ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Моделирование вычислительных систем и сетей из "Основы теории и проектирования САПР " На системном уровне не удается формализовать получение ММС в той же мере, как на более низких уровнях из-за разнообразия характеристик систем, требований пользователей, принятых допуще-яий. Разработанная пользователем ММС описывается на языке моделирования. Известно большое число языков моделирования, имеющих ту или иную специализацию и отражающих определенные концепции моделирования. Программно-методические комплексы анализа вычислительных систем и сетей являются языковыми процессорами для реализации ММС, представленных на языке моделирования. [c.88] Аналитические модели систем массового обслуживания. Аналитическая модель СМО представляет собой совокупность явных зависимостей выходных параметров, образующих вектор Y, от векторов внутренних X и внешних Q параметров. Вектор X составляют параметры обслуживающих аппаратов, вектор Q — параметры входных потоков заявок. [c.88] Поэтому большинство практических задач анализа ВС и сетей не удается решать в должном объеме на основе аналитических. моделей. Аналитические модели используются для ориентировочных оценок свойств проектируемых систем на начальных стадиях проектирования и в качестве макромоделей отдельных фрагментов ВС при их имитационном моделировании. [c.88] Имитационные модели систем массового обслуживания. Имитационная модель СМО, называемая сетевой имитационной моделью (СИМ), состоит из моделей элементов, в качестве которых фигурируют источники входных потоков заявок, устройства, памяти и узлы. [c.89] Модель источника входного потока заявок представляет собой алгоритм, по которому вычисляются моменты появления заявок. Источники могут быть независимыми и зависимыми. Модель независимого источника обычно реализует алгоритм выработки значений случайной величины, распределенной по заданному закону. Такой случайной величиной является промежуток времени между появлениями двух соседних заявок. В зависимых источниках заявка вырабатывается при поступлении на некоторый вход другой заявки, называемой синхронизирующей. Каждый источник вырабатывает заявки одного типа и определенного приоритета. [c.89] Модель устройства представляет собой алгоритм выработки значений интервалов обслуживания. Чаще всего это алгоритм генерации значений случайной величины, распределенной по заданному закону. В модели для каждого типа заявок могут быть установлены свои законы распределения. Кроме того, модель устройства отражает заданную дисциплину обслуживания, так как в нее входит алгоритм, управляющий очередями в соответствии с дисциплиной обслуживания и приоритетами поступивших заявок. [c.89] Модель памяти представляет собой алгоритм определения объема памяти, требующегося для обслуживания заявки. Объем памяти определяется как реализация случайной величины, причем закон распределения и его параметры зависят от типа заявки. Параметры памяти — объем (емкость) и дисциплина обслуживания. Заявка, поступившая в память, занимает вычисленный объем и продолжает движение в СИМ вплоть до встречи со специальным элементом освобождения памяти. [c.89] Модель узла используется для отображения маршрутов движения заявок в СИМ, связей между элементами этой модели. Узлы могут быть нескольких типов и применяться для направления заявок по определенному или случайно выбираемому маршруту в зависимости от типа заявки или выполнения некоторых условий разделения потока заявок на части объединения заявок друг с другом изменения параметров заявок. [c.89] Имитация заканчивается, когда текущее время превысит заданный отрезок времени или когда входные источники выработают необходимое число заявок. После этого подсчитываются выходные параметры по данным, накопленным в процессе имитации. [c.90] Анализ методом имитационного моделирования занимает много машинного времени, а разработка СИМ требует значительных затрат ручного труда инженеров. Однако универсальность метода делает его основным инструментом автоматизированного анализа вычислительных систем и сетей. [c.90] Языки имитационного моделирования. Языки имитационного моделирования служат для представления сетевых имитационных моделей и алгоритмов моделирования. Для этого можно использовать универсальные алгоритмические языки типа ПАСКАЛЬ или ФОРТРАН, однако получающиеся при этом программы оказываются излишне громоздкими, длительность их разработки может превысить разумные пределы. Поэтому применяются проблемно-ориентированные языки имитационного моделирования — общецелевые и специализированные. [c.90] Специализированные языки ориентированы на анализ более узких классов систе.м. Например, для моделирования вычислительных систем разработан язык МПЛ/ВС. Большая степень специализации сужает область применимости языка, но позволяет для ограниченного круга задач достичь наибольшей эффективности в разработке и исполнении программ. Стремление объединить положительные свойства универсальных и проблемно-ориентированных языков привело к разработке алгоритмического языка СИМУ-ЛА—67, включающего в себя как составную часть алгоритмический язык АЛГОЛ-60 и средства описания СМО. [c.90] Графическое изображение сети Петри удобно для восприятия и легко преобразуется в исходную программу имитационного моделирования. Для кодирования применяются специальные языки сетей Петри и общецелевые языки имитационного моделирования. [c.91] Отличия от предыдущего случая в том, что аргументом является случайная величина (признак RN1), равномерно распределенная в диапазоне [О, 1], функция непрерывная (признак С), заданная таблично четырьмя узловыми точками (О, 5),. .., (5,14.2). [c.92] Алгоритм имитационного моделирования. Основной метод организации вычислений при имитационном моделировании СМО—событийный. Сущность событийного метода заключается в отслеживании на модели последовательности событий в том же порядке, в каком они происходили бы в моделируемой системе. Вычисления проводятся только для тех моментов рремени и частей модели, к которым относятся соверщаемые события, т. е. обращений к моделям обслуживающих аппаратов (ОА), на входах которых не было изменений, не производится. Это обусловливает экономичность событийного метода по затратам машинного времени. [c.94] В алгоритме событийного моделирования модельное время обычно принимается дискретным, шаг дискретизации выбирается из требований точности расчета выходных параметров. Используется несколько информационных массивов списки текущих (СТС) и будущих (СБС) событий, массивы заявок (М3), очередей (ОМ), параметров (МП). [c.94] Моделирование начинается с просмотра операторов генерирования заявок, т. е. с обращений к моделям источников заявок. Для каждого независимого источника такое обращение позволяет рассчитать момент генерации первой заявки. Этот момент вместе с именем — ссылкой на заявку — заносится в СБС, а сведения о заявке— в М3. Сведения о заявке включают в себя имя заявки, значения ее параметров (атрибутов), место появления или нахождения заявки в СИМ. В СБС события упорядочиваются по возрастанию моментов совершения. [c.94] Вернуться к основной статье