует, он будет создан.

Чтобы сохранить проект на диске, выберите команду “Проект \ Сохранить” (или <Ctrl-S>). Команда “Проект \ Сохранить как...” позволяет сохранить проект под другим именем.

После открытия проекта в окне “Проект” появится список заданий проекта. Каждое задание представляет собой ориентированный граф работ. Чтобы добавить новое задание, нажмите кнопку “Добавить” в окне “Проект” и в диалоговом окне “Выбор файла” укажите имя файла задания (по умолчанию файлы заданий имеют расширение.tsk). Если файла с указанным именем не существует, он будет создан. После этого в правой верхней части экрана проявится окно “Задание”, включающее меню “Задание” и поле, в котором изображается граф работ. Проект может включать в себя несколько заданий, которые можно открыть при помощи кнопки “Смотр” окна “Проект”. Чтобы закрыть активное окно, нажмите кнопку “Закрыть” окна “Проект”. При этом будет выдан запрос, сохранять ли задание. В процессе работы с заданием, его можно сохранить, используя команды меню “Задание \ Сохранить” и “Задание \ Сохранить как…”.

Создание графа задач.

Вы можете определить топологию графа задач, используя кнопки инструментальной панели. Кнопки имеют следующее назначение (в том порядке, в котором они расположены на инструментальной панели):

Новая работа	Удалить работу
Новая связь	Удалить связь
Установить параметры	Двигать работу
Генератор заявок	Сохранить

Первые 6 из этих кнопок включают соответствующие режимы работы с графом задания. Название активного режима высвечивается в заголовке инструментальной панели. Если в ходе редактирования некоторые части рисунка окажутся затертыми, обновите изображение, используя команду меню “Задание \ Перерисовать”.

Определение параметров. После того, как топология графа будет определена, необходимо задать параметры работ и переходов. Для этого служит режим “Установить параметры”. Для работ задаются название, характеристики объема и быстродействия и устройства. Для переходов (дуг) задается только вероятность перехода по этой дуге.

Чтобы задать параметры работы, включите режим “Установить параметры” и щелкните “мышью” на нужной работе. Появится диалоговое окно “Параметры работы”. Введите уникальное краткое название работы (на графе оно будет изображаться в кружке, обозначающем работу). В поле “Комментарий” можно (не обязательно) указать полное название работы и ее назначение.

Чтобы определить параметры объема и времени работы, необходимо задать значения двух из трех величин: объем, скорость и время. Значение третьей величины вычисляется автоматически. Эта величина называется авто-вычисляемое и слева от ее названия горит зеленый индикатор. Если значение одной из остальных величин не задано или содержит недопустимые символы, вместо значения авто-вычисляемого высвечивается слово “Ошибка!”. Чтобы назначить авто-вычисляемое, щелкните “мышью” на индикаторе слева от названия нужной величины.

Справа от значений величин указана их размерность. Чтобы изменить размерность величины, щелкните “мышью” на стрелке справа от строки размерности и в появившемся выпадающем списке дважды щелкните на нужной строке. При изменении размерности авто-вычисляемое пересчитывается автоматически.

В нижней части окна “Параметры работы” находится поле “Устройства”, в котором показывается перечень устройств, занятых в работе. Чтобы добавить новое устройство, нажмите кнопку “Доб”. Появится диалоговое окно “Добавить устройство”. В поле “Доступные устройства” показан список имеющихся устройств. Чтобы добавить новое устройство, введите его название в строке ввода, расположенной ниже поля списка, и число каналов. К сожалению, в программе не реализована работа со списком устройств как таковым: добавление, удаление, редактирование. Чтобы удалить устройство из перечня устройств, закрепленных за данной работой, нажмите кнопку “Удл”. Кнопка “Изм” позволяет изменить только название устройства.

После того, как все необходимые параметры будут заданы, их можно скопировать в буфер командой “Копир.”, а затем скопировать их в другую работу, вызвав команду “Вставить” в ее окне “Параметры работы”, и внести необходимые изменения.

Чтобы задать вероятность перехода по дуге, щелкните на ней “мышью” в режиме “Установить параметры”. Вероятность должна находится в пределах от 0 до 1. Если вероятность перехода меньше 1, изменится интенсивность окраски такой дуги.

После того, как будут заданы параметры работ, вы можете сохранить их в виде таблицы, хранящейся в текстовом файле. Для этого выберите команду “Задание \ Создать таблицу” и в диалоговом окне “Формирование таблицы” введите имя файла таблицы (по умолчанию, table1.txt; файл создается в том каталоге, из которого запущена программа моделирования; если хотите чтобы он был создан в другом каталоге, путь придется вводить вручную). Такая таблица пригодится вам для создания отчета. Параметры дуг в нее не включаются.

Для каждого задания, входящего в проект, необходимо задать параметры генератора появления заявок. Моменты появления заявок представляют собой случайные значения, интервалы между которыми распределены по нормальному закону. Чтобы задать его параметры, выберите команду меню “Задание \ Генератор…” или кнопку “Генератор заявок” инструментальной панели и в окне “Генератор появления заявок” задайте мат. ожидание и дисперсию интервала между заявками, их приоритет и выберите единицу измерения.

Моделирование.

Чтобы провести моделирование, укажите в окне “Проект” время моделирования (в несколько сотен или тысяч раз больше среднего интервала между заявками) и нажмите кнопку “Start”. В окне “Параметры” выберите параметры, которые нужно включать в отчет (информационные и временные) и их вид (таблицы и диаграммы), укажите комментарий к опыту и имя файла отчета.

Затем в окне “Формирование выходного файла” выберите единицы измерения и введите путь (если нужно) и имя файла исходных данных. Это файл текстового формата, по умолчанию имеющий расширение.ish и находящийся в том каталоге, из которого запущена программа моделирования. Он содержит следующие данные: единицы измерения объема информации и времени, количество заданий, для каждого задания параметры генератора, количество и параметры работ и связей; время моделирования.

После этого начинается моделирование, ход которого отражается в окне “Моделирование”. В нем показаны системное время (в секундах и процентах от общего времени моделирования), количество заявок и информация о свободной памяти.

По результатам моделирования создается отчет. В общем случае он состоит из двух текстовых файлов, с расширениями.inf (для информационных параметров) и.tim (для временных параметров), находящихся в каталоге, из которого запущена программа. С отчетом по последнему сеансу моделирования можно ознакомиться, выбрав команду “Проект \ Отчет”.

Внимание! По умолчанию файлы, генерирующиеся в процессе моделирования, имеют следующие имена: data.ish (исходные данные) report.tim (отчёт по временным параметрам) report.inf (отчёт по информационным параметрам). Их можно переименовать, но эта возможность работает не всегда корректно. Пользуйтесь ею с осторожностью.

Отчет по информационным параметрам содержит следующую информацию: объем информации, обработанный системой в целом и в среднем по одной заявке, количество заявок, обслуженных системой в целом, количество заявок и объем информации по каждому из заданий (их сумма дает соответствующие общесистемные показатели), статистика по работе устройств в виде гистограмм и таблиц: средний и максимальный объем памяти, объем информации, переработанной каждым устройством.

Отчет по временным параметрам содержит: количество обслуженных заявок и среднее время решения по каждому заданию, статистика по работе устройств в виде гистограмм и таблиц: процент занятости устройства, среднее время обслуживания заявки, количество обслуженных заявок; статистика по очередям на выполнение работ (т.е. по очередям к узлам): средняя длипа очереди, максимальная длина очереди, дисперсия, среднее и скммарное время нахождения заявок в очереди, количество заявок, прошедших через очередь. К сожалению, работы в отчете идентифицируются не названиями (как на графе задания), а порядковыми номерами. Соответствие между номерами и названиями (кодами) работ ясно видно из таблицы с параметрами работ (см. выше). Первая цифра номера работы в отчете — это номер задания.

Для выхода из программы выберите команду меню “Проект \ Выход” или нажмите комбинацию клавиш <Alt-F4> или <Alt-X>. Будет выдан запрос, надо ли сохранять проект, после чего работа программы будет завершена.