Моделирование работы. Simula (46373)

Посмотреть архив целиком

Моделирование работы в машинном зале в терминах Simula


Постановка задачи.


В студенческом машинном зале расположены две мини-ЭВМ и одно устройство подготовки данных (УПД). Студенты приходят с интервалом 8±3 мин. и треть из них хочет испытать УПД и ЭВМ, а остальные только ЭВМ. Допустимое количество студентов в машинном зале 4 чел., включая работающего на УПД.

Работа на УПД занимает 9±4 мин. Работа на ЭВМ - 15±10 мин.; 20% работавших на ЭВМ возвращаются для повторного использования УПД и ЭВМ и остаются при этом в машинном зале.

Если студент пришел в машинный зал, а там уже есть 4 чел., то он ждет не более 15±2 мин. в очереди в машинный зал и, если нет возможности в течение этого времени начать работать, то он уходит.

Смоделировать работу в машинном зале в течение 48 часов.

Определить:

  • загрузку УПД и обеих ЭВМ,

  • максимальную длину очереди в машинный зал,

  • среднее время ожидания в очереди в машинный зал,

  • распределение общего времени работы студента в машинном зале,

  • количество студентов, которые не дождались возможности поработать и ушли.


Решение задачи.


Текст программы.


Текст программы полностью приведен в конце данного документа.


Схема решения в терминах предметной области.


Собираясь приступить к работе в машинном зале, студент подходит к нему и проверяет, есть ли очередь в машинный зал. Если таковой нет, то он ищет в последнем свободное место, а если очередь есть, то становится в ее конец. Затем, либо входит в машинный зал, либо создает очередь, состоящую из одного человека (его самого). После этого ждет в течение 15±2 мин. Если за это время место в зале не освобождается, студент уходит, в противном же случае, он покидает очередь и попадает в машинный зал.

Работа студента в машинном зале происходит следующим образом. Студент определяет, приступить ли ему к работе УПД, а затем на одной из ЭВМ (по условию задачи, число таких студентов составляет треть от общего числа посетителей) или пройти сразу к ЭВМ (все остальные). После работы на ЭВМ каждый студент может либо покинуть машинный зал, либо приступить к повторной работе (20%), теперь уже точно на УПД и ЭВМ.


Схема решения задачи в терминах языка Симула.

Глобальные переменные и массивы.


M,U,C,P – целые числа, служащие для создания в программе четырех различных потоков независимых величин;

I – счетчик цикла FOR (используется для вывода таблицы);

MZCap – целое число, обозначающее число мест в машинном зале;

Num – число студентов, покинувших очередь;

Nmb – число студентов, дождавшихся обслуживания;

MAX – максимальная длина очереди;

Toz – суммарное время ожидания в очереди;

Pupd – время простоя УПД;

Pcomp – время простоя обеих ЭВМ;

QUEUE – очередь в машинный зал;

QUPD – очередь на УПД;

QCOMP – очередь на ЭВМ;

UPD1 – ссылка на УПД;

COMP1 – ссылка на пару ЭВМ;

Std – массив действительных чисел из 10 элементов, в которые помещаются данные о числе студентов, проделавших работу за i-й интервал времени [Ti-1,Ti];

Tim – массив действительных чисел, в котором хранятся границы временных интервалов Ti.


Процессы.


GENER – процесс, имитирующий появление студента у машинного зала;

STUDENT – процесс, описывающий действия студента;

COMP – процесс, изображающий работу двух мини-ЭВМ;

UPD – процесс, изображающий работу УПД;


Получение результатов.


Для получения результатов используются перечисленные в пункте 2.3.1 глобальные переменные и следующие соотношения:


Загрузка УПД = 1 - Pupd/time;

Загрузка ЭВМ = 1 - Pcomp/time;

Число ушедших студентов = Num;

Максимальная длина очереди = MAX;

Среднее время ожидания в очереди =Toz/(Num + Nmb)


Распределение общего времени работы студента в машинном зале получено в виде массивов std и tim.


Комментарии к программе.


Подробные комментарии приведены в тексте программы в конце данного документа.


Результаты.


Загрузка УПД = 33,8%;

Загрузка ЭВМ = 82,1%;

Число ушедших студентов = 109;

Максимальная длина очереди = 3;

Среднее время ожидания в очереди = 9,79 мин.

Распределение общего времени работы студентов в машинном зале приведено в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Число студентов

Интервалы времени

14

0 – 15

86

15 – 30

56

30 – 45

20

45 – 60

19

60 – 75

24

75 – 90

12

90 – 105

9

105 – 120

8

120 – 135


Исследование адекватности модели.


Метод исследования.


Рассмотренный далее метод не претендует на абсолютную точность, но, тем не менее, позволяет примерно оценить соответствие модели реальной ситуации.

Метод заключается в использовании внесения изменений в начальные данные. При этом анализируются изменения получаемых результатов.


Применение метода к поставленной задаче.


Вся информация по измененным входным данным и полученным результатам представлена в таблице 3.1 Знаком “|” отделяются значения для исходной задачи от значений для задачи, получаемой в результате внесения изменений.

Таблица 3.1

Параметр

Загрузка УПД, %

Загрузка ЭВМ, %

Максимальная длина очереди, чел.

Среднее время ожидания, мин.

Число ушедших студентов, чел.

Время работы системы

48 | 100

часов



33,8 | 32,0



81,2 | 83,1



3 | 3



9,79 | 9,72



109 | 324


Число мини-ЭВМ

2 | 1

шт.


33,8 | 21,4


81,2 | 81,0


3 | 3


9,79 | 12,12


109 | 229

Число человек в зале

4 | 2


33,8 | 31,8


81,2 | 83,6


3 | 3


9,79 | 9,76


109 | 149

Интервал между приходами студентов

8±3 | 1



33,8 | 34,0



81,2 | 83,2



3 | 18



9,79 | 14,36



109 | 2650

Число желающих использовать УПД и ЭВМ

33 | 66

%



33,8 | 47,1



81,2 | 76,6



3 | 3



9,79 | 11,17



109 | 192


Приведенные здесь результаты показывают, что полученная модель с достаточной точностью отображает реальную ситуацию в рамках поставленной задачи.


Сравнительный анализ моделей.


В приведенной ниже таблице даны искомые значения, полученные при помощи двух моделей: в реализации на GPSS и в реализации на языке Симула.

Таблица 4.1

Величина

GPSS

Симула

Загрузка УПД

55,2

33,8

Загрузка ЭВМ

96,5

81,2

Число ушедших студентов

78

109

Максимальная длина очереди

4

3

Среднее время ожидания

9,02

9,79


Как видно, приведенные величины отличаются друг от друга несущественно. Это означает, что обе модели с достаточной точностью можно считать адекватными друг другу .



SIMULATION begin

integer M,U,C,P,I; comment потоки случайных величин и счетчик цикла;

integer MZCap; comment вместительность машинного зала;

integer Num, comment число студентов, покинувших очередь;

Nmb; comment число студентов, дождавшихся обслуживания;

integer MAX; comment максимальная длина очереди;

integer Toz; comment суммарное время ожидания в очереди;

integer Pupd, comment время простоя УПД;

Pcomp; comment суммарное время простоя двух ЭВМ;

ref (HEAD) QUEUE; comment очередь в машинный зал;

ref (HEAD) QUPD; comment очередь на УПД;

ref (HEAD) QCOMP; comment очередь на ЭВМ;

ref (UPD) UPD1; comment УПД;

ref (COMP) COMP1; comment пара мини-ЭВМ;

real array std (1:10); comment число студентов в i-м интервале;


Случайные файлы

Файл
86312.rtf
14658.rtf
34262.rtf
138311.rtf
ГОСТ 25246-82.doc




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.