Моделювання системи обробки інформації

Для перевірки працездатності можуть бути використані наступні приклади:

а) занадто висока швидкодія процесора;

б) запуск задачі на обробку займає дуже багато часу.

У першому випадку середня довжина черги на обробку процесором буде наближатися до нуля, адже в такому випадку основний час задачі будуть знаходитися у стані запуску та аналізу оператором.

При збільшені часу запуску  завдань оператором буде збільшуватися  простій процесора та принтера, а довжина черги на обробку процесором, як в попередньому випадку, буде наближатися до нуля.

Результати перевірки  програми на контрольних прикладах  приведені в додатку Б. Із результатів  видно, що на контрольних прикладах  програма працює правильно.

 

 

3 ОТРИМАННЯ ТА ІНТЕРПРЕТАЦІЯ РЕЗУЛЬТАТІВ МОДЕЛЮВАННЯ

3.1 Планування машинного експерименту

 

Проведення тактичного планування машинного експерименту передбачає вирішення наступних  завдань:

– визначення початкових умов та їх впливу на досягнення сталого результату при моделюванні;

– забезпечення точності та достовірності результатів моделювання;

– зменшення дисперсії оцінок характеристик процесу функціонування системи, що моделюється;

– вибору правил автоматичної зупинки імітаційного експерименту.

Початкові умови у  постановці задача відсутні. Тому під час вибору початкових умов моделювання доцільно припустити, що задачі у системі відсутні, і робота починається з введення задач трьох пріоритетів оператором.

Для визначення необхідної кількості прогонів моделі й оцінки точності результатів відносно завантаженості технічних засобів спеціалізованої системи скористаємося формулою:

 

(3.1)

 

(3.2)

 

де  – табличний коефіцієнт, що відповідає необхідній достовірності результатів ;

 – ймовірність події;

 – кількість реалізацій моделі.

Для визначення необхідної кількості прогонів моделі й оцінки точності результатів відносно кількості  циклів виконання завдань у спеціалізованій  системі скористаємося формулою:

 

(3.3)

 

(3.4)

 

де  – середньоквадратичне відхилення оцінки.

Так як значення параметрів , , та нам не відомі, виконаємо 10 тестових прогонів моделі для оцінки цих параметрів. Результати цих прогонів наведено у табл. 3.1.

 

Таблиця 3.1 – Результати тестових прогонів моделюючого алгоритму

 

№
1	0,801	0,238	54	84	100
2	0,785	0,244	56	85	100
3	0,809	0,230	58	81	100
4	0,789	0,249	61	80	100
5	0,804	0,239	56	85	100
6	0,801	0,233	55	80	100
7	0,803	0,240	55	85	100
8	0,794	0,235	52	79	100
9	0,781	0,242	58	79	100
10	0,792	0,244	57	82	100

 

За результатами тестових прогонів (табл. 3.1) розрахували завантаження технічних засобів системи та середньоквадратичне відхилення оцінки кількості циклів виконання завдань нульового та першого пріоритетів:

 

(3.5)

 

(3.6)

 

(3.6)

 

(3.6)

 

Тепер, скориставшись  формулами (3.1) та (3.3) визначимо необхідну  кількість прогонів моделі:

 

(3.7)

 

(3.8)

 

(3.9)

 

(3.10)

 

Таким чином, для оцінки всіх параметрів з похибкою не більше необхідно провести прогонів алгоритму. В такому випадку значення та (кількості циклів виконання завдань нульового та першого пріоритету відповідно) будуть наближатися до їх математичного очікування.

 

3.2 Аналіз результатів моделювання

 

Оцінимо точність і адекватність отриманої моделі. Взявши до уваги те, що модель має стохастичний характер, адекватністю моделі будемо вважати її достовірність:

 

(3.11)

 

де  – параметр, що необхідно оцінити;

 – отримане значення параметру (оцінка його математичного очікування).

Оскільки достовірність й похибка задані в постановці задачі, будемо говорити про адекватність моделі у випадку, коли вона задовольняє (3.11). Тоді можемо оцінимо точність отриманих результатів за формулами (3.2) та (3.4):

 

(3.12)

 

(3.13)

 

(3.14)

 

(3.15)

 

Підставивши ці результат до (3.11) отримаємо:

 

(3.16)

 

(3.17)

 

(3.18)

 

(3.19)

 

Таким чином, похибка  оцінки усіх величин менше заданої похибки з імовірністю . Це означає, що побудована модель є адекватною.

 

 

ВИСНОВКИ

 

 

Метод імітаційного моделювання  – ефективний засіб проектування, синтезу й аналізу складних систем. Значне спрощення й прискорення процесу розробки імітаційних моделей систем та їх програмної реалізації досягається при використанні спеціальних мов моделювання і особливо пакетів програмної імітації. В даній роботі в якості основного засобу для розробки моделей систем, обрано пакет моделювання GPSS.

В ході даної курсової роботи було вирішено задачу визначення коефіцієнтів завантаження технічних засобів інформаційно-обчислювальної системи й підраховано кількість циклів виконання задач різного пріоритету, вирішено задачу тактичного планування машинних експериментів й оцінено точність та достовірність отриманих результатів.

Результати роботи можуть бути використані під час розв’язання  задач проектування, аналізу, планування розвитку та синтезу систем подібної структури. Архітектура об’єкта дослідження достатньо розповсюджена, тому діапазон використання результатів даної задачі достатньо широкий.

Отримані в ході роботи оцінки мають відносно невелику похибку, але для досягнення прийнятних результатів  необхідно провести більше тисячі експериментів з моделлю. В результаті моделювання інформаційно-обчислювальна система показала невисоку ступінь завантаженості технічних засобів. Для покращення якості функціонування системи доцільно збільшити кількість операторів, які будуть проводити запуск та аналіз задач. В такому випадку ресурси процесора будуть використовуватися у повній мірі.

 

 

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

 

 

1. Моделирование в GPSS World [Електронний ресурс] / В. Д. Боєв, Р. П. Сипченко. – Режим доступу : http://www.intuit.ru/department/calculate/compmodel/6.

2. Список операторов OpenGPSS [Електронний ресурс]. – Режим доступу : http://www.simulation.kiev.ua/ index_en.php?menu=help.

3. Томашевський, В. М. Моделювання систем [Текст] / В. М. Томашевський. – К.: Видавнича група BHV, 2005. – 352 с.

4. Советов, Б. Я. Моделирование систем [Текст] / Б. Я. Советов, С. А. Яковлев. – М.: Высшая школа, 2001. – 343 с.

5. Кудрявцев, Е. М. GPSS World. Основы имитационного моделирования различных систем [Текст] / Е. М. Кудрявцев. – М.: ДМК Пресс, 2004. – 320 с.

6. Майоров, С.А. Основы теории вычислительных систем [Текст] / Під ред. С.А. Майорова. – М.: Высшая школа, 1998. – 408 с.

7. Конспект лекцій з дисципліни «Математичне моделювання» для студентів напряму підготовки 6.050201 – Системна інженерія [Текст] / упор. В. В. Безкоровайний. – Харків : ХНУРЕ, 2010 – 116 с.

8. Методичні вказівки до курсової роботи з дисципліни «Математичне моделювання» для студентів напряму підготовки 6.050201 – Системна інженерія [Текст] / упор. В. В. Безкоровайний. – Харків : ХНУРЕ, 2011. – 44 с.

9. ДСТУ 3008-95. Документація. Звіти в сфері науки і техніки. Структура і правила оформлення [Текст]. – К. : Держстандарт України, 1995. – 36 с.

10. ГОСТ 7.1–2003. Бібліографічний запис. Бібліографічний опис. Загальні відомості та правила складання [Текст]. – К. : Держспоживстандарт України, 2007. – 47 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Додаток А

 

 

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

 

 

ЗАТВЕРДЖУЮ

Керівник курсової роботи,

проф. кафедри системотехніки

____________ В. В. Безкоровайний

(підпис, дата)

 

 

 

 

ПРОГРАМА МОДЕЛЮВАННЯ

СПЕЦІАЛІЗОВАНОЇ ОБЧИСЛЮВАЛЬНОЇ СИСТЕМИ

 

Опис програми

 

АРКУШ ЗАТВЕРДЖЕННЯ

ГЮИК.503200.117–01 13 01–1

 

Аркушів    4   

 

 

 

Студент групи  СІ–10–1 

(назва групи)

Чумак Д. О. 

(підпис, дата, прізвище, ініціали)

 

 

 

 

 

 

2012

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

 

 

ЗАТВЕРДЖУЮ

ГЮИК.503200.117–01 13 01–1–ЛУ

 

 

 

 

 

 

 

ПРОГРАМА МОДЕЛЮВАННЯ

СПЕЦІАЛІЗОВАНОЇ ОБЧИСЛЮВАЛЬНОЇ СИСТЕМИ

 

Опис програми

 

ГЮИК.503200.117–01 13 01–1

 

Аркушів    4   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2012

А.1 ТЕКСТ ПРОГРАМИ