Программа gpss отображает состояние списка текущих событий процесса моделирования в окне

Презентация на тему: » 1 Лекция 3 Общая характеристика системы GPSS Word.» — Транскрипт:

1 1 Лекция 3 Общая характеристика системы GPSS Word

2 2 Вопросы лекции 1. Отличительные особенности системы GPSS Word 2. Основы моделирования в системе GPSS Word

3 3 Отличительные особенности системы GPSS Word GPSS World – общецелевая система имитационного моделирования, представляющая собой мощную среду компьютерного моделирования общего назначения, разработанную для профессионалов в области моделирования. Разработчик — компания Minuteman Software (США) GPSS World — комплексный моделирующий инструмент, охватывающий области как дискретного, так и непрерывного компьютерного моделирования, обладающий высочайшим уровнем интерактивности и визуального представления информации. GPSS World разработан для оперативного получения достоверных результатов с наименьшими усилиями. В системе хорошо проработана визуализация процесса моделирования, а также встроены элементы статистической обработки данных.

Средства усовершенствованного управления процессом в SIMATIC PCS 7

4 4 Отличительные особенности системы GPSS Word В основе GPSS World используется оригинальная система компьютерного моделирования GPSS General Purpose Simulation System – общецелевая система моделирования, которая была разработана сотрудником фирмы IBM — Джефри Гордоном в 1961 годуДжефри Гордоном в 1961 году ( для ЭВМ IBM) предназначенная для моделирования процессов в системах массового обслуживания ( СМО)IBMДжефри Гордоном1961 году GPSS World – это прямое развитие языка моделирования GPSS/РС для ОС Windows имеет расширенные возможности, включая пользовательскую среду с интегрированными функциями работы с Интернет г1984 г2000 г GPSSGPSS/РСGPSS World Большие ЭВМ (IBM, EC-1045, EC-1060) Персональные компьютеры (PC)

5 Отличительные особенности системы GPSS Word Основные версии: GPSS I (1961) (IBM )IBM GPSS II (1962) GPSS III (1965) GPSS/360 (1967) GPSS V (1975) GPSS/H (1978) (Wolverine Software)Wolverine Software GPSS/PC (1984) ( Minuteman Software )Minuteman Software Micro-GPSS (1) (1990) GRAMOS-GPSS (1993) GPSS World (1993) ( Minuteman Software )Minuteman Software Micro-GPSS (2) (1996). (упрощённая версия, предназначенная для изучения языка GPSS и разработки простейших имитационных моделей в сети интернет) 5

6 6 Отличительные особенности системы GPSS Word Сильная сторона GPSS World – это его прозрачность для пользователя. Суть прозрачности для пользователя удачные имитационные модели являются очень ценными и пригодны в течение длительного периода времени. одним из наиболее эффективных, но наименее известных преимуществ компьютерного имитационного моделирования является возможность проникновения в самую суть поведения системы, когда опытный профессионал в области моделирования может видеть внутреннюю динамику в наиболее важные моменты времени процесса моделирования

7 7 Отличительные особенности системы GPSS Word Последняя версия GPSS World (2007 г) включает в себя эффективные средства моделирования, ориентированные на пользователя Транслятор Высокоэффективный транслятор является частью программы GPSS World, которая создает объекты Процесс моделирования. Перед включением в объект Процесс моделирования все операторы модели проходят трансляцию.

WEB-тренинг PCS7 «Техника управления процессом для начинающих»

Точно так же интерактивные операторы транслируются в глобальной области видимости прежде, чем они будут переданы существующему объекту Процесс моделирования. Архитектура На уровне интерфейса GPSS World представляет собой реализацию архитектуры документ-вид, общей для всех приложений операционной системы Windows. Объекты могут быть открыты в нескольких окнах, изменены и сохранены на постоянных носителях информации. Привычное меню главного окна и блокировка недоступных команд меню, не отвлекая внимания, направляет пользователя к конечной цели. GPSS World был разработан с целью достичь тесной интерактивности даже в многозадачной среде с использованием виртуальной памяти.

8 8 Отличительные особенности системы GPSS Word Многозадачность Многопоточная архитектура GPSS World позволяет совместно запускать несколько процессов моделирования и экспериментов. Одновременно выполняются не только обновление окон, пользовательский ввод, дисковый ввод- вывод, печать и процесс моделирования, но также в одно и то же время может быть запущено любое количество процессов моделирования.

Виртуальная память Процессы моделирования непосредственно не ограничиваются размером физической памяти с произвольным доступом (ОЗУ), в которой выполняется объект Процесс моделирования. Используя механизм виртуальной памяти, модели могут достигать размера до гигабайта. Количество объектов также ограничивается только обеспечиваемым размером файла подкачки.

Для достижения оптимальной производительности необходимо использовать значительный объем реальной памяти. Выделение и управление памятью для объектов происходит невидимо для пользователя. Объекты автоматически создаются до тех пор, пока не потребуется дополнительная информация.

9 9 Отличительные особенности системы GPSS Word Интерактивность GPSS World поддерживает высокий уровень интерактивности даже во время процесса моделирования. Используя команду главного меню окна модели Command (Команда), ускоряющие клавиши или настройки модели, закрепляя за функциональными клавишами собственные команды, можно передавать существующему объекту Процесс моделирования любой оператор.

Есть возможность использовать диалоговое окно Simulation Command (Команда) для ввода операторов, отсутствующих в выпадающем меню, а с помощью команды INCLUDE можно посылать процессу моделирования интерактивные операторы любой сложности. Визуализация GPSS World отличается высоким уровнем визуализации выполняющегося процесса моделирования. Для наблюдения и взаимодействия с процессом моделирования используются двадцать различных окон, соответствующих большей части объектов GPSS. Для получения, сохранения и печати визуального представления состояния процесса моделирования не требуется дополнительных усилий, кроме операций с окнами.

10 10 Отличительные особенности системы GPSS Word Анимация В GPSS World существует ряд анимационных возможностей. Уровень их реализации изменяется от абстрактной визуализации, не требующей никаких усилий, до высоко реалистических динамических изображений, включающих в себя сложные элементы, созданные пользователем.

Абстрактная анимация В GPSS World встроена функция комплексной стилизованной анимации. Эта функция обеспечивается большим количеством окон, которые динамически отображают объекты GPSS в процессе моделирования по мере изменения их состояния. Для создания такой анимации не требуется дополнительных усилий. Графические изображения могут быть сохранены для включения в отчеты и/или распечатаны.

12 12 Отличительные особенности системы GPSS Word PLUS – это небольшой, но эффективный процедурный язык программирования, созданный из 12 типов операторов. В состав PLUS входит большая библиотека процедур, содержащей математические функции и функции манипуляции со строками, и большого набора вероятностных распределений. С помощью подсистемы PLUS можно реализовывать аналитические расчёты и алгоритмизацию процессов

13 13 Отличительные особенности системы GPSS Word Отличия GPSS Word от GPSS/PC GPSS World основывается на идее, что текстовый объект Модель формируется и/или модифицируется, а затем транслируется с целью создания объекта Процесс моделирования. Этим он отличается от GPSS/PC, в котором используются понятия файла программы и процесса моделирования.

В GPSS World была полностью заменена операция загрузки модели, используемая в GPSS/PC. Вместо последовательного ввода и просмотра каждой строки, одну за другой, в GPSS World применяется полноэкранный текстовый редактор и команда меню Create Simulation (Создать процесс моделирования). GPSS World использует транслятор модели. Это ускоряет время загрузки модели в сотни раз. Ошибки обнаруживаются в течение трансляции и могут быть исправлены с помощью команды Next Error (Следующая ошибка) из меню Edit (Правка) главного окна.

14 14 Отличительные особенности системы GPSS Word Отличия GPSS Word от GPSS/PC Возможно, наиболее заметным изменением по сравнению с GPSS/PC является отсутствие необходимости в нумерации строк, которая фактически игнорируются в GPSS World. При использовании режима ручного моделирования сохраняется высокий уровень интерактивности.

Это означает, что любой оператор может использоваться в течение процесса моделирования в качестве интерактивного оператора. В GPSS World был сохранён высокий уровень интерактивности. Любой оператор модели может быть передан для выполнения выполняющемуся процессу моделирования. PLUS-процедуры могут быть определены или даже переопределены на лету.

Команды GPSS могут использоваться для переопределения объекта или управления процессом моделирования. Блоки могут использоваться, так же, как и в GPSS/PC, для создания временного блока, в который направляется активный транзакт. Все это выполняется после трансляции модели с помощью меню Command (Команда).

15 15 Отличительные особенности системы GPSS Word В GPSS Word реализована мультизадачная архитектура. Оперативное обновление окна выполняется посредством очереди сообщений, поступающих от процесса моделирования. Точно так же большинство команд, полученных объектом Процесс моделирования, перед выполнением помещаются в очередь команд процесса моделирования.

16 16 Основы моделирования в системе GPSS Word Развитие системы GPSS Word Несмотря на изначальную ориентацию GPSS на моделирование систем массового обслуживания, система оказалась удивительно долгоживущей и способной к развитию. Трудоемкость описания моделируемых систем в терминах бизнес-процессов может быть снижена за счет применения таких продуктов, как Object GPSS или ISS В частности, созданный в НТУУ «КПИ» под руководством В. Н. Томашевского пакет ISS 2000 представляет собой лингвистический процессор, с помощью которого пользователь в диалоговом режиме создает автоматически GPSS-программу и запускает ее на выполнение.

17 Основы моделирования в системе GPSS Word Томашевский Валентин Николаевич — профессор Национального технического университета «Киевский политехнический институт» (НТУУ «КПИ»). Окончил в 1974 г. КПИ, защитил кандидатскую (1981 г.) и докторскую (1996 г.) диссертации в области имитационного моделирования. Разработчик интерактивных систем моделирования ИСИМ, ISS 2000, транслятора языка GPSS А95 для Windows. Автор и разработчик портала по имитационному моделированию ( Автор более 50 научных работ в этой области, среди которых 4 учебных пособия. С 1974 г. занимается педагогической деятельностью в КПИ; основные дисциплины «Моделирование систем», «Моделирование и прогнозирование бизнес-процессов», «Имитационные проекты«. 17

18 18 Основы моделирования в системе GPSS Word Описание процесса Имитация потока прихода абонентов (через промежутки времени) Ожидание освобождения таксофона Занятие таксофона Использование таксофона в течении длительности разговора (увеличение времени на длительность разговора) Освобождение таксофона Удаление абонента Модель должна содержать блоки, отражающие перечисленные этапы процесса Имитация обслуживания абонентов таксофоном

19 19 Основы моделирования в системе GPSS Word Особенностью системы GPSS является то, что длительность моделирования определяется не длительностью интервалов времени между событиями, а числом событий, возникающих в системе Модель образуется из модельных блоков и модельных объектов. Модельные блоки выполняют процессы имитации действий Модельные объекты могут быть фиксированными и динамическими Динамические объекты системы – это требования на обслуживание — транзакты. Транзакты создаются, перемещаются через модельные блоки, задерживаются и уничтожаются ( выводятся из модели). Фиксированные объекты – это элементы СМО : очереди, проборы, многоканальные устройства

20 Основы моделирования в системе GPSS Word Пример кода для системы GPSS World GENERATE (POISSON(1,40)) ; генерация потока транзактов ; Поток транзактов пуассоновский со ;средним интервалом 40 единиц QUEUE mainQ ; Войти в регистратор очереди SEIZE F007 ; Попытка занять устройство DEPART mainQ ; Покинуть регистратор очереди ADVANCE (Normal(1,35,4)) ; Моделирование процесса обслуживания. ;Время обслуживания распределено по ; нормальному (гауссову) закону ; с математическим ожиданием 35 и ;среднеквадратическим отклонением 4 RELEASE F007 ; Освободить устройство TERMINATE ; удаление транзакта 20

21 21 Основы моделирования в системе GPSS Word Модельные блоки имеют операнды Block name А,В,С,D,E,F,G,H Транзакты имеют параметры, которые содержат числовые значения. Эти параметры называются стандартными числовыми атрибутами ( СЧА) – Standard numeric attributes (SNA) Транзакт является прообразом заявки в терминологии СМО. В процессе моделирования транзакты создаются (заявки поступают) и уничтожаются (заявки уходят) так, как это необходимо по логике модели. С каждым транзактом может быть связано определенное число параметров, несущих необходимую информацию об этом транзакте. Кроме того, транзакты могут иметь различные приоритеты. Для гибкости моделирования, в системе имеются переменные, матрицы, таблицы, функции, логические переключатели

22 22 Основы моделирования в системе GPSS Word Транзакты Динамичность модельного объекта ТРАНЗАКТ проявляется в механизме «продвижения» транзакта в моделе ( через модельные блоки/операторы) Процесс моделирования представляется последовательностью временных событий обработки транзактов. Транзакт могут существовать в модели как самостоятельные единицы, так и расщепляться на транзакты с одинаковыми стандартными числовыми атрибутами ( СЧА). По-сути, механизм транзакций отображает процесс «по- событийного» протекания процесса. Все события в модели связаны с изменениями: поступление заявки в систему Занятие обслуживающего прибора Освобождение прибора Выведение заявки из системы

23 23 Основы моделирования в системе GPSS Word Множество параметров транзакта содержат содержат информацию о событиях ( связанных с транзактов), о своем местоположении в модели и текущем статусе ( состоянии) Состояния транзактов в модели: ACTIVE — транзакт находится в цепи текущих событий — Current Events Chain (СЕС). SUSPENDED — приостановленный транзакт, который ожидает в цепи будущий событий ( the Future Events Chain — FEC) момента своего продвижения по модели, т.е момента когда он станет активным PASSIVE — транзакт, находящийся в пользовательской цепи событий (User Chain, Delay Chain, or Pending Chain), ожидающий условия своей «активизации». TERMINATED — транзакт, выведенный из модели

24 24 Основы моделирования в системе GPSS Word Параметры транзакта – множество числовых величин, характеризующих индивидуальные свойства транзакта Приоритет Метка времени ( момент вхожlения в блок MARK) Номер ансамбля ( при разделении/размножении транзакта в блоке SPLIT) Индикатор задержки Индикатор трассировки Текущего блок ( номер текущего блока) Следующий блок ( номер блока, в который будет следовать транзакт) Цепь состояния

25 25 Основы моделирования в системе GPSS Word Стандартные Числовые Атрибуты ( СЧА) транзактов

26 26 Основы моделирования в системе GPSS Word Цепи состояния транзакта ACTIVE — транзакт находится в цепи текущих событий — Current Events Chain (СЕС). SUSPENDED — приостановленный транзакт, который ожидает в цепи будущий событий ( the Future Events Chain — FEC) момента своего продвижения по модели, т.е момента когда он станет активным PASSIVE — транзакт, находящийся в пользовательской цепи событий (User Chain, Delay Chain, or Pending Chain), ожидающий условия своей «активизации». TERMINATED — транзакт, выведенный из модели Транзакт всегда находиться в одной из цепей, в соответствии с его состоянием

27 27 Основы моделирования в системе GPSS Word

28 28 Основы моделирования в системе GPSS Word

29 29 Основы моделирования в системе GPSS Word

30 30 Литература Кудрявцев Е.М. GPSS Word. Основы имитационного моделирования различных систем.- М. ДМК Пресс, 2004 Учебное пособие по GPSS Word./Перевод с англ. – Казань, Изд-во «Мастер – Лайн», 2002 Богуш К.Ю., Богуш Ю.П., Шиян А.И. GPSS World Моделювання телекомунікаційних систем та мереж. Посібник для дипломного проектування. – ICЗЗІ НТУУ КПІ, 2010 Боев В.Д.

Моделирование систем. Инструментальные средства GPSS World.- СПб, БХВ- Петербург, 2004 Максимей И.В. Имитационное моделирование на ЭВМ. — М.: Радио и связь, Шрайбер Т.Дж. Моделирование на GPSS: Пер. с англ. — М.: Машиностроение, GPSS/PC general purpose simulation. Reference Manual. — Minuteman software. P.O. Box 171.

Stow, Massachusetts 01775, 1986.

31 31 Спасибо за внимание!

Источник: www.myshared.ru

4.22. Управление процессом моделирования в системе gpss

В данной главе рассматриваются общие принципы управления моделированием в GPSS. Разные трансляторы по-разному могут реализовывать эти принципы.

В системе GPSS5 интерпретатор (программа управления моделированием (ПУМ)) поддерживает сложные структуры организации списков (рис. 4.14). С целью уменьшения затрат компьютерного времени на просмотр списков система GPSS ведет два основных списка событий.

Первым является список текущих событий (СТС), куда входят все события, запланированные на текущий момент модельного времени независимо от того, условные они или безусловные, Программа управления моделированием просматривает в первую очередь этот список и пытается переместить по модели те транзакты, для которых выполнены условия. Если в этом списке таких транзактов нет, то ПУМ обращается к другому списку – списку будущих событий (СБС). Она переносит все события, которые запланированы на ближайший момент модельного времени, из этого списка в СТС и повторяет его просмотр. Такой перенос осуществляется также в случае совпадения текущего времени моделирования со временем первого события в списке будущих событий.

В СТС транзакты размещены в порядке уменьшения приоритета (то есть транзакты с более высоким приоритетом размещены ближе к началу списка). Транзакты с одинаковыми приоритетами размещаются в соответствии с последовательностью поступления в список. Каждый транзакт в СТС может находиться или в активном состоянии (то есть просматриваться ПУМ в данный момент модельного времени), или в состоянии задержки.

В начальный момент (при выполнении оператора управления SТАRТ, который начинает фазу интерпретации GPSS-модели) ПУМ обращается ко всем блокам GЕNЕRАТЕ модели. Каждый из этих блоков планирует момент появления транзактов и заносит их в СБС, после чего ПУМ обращается к СТС. Так как в этом списке пока что отсутствуют транзакты, то ПУМ просматривает СБС и выбирает из него все транзакты, запланированные на ближайший момент времени и переносит их в СТС, после чего пытается продвинуть первый транзакт этого списка по блокам модели. Если перемещение транзакта было задержано по какой-либо причине, не связанной с блоком АDVANCE, то он остается в СТС и ПУМ пробует перемещать такой транзакт из этого списка далее по блокам. Если транзакт вошел в блок АDVANCE, то планируется его выход из этого блока и транзакт переносится в СБС.

Списки текущих и будущих событий можно увидеть на экране дисплея, если выдать команду ЕVЕNTS для GPSS/РС или в окне списков для GPSS World.

В организации эффективной процедуры просмотра важен порядок просмотра транзактов, движение которых заблокировано (например, ввиду занятости некоторого ресурса). Простейшим решением является пересмотр всех заблокированных транзактов для каждого нового значения модельного времени и выбор тех, для которых сняты условия блокировок. Если моделируемая система перегружена, то этот способ с точки зрения затрат компьютерного времени невыго­ден, так как каждый транзакт пересматривается многократно до того, как выйдет из состояния блокирования.

Если причина перевода транзактов в состояние блокирования – состояние определенного ресурса системы в данный момент времени, то намного более эффективным является способ обработки, по которому заблокированные по этой причине транзакты вообще не пересматриваются до тех пор, пока не изменится состояние соответствующего ресурса. Такой способ может быть реализован, например, регистрацией для каждой единицы ресурса транзактов, движение которых заблокировано ввиду состояния именно этого ресурса в данный момент времени. В момент, когда изменяется состояние этого ресурса, необходимо сразу же просмотреть транзакты, которые этого ожидают, и продолжить их обработку.

Если транзакты находятся в активном состоянии, то процедура просмотра пытается переместить их к следующим блокам. Если перемещение транзакта блокируется каким-нибудь ресурсом ввиду его занятости, то вхождение в следующий блок невозможно и транзакт переводится в состояние задержки. Такие транзакты не просматрива­ются и размещаются в соответствующем списке задержки.

Если при обслуживании текущего активного транзакта произошло изменение состояния ресурса, пересмотр начинается сначала, и опять обслуживаются все транзакты из СТС, которые находятся в активном состоянии. Если изменение списков ресурсов не произошло, ПУМ опять обращается к СТС и проверяет, не остались ли в нем транзакты, которые необходимо обработать.

Список блокировок – это список транзактов, которые ожидают изменения состояния ресурса. Существует шесть видов таких списков, связанных с устройствами; семь видов, связанных с МКУ, и два вида, связанных с логическими ключами. С устройствами используются списки для занятых и незанятых, доступных и недоступных устройств и устройств, работающих без прерываний и с прерываниями. С МКУ используются списки для заполненного, незаполненного, пустого, непустого, доступного, недоступного МКУ и транзактов, которые могут войти в МКУ. С логическими ключами связаны списки для включенных и выключенных ключей.

Кроме двух основных списков СТС и СБС существует список прерываний (СПР), содержащий прерванные во время обслуживания транзакты, а также транзакты, вызвавшие прерывание. Список прерываний используется для организации обслуживания одноканальных устройств по абсолютным приоритетам. Это дает возможность организовать приоритетные дисциплины обслуживания транзактов в устройствах.

Список синхронизации (СС) содержит транзакты, которые на данный момент времени сравниваются. Этот список работает с транзактами, полученными с помощью блока SРLIТ, который создает транзакты-копии, принадлежащие одному семейству или ансамблю. Синхронизацию движения транзактов одного семейства выполняют следующие блоки: МАТСН (синхронизирует движение транзактов с другим блоком), АSSЕМВLЕ (собирает все транзакты-копии и выдает один начальный транзакт), GАТНЕR (собирает заданное количество транзактов и задерживает копии до тех пор, пока не соберется необходимое количество копий транзактов). Блок SРLIТ можно использовать многократно.

Остановленные процессы находятся в СБС, СС и списках блокировок.

Список пользователя (СП) содержит транзакты, выведенные пользователем из СТС с помощью блока LINK и помещенные в СП как временно неактивные (переведенные пользователем в пассивное состояние). При работе ПУМ они ей недоступны до тех пор, пока не будут возвращены пользователем в СТС с помощью блока UNLINK.

Моделирование заканчивается тогда, когда счетчик завершения, инициализированный оператором управления SТАRТ, будет сбро­шен в ноль или когда в СТС и СБС не будет ни одного транзакта.

Источник: studfile.net

Отчет в GPSS World — Урок 9

Рассмотрим пример листинга отчета СМО кассы из урока 2.

TABLE — имя гистограммы — WAIT;
MEAN — среднее значение;
STD.DEV. — среднее квадратическое отклонение.
RANGE — диапазон;
MIN. — минимальная длина;
FREQUENCY — частота;
CUM.% — процентное соотношение.
CAP. – вместимость;

5952

Источник: www.matematicus.ru