Система имитационного моделирования GPSS

Лабораторная работа № 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИОРИТЕТНЫХ СИСТЕМ

Цель работы: изучение принципов моделирования систем с абсолютными и относительными приоритетами.

Прерывание, освобождение и проверка одноканального устройства

PREEMPT A,B,C,D,E - захватить устройство.
A - имя или номер устройства,
B - режим прерывания (PR - приоритетный, а если не указан, то режим прерывания),
C - имя или номер блока, куда должен быть направлен прерванный транзакт,
D - номер параметра прерванного транзакта, в который записывается оставшееся время до завершения обслуживания,
E - режим удаления (RE - удаление прерванного транзакта).
В приоритетном режиме прервать обслуживание предыдущего транзакта может только транзакт с большим приоритетом. Если приоритет претендующего транзакта равен или ниже приоритета обслуживаемого транзакта, то он помещается в список задержки устройства последним в своем приоритете.
RETURN A - освободить устройство.
A - имя или номер устройства.
Проверка состояния одноканального устройства в приоритетном режиме может проводиться блоком GATE, а также с использованием логической переменной и блока TEST.

Проверка состояний сущностей и изменение движения транзакта

GATE O A,B - переместить транзакт на другой блок при выполнении условия.
O - оператор условия,
A - имя или номер сущности для проверки,
B - номер блока, куда перейти в случае не выполнения условия.
Операторы условий:
FNV - устройство недоступно,
FV - устройство доступно,
I - устройство прервано,
LS - логический ключ в состоянии SET,
LR - логический ключ в состоянии RESET,
M - активный транзакт ожидают в блоке MATCH,
NI - устройство непрервано,
NM - активный транзакт не ожидают в блоке MATCH,
NU - устройство не используется,
SE - память пуста,
SF - память заполнена,
SNE - память непуста,
SNF - память не заполнена,
SNV - память недоступна,
SV - память доступна,
U - устройство испольльзуется.

Доступность одноканальных устройств

FUNAVAIL A,B,C,D,E,F,G,H - сделать устройство недоступным.
A - имя или номер устройства,
B - режим прерывания для обрабатываемого транзакта (RE - удалить транзакт с устройства, 
    CO - продолжать обработку),
C - номер блока, в который будет направлен транзакт в режиме удаления, в момент перевода 
    устройства в недоступное состояние,
D - номер параметра транзакта, куда будет записано время оставшееся для обработки,
E - режим прерывания для транзакта, захватившего устройство (RE или CO),
F - номер блока, в который будет направлен "транзакт-захватчик" в режиме удаления, 
    в момент перевода устройства в недоступное состояние,
G - режим прерывания для транзактов, ожидающих устройство (RE или CO),
H - номер блока, в который будут направлены ожидающие транзакты в режиме удаления, 
    в момент перевода устройства в недоступное состояние.
FAVAIL A - сделать устройство доступным.
A - номер устройства.

Практическое задание

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) имеет три автоматизированных рабочих места (АРМ) и сервер, соединенных общей шиной. В локальной вычислительной сети организована распределенная обработка данных. Запросы поступают от АРМ, которые имеют свои базы данных (БД). Поступающие запросы первично обрабатываются на АРМ. С вероятностью Pi, i=1,2,3, требующаяся информация обнаруживается в БД АРМ, после чего продолжается дальнейшая обработка запроса. В противном случае необходима посылка запроса на сервер. После посылки запроса на сервер АРМ обрабатывает другие поступающие на него запросы. Получив ответ с сервера, АРМ завершает обработку запроса.

Интервалы времени поступления запросов на АРМ распределены по показательному закому со средним значением T1i (сек).

Канал передачи данных (КПД), соединяющий АРМ и сервер, не имеет накопителей и передача по нему возможна по нему только тогда, когда он свободен. Когда он занят, АРМ находится в режиме ожидания и только после освобождения канала передает запрос. При передаче данных с сервера по запросу АРМ этим данным присваивается более высокий приоритет по сравнению с поступающими на АРМ запросами. Этим обеспечивается дисциплина обслуживания "раньше пришел - раньше обслужен".

На сервере имеется два накопителя. Накопитель 1 предназначен для поступающих запросов, а второй - для передаваемых ответов на запросы. Емкость накопителя 1 ограничена Emk1 запосов, то есть поступающие с АРМ запросы могут потеряться в случае полного заполнения накопителя 1. Емкость накопителя 2 практически бесконечна, то есть ответы на запросы не теряются.

Время первичной обработки запроса, его передачи при надобности на сервер, обработки на сервере, обратной передачи на нужное АРМ и окончательной обработки на АРМ подчинено экспоненциальному закону со средними значениями соответственно T2i, T3i, T4i, T5i и T6i (сек). Значения исходных данных приведены в таблице 1.

Задача:

  1. Необходимо промоделировать функционирование ЛВС в течение 1 часа и определить:
    • рациональную емкость накопителя 1 на сервере, при которой не происходит потерь запросов с АРМ;
    • вероятность отказа в ответе на запрос с АРМ вследствие полного заполнения накопителя 1 на сервере;
    • вероятности обработки запросов, поступающих на АРМ;
    • загрузку АРМ, канала передачи данных и сервера.
  2. Модифицируйте систему. Пусть запросы с АРМ имеют относительные приоритеты, причем высший приоритет имеют запросы с АРМ1, а низший - с АРМ3. Определите изменение времени реакции ЛВС на запросы с АРМ1, АРМ2, АРМ3.
  3. Модифицируйте систему так, чтобы запросы с АРМ1 имели абсолютный приоритет, а запросы с АРМ2 и АРМ3 - относительный приоритет. Определите изменение времени реакции ЛВС на запросы с АРМ1, АРМ2, АРМ3. Укажите как изменились параметры системы из п. 1 задачи.
  4. Модифицируйте систему, добавив процесс аварийного выхода из строя АРМ. Каждый АРМ может выйти из строя при обработке очередной заявки с вероятностью Ei. Время восстановления АРМ после сбоя T7i. Определите максимальное время безаварийной работы ЛВС (все АРМ находятся в состоянии "доступно"). Данные в таблице 2.
  5. Будем считать производительностью системы - количество обрабатываемых заявок за 1 час. Определите производительность вашей системы. Используя дисперсионный анализ установите, какие параметры системы оказывают наибольшее влияние на производительность. Будем считать возможным изменение параметров системы в пределах 10% от абсолютного значения.

Таблица 1. Данные для модели.
Вариант T11, T12, T13 P1, P2, P3 T21, T22, T23 T31, T32, T33 T41, T42, T43 T51, T52, T53 T61, T62, T63
1 68, 61, 64 0.75, 0.6, 0.4 3, 3.5, 4 2.5, 3.5, 2 26, 31, 28 2.7, 3, 2.2 26, 20, 13.5
2 73, 70, 69 0.65, 0.7, 0.5 3.4, 4, 5 3.5, 2.5, 3 23, 34, 31 2.5, 3.4, 3.2 29, 24, 15
3 59, 61, 67 0.55, 0.7, 0.8 4, 4.5, 5 3.5, 4.5, 4 36, 28, 24 3.2, 3.5, 3.7 23, 18, 16.5
4 66, 62, 57 0.65, 0.7, 0.5 4.2, 3.7, 5 1.8, 2.5, 2.1 23, 29, 33 3.7, 4, 1.2 30, 25, 18
5 58, 51, 54 0.75, 0.7, 0.5 3, 2.5, 3 3.5, 2.5, 3 27, 33, 29 2.9, 4, 3.2 25, 18, 15.5
6 65, 61, 62 0.75, 0.5, 0.4 2, 3.5, 4 2.5, 3.5, 3 27, 31, 28 2.9, 3, 2.2 26, 23, 13.5
7 73, 74, 66 0.65, 0.6, 0.5 3.4, 3, 5 4.5, 3.5, 3 27, 34, 31 2.7, 3.4, 3.2 29, 20, 14
8 57, 61, 65 0.54, 0.7, 0.8 5, 4.5, 6 3.2, 4.5, 4 36, 27, 24 3.2, 3.2, 3.7 23, 19, 16.5
9 64, 62, 57 0.65, 0.6, 0.5 4.5, 3.8, 5 1.7, 2.5, 2.1 23, 25, 33 3.7, 4, 3.2 30, 27, 18
10 58, 54, 52 0.65, 0.7, 0.5 3, 2.8, 3 4.5, 2.5, 3 25, 33, 21 2.9, 5, 3.2 23, 18, 15.5
11 68, 69, 64 0.7, 0.6, 0.45 3, 3.5, 5 2.6, 3.5, 2 28, 31, 28 2.7, 3, 2.2 26, 23, 13.5
12 73, 75, 69 0.6, 0.7, 0.55 3.4, 4, 3 3.5, 2.7, 3 25, 34, 31 2.5, 3.4, 3.2 29, 20, 15
13 59, 68, 67 0.5, 0.7, 0.85 4, 4.5, 6 3.5, 4.5, 5 34, 28, 24 3.2, 3.5, 3.7 23, 19, 16.5
14 66, 62, 67 0.6, 0.7, 0.55 4.2, 3.7, 4 1.8, 2.9, 2.1 27, 29, 33 3.7, 4, 1.2 30, 21, 18
15 58, 51, 44 0.7, 0.7, 0.55 3, 2.5, 5 3.7, 2.5, 3 27, 32, 29 2.9, 4, 3.2 25, 19, 15.5
16 58, 61, 54 0.75, 0.65, 0.4 2, 3.5, 4 3.5, 3.5, 4 26, 21, 28 2.7, 3, 2.5 26, 20, 13.5
17 63, 70, 79 0.65, 0.75, 0.5 4.4, 4, 5 2.5, 2.5, 2 23, 44, 31 2.5, 3.4, 3.7 29, 24, 15
18 69, 61, 77 0.55, 0.75, 0.8 5, 4.5, 5 2.5, 4.5, 6 36, 38, 24 3.2, 3.5, 3.4 23, 18, 16.5
19 76, 62, 47 0.65, 0.75, 0.5 3.2, 3.7, 5 2.8, 2.5, 3.1 23, 29, 33 3.7, 4, 1.8 30, 25, 18
20 68, 51, 44 0.75, 0.75, 0.5 5, 2.5, 3 4.5, 2.5, 5 27, 43, 29 2.9, 4, 3.7 25, 18, 15.5

Таблица 2. Данные для аварийных ситуаций.
Вариант E1, E2, E3 T71, T72, T73
1 0.01, 0.02, 0.03 110, 140, 105
2 0.02, 0.02, 0.01 150, 140, 115
3 0.01, 0.02, 0.03 120, 110, 105
4 0.03, 0.02, 0.01 160, 130, 135
5 0.01, 0.02, 0.03 190, 120, 145
6 0.02, 0.03, 0.03 200, 150, 155
7 0.03, 0.01, 0.04 250, 140, 115
8 0.04, 0.02, 0.01 170, 130, 125
9 0.02, 0.03, 0.01 190, 130, 175
10 0.01, 0.02, 0.02 190, 160, 155
11 0.01, 0.02, 0.02 150, 140, 135
12 0.02, 0.03, 0.01 160, 110, 145
13 0.01, 0.01, 0.02 170, 120, 155
14 0.03, 0.02, 0.01 160, 130, 165
15 0.01, 0.03, 0.03 190, 120, 135
16 0.01, 0.03, 0.03 210, 130, 155
17 0.03, 0.01, 0.04 230, 150, 135
18 0.02, 0.02, 0.01 150, 170, 165
19 0.03, 0.03, 0.01 170, 180, 145
20 0.01, 0.02, 0.02 180, 160, 155


Следующая работа Главная страница