Моделирование устройства обработки и сжатия данных. Гукасян К.А вариант 2. Фгбоу впо бгпу им. М. Акмуллы Институт профессионального образования и информационных технологий Кафедра информационных систем и технологий Направление 09. 03. 02 Информационные системы и технологии Группа
 Скачать 1.23 Mb.
|
Глава 2. РАЗРАБОТКА КОМПЬЮТЕРНОЙ УСТАНОВКИ2.1. Техническое задание по ГОСТу 34.601-90 1. Общие сведения Настоящее Техническое задание (ТЗ) составлено в соответствии с ГОСТ 34.602-89 «Техническое задание на создание автоматизированной системы». 1.1. Полное наименование системы и ее условное обозначение 1.1.1. Полное наименование системы – компьютерная установка обработки и сжатия данных в виде имитационной модели. 1.1.2. Краткое наименование системы – УОиСД. 1.2. Наименования предприятий разработчиков 1.2.1. Разработчиком является студент 3 курса ИПОИТ Гукасян К.А, д.ф. – м.н., проф. Маликов Р.Ф 1.3. Основание для разработки Курсовая работа, направленная на проектирование имитационной модели на языке GPSS. 1.4. Плановые сроки работ 1.4.1. Начало работ по созданию системы – 20 января 2017 г. 1.4.2. Первый этап– 20 января 2017 г. – 20 февраля 2017 г. 1.4.3. Второй этап– 21 февраля 2017 г. – 20 апреля 2017 г. 1.4.4. Третий этап – 20 апреля 2017 г. – 1 мая 2017 г. 1.4.5. Выполнение работ по развитию имитационной модели и поддержке ее функционирования планируется на протяжении всего жизненного цикла и сроками не ограничивается. 1.5. Нормативно-правовая база Вопросы разработки, внедрения и использования УОиСД регулируются совокупностью актов, образующих нормативно-правовую базу УОиСД 2. Назначение и цели создания системы 2.1. Назначение системы 2.1.1. УОиСД предназначена для обработки и сжатия данных 2.2. Цель создания системы Целью создания УОиСД является имитация компьютерной установки обработки и сжатия данных. 3. Характеристика объекта информатизации 3.1. Объект информатизации: . 3.2. Характеристика текущего уровня информатизации 3.2.1. Транспортная система обладает постоянно изменяющимися и движущимися информационными ресурсами. Информационные ресурсы слабо систематизированы, существенно разрознены, как логически, так и физически. 3.2.2. Информация о транспортной системе слабо представлена для доступа по телекоммуникационным каналам. 4. Требования к системе 4.1. Основные задачи, подлежащие реализации в УОиСД 4.1.1. Задачи, подлежащие реализации в УОиСД, разделяются на две категории: задачи обеспечения функционирования и информационные задачи. Решение задач обеспечения функционирования носит первостепенный характер и должно обеспечить базу для решения информационных задач. 4.1.2. К задачам обеспечения функционирования относятся: Выбор среды программирования для разработки имитационной модели. Установка и настройка базового программного обеспечения. Разработка УОиСД 4.1.3. К задачам информационного обеспечения относятся: Получение отчета в GPSSW Реализация задачи в расширенном редакторе GPSSW Получение графиков в редакторе форм GPSSW Вывод 4.2. Требования к информационному обеспечению 4.2.1. Информационное обеспечение УОиСД: данные о программных продуктах 5. Состав работ по созданию системы 5.1. Работы по созданию УОиСД проводятся в три этапа (см. раздел 1.4 настоящего технического задания): на первом этапе разрабатывается структура модели, на втором этапе выполняется программная разработка модели, на третьем этапе производится тестирование и отладка. 6. Порядок контроля и приемки системы 6.1. Приемка и оценка работ, выполненных в соответствии с настоящим техническим заданием осуществляется комиссией, включающей представителей Заказчика и Разработчика. 6.2. По результатам приемо-сдаточных работ оформляется Акт сдачи-приемки. 7. Требования к документированию 2.2. Построение компьютерной установки в расширенном редакторе GPSS Структурная схема СМО В расширенном редакторе GPSS World был создан новый проект с названием «Устройство сжатия и обработки информации». Ниже представлена созданная схема устройства:  Рисунок 1 – Схема GPSS-модели Ниже подробнее опишем каждый вид созданных ТЭБов. ТЭБ «Объявления блоков» GPSS-модель данного блока содержит объявления устройств и очередей, т.е. данный блок не связан с физическими сущностями имитируемой системы.  Рисунок 2 – GPSS-модель блока ТЭБ «Поступление информации с источника» Данный вид ТЭБов имитирует процесс поступления блоков данных из источников информации. С каждого источника данные поступают с разной частотой. ТЭБ такого типа имеет один выход, который соединяется с блоком отбраковки данных.  Рисунок 3 – Входы и выходы ТЭБа  Рисунок 4 – GPSS-модель ТЭБа ТЭБ «Отбраковка данных» Данный ТЭБ имитирует процесс отбраковки данных. В ходе работы 20% всех данных, полученных от источника, отбраковываются и не идут к блоку сжатия. При этом данные, полученные с разных источников, обрабатываются блоком отбраковки с разной скоростью. ТЭБ имеет один вход и выход, вход подключается к источникам информации, выход – к блоку сжатия данных.  Рисунок 5 – Входы и выходы блока  Рисунок 6 – GPSS-модель блока ТЭБ «Сжатие данных» Данный блок имитирует процесс сжатия полученных после отбраковки данных. Сжатие для данных от разных источников происходит так же с разной скоростью. Вход блока подключен к блоку отбраковки, выход – к блоку обработки данных.  Рисунок 7 – Входы и выходы блока  Рисунок 8 – GPSS-модель блока ТЭБ «Обработка данных» Данный ТЭБ имитирует процесс обработки сжатых данных и передачу в выходную линию. Вход блока подключен к блоку сжатия данных, выхода данный блок не имеет. В данном блоке также содержится метка, в которую переходят все транзакты, которые были «отброшены» в ходе отбраковки и сжатия, и команды старта имитации.  Рисунок 9 – Входы и выходы блока  Рисунок 10 – GPSS-модель блока 2.3. Разработка пользовательского интерфейса в редакторе форм Настроим Ввод данных. Для этого на панели инструментов перейдем во вкладку Формы -> Ввод данных.  Рисунок 11 – панель инструментов Выберем Тип дерева: Дерево текста модели.  Рисунок 12 – Тип дерева Выберем Поступление информации с источника А и перетащим в рабочую область.  Рисунок 13 – Настройка дерева текста Выберем Поступление информации с источника Б и перетащим в рабочую область.  Рисунок 14 – Настройка дерева текста Выберем Поступление информации с источника А и перетащим в рабочую область.  Рисунок 15 – Настройка дерева текста Добавим две надписи. Для этого на панели инструментов нажмем на значок Надпись.  Рисунок 16 – панели инструментов Добавим 3 надписи и переименуем их в разделе свойств.  Рисунок 17 – Разработка интерфейса свойств  Рисунок 18 – Разработка интерфейса свойств  Рисунок 19 – Разработка интерфейса свойств  Рисунок 20 – Настройка ввода данных Таким же образом добавим надписи наименование курсовой работы Моделирование устройства обработки и сжатия данных, Сжатие данных и Обработка данных.  Рисунок 21 – Настройка ввода данных В редакторе форм через меню Форма – Ввод данных оформляется окно ввода данных. Анализ задачи показывает, что входными параметрами являются: - Поступление информации с источника А; - Поступление информации с источника Б; - Поступление информации с источника В; - Сжатие данных; - Обработка данных; Осуществляется простым перетаскиванием мышью из Поступление информации с источника А (10)GENERATE в рабочее поле окна ввода. Аналогично проводятся и следующие входные параметры.  Рисунок 22 – Окно ввода входных параметров модели Добавим изображение. Команда Изображение позволяет вводит пользователю любые фоновые рисунки. Для этого на панели свойств выберем команду Изображение и перетащим в рабочую область. Далее на панели свойств добавим изображении с нашего компьютера.  Рисунок 23 – Разработка интерфейса свойств  Рисунок 24 – Ввод данных Форма "динамики хода эксперимента" открывается командой "Формы/Динамика хода эксперимента". Она позволяет пользователю оперативно следить за изменением ключевых показателей в ходе прогона модели а также по результатам моделирования пронаблюдать изменения показателей на форме в хронологическом порядке. При формировании формы Динамика хода эксперимента пользователь может использовать все базовые инструменты, которые он использовал и при оформлении формы Ввода данных. Это надписи, группы, вкладки, изображения. При переходе к форме динамики хода эксперимента на панели инструментов высвечивается кнопка График  . Рисунок 25 – Разработка интерфейса свойств После заполнения свойств, получаем результат.  Рисунок 26 – Динамика хода экспериментов Выберем Тип дерева: Дерево объектов для мониторинга  Рисунок 27 – Панель тип дерева Создадим надписи для трёх BUF: Текущее количество транзактов в очереди. И надписи для трёх BLOCK: Загруженность устройства, Признак доступности устройства.  Рисунок 28 – Динамика хода экспериментов Установим параметры BUF1, BUF2, BUF3, BLOCK1, BLOCK2, BLOCK3.  Рисунок 29 – Дерево объектов мониторинга очереди  Рисунок 30 – Дерево объектов мониторинга устройств Результат Динамики хода эксперимента.  Рисунок 31 – Результат динамики хода экспериментов 2.4. Проведение компьютерного моделирования по обработке и сжатия данных В ходе моделирования были получены следующие результаты:  Рисунок 32 – Отчет по устройствам  Рисунок 33 – Отчет по очередям Одно из преимуществ расширенного редактора GPSSW – возможность создавать графики изменения различных показателей СМО, что позволяет получить результаты в более наглядном виде. Ниже представлен ряд различных графиков, полученных в результате моделирования.  Рисунок 34 – Среднее время, проводимое в очереди на отбраковку данных  Рисунок 35 – Среднее время, проводимое в очереди на сжатие данных  Рисунок 36 – Среднее время ожидания обработки данных  Рисунок 37 – Загруженность блока отбраковки данных  Рисунок 38 – Загруженность блока сжатия данных  Рисунок 39 – Загруженность блока обработки данных 2.5. Анализ результатов моделирования Таблица 1 – Эксперимент №1
Таблица 2 – Эксперимент №2
Таблица 3 – Эксперимент №3
Таблица 4 – Эксперимент №4
Таблица 5 – Эксперимент №5
Таблица 6 – Результаты моделирования
Ниже представлены графики, отображающие динамику основных показателей. Слева представлены результаты моделирования эксперимента №1, справа – эксперимента №5.   Рисунок 40 – Загруженность блока отбраковки   Рисунок 41 – Загруженность блока сжатия   Рисунок 42 – Загруженность блока обработки   Рисунок 43 – Среднее время, проводимое в очереди на отбраковку   Рисунок 44 - Среднее время, проводимое в очереди на сжатие   Рисунок 45 - Среднее время, проводимое в очереди на обработку Вывод по главе 2 Исходя из анализа полученных результатов можно сделать вывод о том, что увеличение времени, затрачиваемого устройством на отбраковку, сжатие и обработку незначительно увеличивает загруженность устройства и заметно увеличивает среднее время, проводимое транзактами в очереди. Как видно из полученных графиков, процессы сжатия и обработки данных не могут обработать все входящие данные, и они, как итог, находятся в очереди, ожидая освобождения ресурсов. Блоки сжатия и обработки данных заняты на 100%, что наводит на мысль о том, что одним из узких мест системы является скорость сжатия и обработки данных. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||