МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ И МАТЕМАТИКИ
(Технический университет)

Кафедра ИТАС

Отчет по лабораторной работе №1

По предмету «Разработка САПР»

По теме
«МОДЕЛИРОВАНИЕ МНОГОФАЗНОЙ ЗАМКНУТОЙ САПР С РАВНОМЕРНЫМИ ПОТОКАМИ »

Выполнил студент
группы АП-82
Лукьянов Д.В. 

Москва 2010
Постановка задачи
Требуется смоделировать работу замкнутой САПР с равномерным законом поcтyпления задач (требований) на решение, для которых справедливы следующие гипотезы: поcтyпление одного требования в систему на обслуживание не зависит от постyпления другого (отсутствие последействия); в систему одновременно никогда не поступает два или более требований (поток ординарный); вероятность постyпления требований зависит только от продолжительности периода наблюдения, а не от принятого начала отсчета времени (поток требований стационарный). Задачи последовательно решаются на двух ЭВМ, а часть задач с заданной вероятностью после корректировки возвращается в систему для повторного решения. На основе моделирования необходимо найти время обслуживания заявок в ЭВМ и плоттере, достаточное для обеспечения заданных минимальных коэффициента использования, изменяя в программе время обслуживания. Проанализировать как влияет увеличение вероятности возврата задач на загрузку ЭВМ.

Пример моделирования
Задачи в САПР подготавливают и решают в САПР пользователи, создающие поток задач с интервалом 40 ± 1 минут с равномерным законом распределения. Среднее время решения задачи на первой ЭВМ составляет 11 минут с возможным отклонением ± 3 минуты. Среднее время обработки результатов решения на первой ЭВМ и подготовки данных для второй ЭВМ составляет 40 минут с возможным отклонением ±5 минут.   Затем задачи поступают на вторую ЭВМ, среднее время решения на которой второй части работы составляет 14 минут с возможным отклонением ± 8 минуты.   
6% задач после корректировки, которая занимает в среднем 10 минут ±3 минуты, возвращается на доработку на первую ЭВМ. Решенные задачи поступают на печать результатов проектирования, среднее время которой  составляет 8 минут с возможным отклонением ± 1 минуты.   
 Требуется определить основные характеристики системы "пользователи - САПР": коэффициенты использования ЭВМ; среднее время обслуживания задач на  ЭВМ; максимальную и среднюю длину очередей задач, ожидающих обслуживания ЭВМ; общее число задач, выполненных пользователями в течение 8 часов; среднее время пребывания задач в очередях на обслуживание. 

Выявленне основных особенностей. САПР является замкнутой (часть задач после обслуживания возвращается в систему) и четырехфазной (каждая задача проходит четыре фазы обслуживания: одну фазу подготовки и три фазы решения). 

Создание имитационной модели
Моделирование потока задач производится с помощью оператора GENERAТЕ. 
	GENERATE 	40,1 
Далее задача встает в очередь для решения на первой ЭВМ. Это событие моделируется оператором QUEUE, который в совокупности с соответствующим оператором DEPART собирает статистическую информацию о работе моделируемой очереди: 
	АVТО QUEUE 	RESH1 
В поле операнда А дается символическое имя очереди – RESH1. Следуя логике, задача может выйти из очереди только тогда, когда освободится ЭВМ1. Для этого вводится оператор SEIZE, который определяет занятость ЭВМ1, и при ее освобождении очередная задача выходит из очереди и поступает на решение ЭВМ1: 
	SEIZE 	EWMl 
В поле операнда А дается символическое имя канала обслуживания EWMl.
Выход задачи из очереди фиксируется оператором 
	DEPART 	RESH1 
Далее моделируется время решения на ЭВМ1 в течение 11 ± 3 минуты: 
	ADVANCE 	11,3 
После решения посылается сообщение об освобождении ЭВМ1: 
	RELEASE 	EWM1 
Затем результаты решения на ЭВМ1 подвергаются обработке в течение 40 минут с возможным отклонением ±5 минут, что моделируется оператором 
	ADVANCE 	40,5 
К второй ЭВМ (ЭВМ2) также возможна очередь, поэтому задача встает в очередь к ней: 
	QUEUE 	RESH2 
В поле операнда А указано символическое имя очереди – RESH2. Задача может выйти из очереди только тогда, когда освободится. Для этого вводится оператор, который определяет занятость ЭВМ2, и при ее освобождении очередная задача выходит из очереди и поступает на решение в ЭВМ2: 
	SEIZE 	EWM2 
В поле операнда А указано символическое имя канала обслуживания - 
EWM2. 
Выход задачи из очереди на ЭВМ2 фиксируется оператором 
	DEPART 	RESH2 
Далее моделируется время решения задачи на ЭВМ2 течение 14 ±8 минут: 
ADVANCE 14,8 
После  решения задачи на ЭВМ2 системе посылается сообщение об  ее освобождении: 
RELEASE  EWM2 
Возвращение части задач  в систему моделируется оператором перехода в режиме вероятностной передачи требований: 
TRANSFER   0.06,MET2,MET1 
Метка MET1 определяет оператор, к которому направляется задача с вероятностью 0.06. С вероятностью 0.94 задача передается на блок с меткой MET2.
Время возвращения части задач на доработку моделируется оператором  
MET1          ADVANCE 10,3
Безусловный переход на повторное решение производится оператором  TRANSFER   ,AVTO
Занятие очереди к плоттеру производится с помощью оператора
MET2        QUEUE    PECH.
Занятие плоттера     SEIZE    PLOTT.
Освобождение очереди к плоттеру DEPART  PECH.
Печать на плоттере ADVANCE   15,4.
Освобождение плоттера    RELEASE    PLOTT.
Поступление задач в систему производится до тех пор, пока время моделирования не превысит времени моделирования системы. Определение времени моделирования основано на использовании модели измерения времени, состоящей из трех операторов: 
	GENERA ТЕ 	480 
	TERМINATE 	1 
	START 	1 

Имитационная модель четырехфазной замкнутой САПР:

	GENERATE	40,1
AVTO	QUEUE	RESH1
	SEIZE	EWM1
	DEPART	RESH1
	ADVANCE	11,3
	RELEASE	EWM1
	ADVANCE	40,5
	QUEUE	RESH2
	SEIZE	EWM2
	DEPART	RESH2
	ADVANCE	14,8
	RELEASE	EWM2
	TRANSFER	0.06,MET2,MET1
MET1	ADVANCE	10,3
	TRANSFER	,AVTO
MET2	QUEUE	PECH
	SEIZE	PLOTT
	DEPART	PECH
	ADVANCE	15,4
	RELEASE	PLOTT
	TERMINATE
	GENERATE	480
	TERMINATE	1
	START	1

Представление имитационной модели в системе GPSSW. Выберем  опцию New из пункта File главного меню. Появится диалоговое окно Новый документ. Выберем пункт Model. Появится окно модели, в которое введем рассмотренную выше программу. 
Подготовка к моделированию системы. 
Перед началом моделирования установим вывод нужных параметров моделирования. для этоro выберем опцию Settings (Установкн) из пункта Edit главноro меню. Появится диалоroвое окно, в котором установим нужные выходные данные. Наличие галочек в окошках говорит о том, что по окончании моделирования будет выведена информация о функционировании каналов обслуживания (Facilities) и очередей (Queues) - рис. 1.

Рис. 1. Установка выходных параметров

Моделирование системы. После создания имитационной модели необходимо ее oттpанслировать и зaпycтить на выполненне. Для этого нужно выбрать опцию Create Simulation (Произвести моделирование) из пyнктa Command главного меню. Поскольку в имитационной модели имеется управляющая команда START, исходная модель будет транслироваться и, если в ней нет ошибок, начнется процесс моделирования системы. Результаты моделирования появятся в окне Report.

Вывод системы:

              GPSS World Simulation Report - Untitled Model 1.14.1

                   Tuesday, May 04, 2010 23:13:28  

           START TIME           END TIME  BLOCKS  FACILITIES  STORAGES
                0.000            480.000    23        3          0

FACILITY         ENTRIES  UTIL.   AVE. TIME AVAIL. OWNER PEND INTER RETRY DELAY
 EWM1                11    0.255      11.111  1        0    0    0     0      0
 EWM2                10    0.250      12.016  1        0    0    0     0      0
 PLOTT               10    0.297      14.251  1       11    0    0     0      0

QUEUE              MAX CONT. ENTRY ENTRY(0) AVE.CONT. AVE.TIME   AVE.(-0) RETRY
 RESH1               1    0     11     11     0.000      0.000      0.000   0
 RESH2               1    0     10     10     0.000      0.000      0.000   0
 PECH                1    0     10     10     0.000      0.000      0.000   0

Расшифровка основных результатов. 

Общая информация о функционировании системы: 
START TIМE (начальное время моделирования, мин.) - 0.000; 
END TIМE (конечное время моделирования, мин.) - 480.000;
 BLOCKS (число блоков, тт.) -23;
FACILIТIES (число каналов обслуживания, шт.) - 3; 
STORAGES (число накопителей, шт.) - О. 
Функционирование ЭВМ1,  ЭВМ2 и PLOTT  соответственно: 
ENTRIES (число обслуженных задач, шт.) – 11, 10 и10; 
UТIL. (коэффициент использования ЭВМ и плоттера) - 0.255, 0.250 и 0.297; 
АVЕ. ТIME (среднее время обслуживания одной задачи, мин.) 11.111,  12.016 и 14.251. 
Функционирование очередей под именами RESH1, RESH2 и PECH соответ- 
ственно: 
МАХ (максимальное число задач в очереди, шт.) – 1, 1 и 1; 
АVE.CONТ. (среднее число задач в очереди, шт.) - 0.000, 0.000 и 0.000; 
АVЕ. ТIME (среднее время ожидания задач в очереди, мин.) 0.000, 0.000 и 0.000.