Построение имитационной модели системы массового обслуживания

Введение

Процессы функционирования различных систем и сетей связи могут быть  представлены  той  или  иной  совокупностью  систем массового обслуживания (СМО) - стохастических, динамических, дискретно-непрерывных математических моделей. Исследование характеристик таких моделей может проводиться либо аналитическими  методами,  либо  путем имитационного моделирования.

Имитационная модель отображает  стохастический  процесс  смены дискретных состояний СМО в непрерывном времени в форме моделирующего алгоритма.  При его реализации на  ЭВМ  производится  накопление статистических данных по тем атрибутам модели, характеристики которых являются предметом исследований.

Сложные функции моделирующего алгоритма могут быть реализованы средствами универсальных языков программирования (Pascal,C), что предоставляет неограниченные возможности в  разработке,  отладке  и использовании модели.  Однако подобная гибкость приобретается ценой больших усилий,  затрачиваемых  на  разработку  и  программирование весьма  сложных моделирующих алгоритмов,  оперирующих со списковыми структурами данных. Альтернативой этому является использование специализированных языков имитационного моделирования.

Специализированные языки имеют средства описания  структуры  и процесса функционирования моделируемой системы, что значительно облегчает и упрощает программирование имитационных моделей, поскольку основные  функции моделирующего алгоритма при этом реализуются автоматически.

Целью курсовой  работы является построение имитационной модели системы массового обслуживания на примере конкретного задания. В качестве средства моделирования выбрана среда GPSS /W.

Объектом моделирования является: процесс обработки данных в СМО.

Для реализации поставленной цели решаются следующие вопросы:

1. Постановка задачи
2. Описание концептуальной модели
3. Алгоритмизация модели
4. Выбор языка программирования
5. Составление алгоритма работы и описание кода
6. Анализ результатов моделирования

1 Постановка задачи

На вход системы обслуживания поступает два потока требований. Первый из них пуассоновский с интенсивностью 0,2 мин-1. Во втором потоке интервалы времени распределены равномерно на отрезке [8,14] мин. Все требования проходят предварительную обработку за время, которое имеет равномерное распределение равное [4,6]  мин. Дальнейшая обработка требований происходит в одном из двух каналов обслуживания. Причём первый канал обрабатывает требования, которые находились в системе не более 9 мин. Время обслуживания требования в первом канале имеет экспоненциальное распределение со средним значением tср=8 мин, во втором - 6[pic 1]4 мин.  

Целью моделирования является:

- Построить GPSS-модель работы системы с условием работы  на протяжении 12 часов.

- Добавить в модель операторы,  обеспечивающие построение функции распределения  требований в очереди.

- Определить среднее количество требований, которые прошли через каждый канал.

-  Определить коэффициенты загрузки каналов.

Особенности данной системы:

1) система обслуживает два потока. Первый пуассоновский поток, второй с равномерным распределением

2) устройство KAN2 обрабатывает требования, которые находились в системе не более 9 минут

Процессы функционирования данной системы могут быть представлены той или иной совокупностью систем массового обслуживания (СМО).

Это объясняется тем, что используется непрерывно-стохастическая модель, элементом которой является прибор, выполняющий свою функцию при поступлении заявки (источники сообщений) .

Система массового обслуживания (СМО) - система, которая проводит обслуживание поступающих в неё требований. Обслуживание требований в СМО проводится обслуживающими приборами.

Каждая СМО состоит из определенного числа обслуживающих единиц (приборов, устройств, пунктов, станций), которые называют каналами обслуживания. Каналами могут быть линии связи, рабочие точки, вычислительные машины, продавцы и др. По числу каналов СМО подразделяют на одноканальные и многоканальные.