Читайте также:
|
Машинные программы ИМ относятся к высшей категории сложности. Написание и отладка таких программ требуют значительного времени и высокой квалификации программистов. В связи с этим большое внимание уделяется разработке или правильному подбору подходящих средств программирования. За сравнительно небольшой срок в области машинного моделирования произошел скачок, который был обусловлен потребностью в принципиально новом методе исследования и развитием средств вычислительной техники и который в первую очередь выразился в увеличении количества специализированных языков имитационного моделирования (ЯИМ). Среди них можно выделить несколько исторически сложившихся групп ЯИМ.
Первая группа ЯИМ подразумевает наличие списка событий, отличающих моменты начала выполнения операций. Продвижение времени осуществляется по событиям, в моменты наступления которых производятся необходимые операции, включая операции пополнения списка событий. Примером языка событий является язык SIMSCRIPT, созданный на основе алгоритмического языка FORTRAN.
При использовании ЯИМ второй группы после пересчета системного времени, в отличие от схемы языка событий, просмотр действий с целью проверки выполнения условий начала или окончания какого-либо действия производится непрерывно. Просмотр действий определяет очередность появления событий. Языки данного типа имеют в своей основе поисковый алгоритм, и динамика системы описывается в терминах действий. Примером языка действия является ЯИМ FORSIM, представляющий собой пакет прикладных программ на языке FORTRAN-IV.
Третья группа ЯИМ описывает системы, поведение которых определяется процессами. В данном случае под процессом понимается последовательность действий, связь между которыми устанавливается с помощью набора специальных отношений. Динамика заложена в независимо управляемых программах, которые в совокупности составляют программу процесса. Пример языка процессов – язык SIMULA, являющийся расширением языка ALGOL.
В отдельную группу могут быть выделены ЯИМ типа GPSS (General Purpose Simulation System), хотя принципиально их можно отнести к группе языков процессов. Язык GPSS представляет собой интерпретирующую языковую систему, применяющуюся для описания пространственного движения объектов. Такие динамические объекты в языке GPSS называются транзактами (событиями) и представляют собой элементы потока. В процессе имитации транзакты «создаются» и «уничтожаются». Функцию каждого из них можно представить как движение через модель с поочередным воздействием на ее блоки. Функциональный аппарат языка образуют блоки, описывающие логику модели и управляющие движением транзактов. Созданная GPSS-программа, работая в режиме интерпретации, генерирует и передает транзакты из блока в блок в соответствии с правилами, устанавливаемыми блоками. Каждый переход транзакта приписывается к определенному моменту системного времени.
При анализе эффективности использования для моделирования конкретной системы того или иного ЯИМ выделяют несколько важных свойств языков:
- возможность описания структуры и алгоритмов поведения исследуемой системы в терминах языка;
- простота применения для построения модели, ее машинной реализации и обработки результатов моделирования;
- предпочтение, обычно отдаваемое языку, который ему более знаком или который обладает большей универсальностью.
При этом, естественно, большее количество команд ЯИМ обеспечивает лучшие возможности при написании программы моделирования. Однако вместе с увеличением числа команд возрастают трудности использования ЯИМ, поэтому пользователь обычно отдает предпочтение языкам, обладающим большей гибкостью при минимальном количестве команд.
Перечисленные особенности ЯИМ во многом определяют возможности выбора того или иного языка для целей проведения имитационного эксперимента с моделью системы. Причем в каждом конкретном случае на выбор языка моделирования оказывают влияние многие факторы его практической реализации. Задача выбора ЯИМ должна рассматриваться как одна из комплекса задач, решаемых при автоматизации процесса моделирования систем с использованием современных ЭВМ.
Настоящее пособие посвящено рассмотрению возможностей применения языка GPSS для моделирования вычислительных систем. Этот язык с 1962 г. входит в математическое обеспечение машин фирмы IBM и в настоящее время, несмотря на свой «почтенный» возраст, не только продолжает широко использоваться, но и является одним из наиболее популярных языков имитационного моделирования. Он особенно хорошо приспособлен для исследования задач массового обслуживания. В качестве элементов этого языка были введены стандартные компоненты реальных ВС, такие как устройства, накопители, переключатели. Достаточный набор подобных компонентов и программная реализация алгоритмов их функционирования позволяют строить сложные модели, используя сравнительно простую форму их описания.
Для имитационного моделирования на персональных ЭВМ типа IBM PC применяется система программного обеспечения для имитационного моделирования на языке GPSS (СПО GPSS/PC), которая и рассматривается в данной работе.
Материал, содержащийся в учебном пособии, включает в сокращенном и методически переработанном для использования в учебном процессе виде информацию, приведенную в известных источниках по языку и системе моделирования GPSS/PC (составители пособия не претендуют на авторство по материалам, изложенным в разделах 2-4), а также описание и подробное рассмотрение разработанных авторами примеров использования данной программной среды для моделирования вычислительных систем.
Во втором разделе приводятся общие сведения о системе моделирования GPSS, внутренней организации, принципах функционирования.
Третий раздел посвящен описанию языка моделирования GPSS/PC. Рассматриваются элементы языка моделирования, блоки управления и описания транзактов, устройств, блоки для накопления статистики.
В четвертой части основное внимание уделено среде моделирования GPSS/PC и возможностям ее интерактивного взаимодействия с пользователем. Описываются основные режимы контроля за процессом моделирования, способы формирования и вывода необходимой статистической информации.
Пятая часть пособия содержит оригинальные примеры моделирования вычислительных систем с использованием языка GPSS/PC. Приведенные в ней примеры содержат описание ВС, тексты программ для моделирования, контрольные вопросы и варианты заданий и могут быть использованы при проведении лабораторных и курсовых работ по имитационному моделированию.
И, наконец, в приложения включены коды ошибок, выдаваемых интерпретатором GPSS/PC, перечень стандартных числовых атрибутов и зарезервированных слов, необходимых для написания программ, а также даны описания элементов файла статистики, формируемого в процессе моделирования.
14. Общие сведения о СПО GPSS/PС. Сообщения. Блоки. Одноканальные и многоканальные устройства. Арифметические переменные. Выражения. Функции. Очереди. Статистика.
Дата добавления: 2015-11-16; просмотров: 100 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Сущность имитационного моделирования | | | Общие сведения о системе моделирования |