Лекция15_11

ЛЕКЦИЯ 15
Агрегатное описание
систем
Агрегат - унифицированная схема, получаемая наложением
дополнительных ограничений на множества состояний, сигналов и
сообщений и на операторы перехода а так же выходов.
t  T - моменты времени; x  X - входные сигналы; u  U - управляющие
сигналы; y  Y - выходные сигналы; z  Z - состояния, x(t), u(t), y(t), z(t) функции времени.
Агрегат - объект определенный множествами T, X, U, Y, Z и
операторами H и G реализующими функции z(t) и y(t). Структура
операторов H и G является определяющей для понятия агрегата.
Вводится пространство параметров агрегата b=(b1, b2, ...,bn)  B.
Оператор выходов G реализуется как совокупность операторов G` и G``.
Оператор G` выбирает очередные моменты выдачи выходных сигналов, а
оператор G`` - содержание сигналов.
у=G``{t, z(t),u(t),b}.
В общем случае оператор G`` является случайным оператором, т.е. t,
z(t), u(t) и b ставится в соответствие множество y с функцией
распределения G``. Оператор G` определяет момент выдачи следующего
выходного сигнала.
2
Операторы переходов агрегата.
Рассмотрим состояние агрегата z(t) и z(t+0).
Оператор V реализуется в моменты времени tn , поступления в
агрегат сигналов xn(t). Оператор V1 описывает изменение
состояний агрегата между моментами поступления сигналов.
z(t’n + 0) = V{ t’n, z(t’n), x(t’n), b}.
z(t) = V1(t, tn, z(t+0),b}.
Особенность описания некоторых реальных систем приводит к
так называемым агрегатам с обрывающимся процессом
функционирования. Для этих агрегатов характерно наличие
переменной соответствующий времени оставшемуся до
прекращения функционирования агрегата.
3
Все процессы функционирования реальных сложных систем по
существу носят случайный характер, по этому в моменты
поступления входных сигналов происходит регенерация случайного
процесса. То есть развитие процессов в таких системах после
поступления входных сигналов не зависит от предыстории.
Автономный агрегат - агрегат который не может воспринимать
входных и управляющих сигналов.
Неавтономный агрегат - общий случай.
4
Частные случаи агрегата:
Кусочно-марковский агрегат - агрегат процессы в котором
являются обрывающими марковскими процессами. Любой агрегат
можно свести к марковскому.
Кусочно-непрерывный агрегат - в промежутках между подачей
сигналов функционирует как автономный агрегат.
Кусочно-линейный агрегат. dzv(t)/dt = F(v)(zv).
Представление реальных систем в виде агрегатов неоднозначно, в
следствие неоднозначности выбора фазовых переменных.
5
Иерархические системы
Иерархический принцип построения модели как одно из определений
структурной сложности. Иерархический и составной
характер построения системы.
Вертикальная соподчиняемость.
Право вмешательства. Обязательность действий вышестоящих
подсистем.
Страты - уровни описания или обстрагирования. Система
представляется комплексом моделей - технологические,
информационные и т.п. со своими наборами переменных.
Слои - уровни сложности принемаемого решения:
1. срочное решение;
2. неопределенность или неоднозначность выбора.
Разбитие сложной проблемы на более простые: слой выбора
способа действия, слой адаптации, слой самоорганизации. 6
Разбитие сложной проблемы на более простые: слой выбора
способа действия, слой адаптации, слой самоорганизации.
Многоэшелонные системы. Состоит из четко выраженных
подсистем, некоторые из них являются принимающими
решения иерархия подсистем и принятия решений.
Декомпозиция на подсистемы - функционально-целевой принцип,
декомпозиция по принципу сильных связей.
7
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОСТЕЙШИХ
ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ НА
ПЭВМ
Краткие сведения о GPSS/PC
Система имитационного моделирования общего применения
GPSS/PC (General Purpose Simulation System) предназначена для
описания и исследования дискретных моделей систем массового
обслуживания (СМО). ВС, рассматриваемая как СМО, состоит из
элементов, называемых объектами аппаратной категории
(устройства, памяти и логические ключи). Этими элементами
могут быть ЭВМ, отдельные устройства ЭВМ, устройства
телеобработки и т.п. Динамическими объектами в СМО являются
транзакты (сообщения, заявки), это решаемые в ВС задачи,
которые представляют собой единицы исследуемых потоков.
Функционирование СМО представляется как процесс прохождения
транзактов через фиксированную структуру объектов аппаратной
8
и ряда других категорий.
Блоки генерации и удаления транзактов
GENERATE Tcp,Tм,Тн,Кт,Пр,Кп,Рп - блок генерации транзактов
Тср - средний интервал времени между последовательными
транзактами;
Тм - разброс интервала времени относительно Тср;
Тн - время появления первого транзакта;
Кт - количество генерируемых транзактов;
Пр - приоритет транзактов;
Кп - количество параметров транзакта;
Рп - размер памяти для одного параметра.
TERMINATE Nз - блок удаления транзакта
Nз - уменьшение счетчика числа завершений на величину Nз.
9
Блоки занятия и освобождения приборов
SEIZE Ип - блок занятия прибора
Ип - имя прибора, подлежащего занятию транзактом.
RELEASE Ип - блок освобождения прибора
Ип - имя освобождаемого прибора.
10
Операторы вычислительной категории
Ип VARIABLE АВ - карта описания целой переменной Ип
FVARIABLE АВ - карта описания действительной переменной Ип
BVARIABLE ЛВ - карта описания булевской переменной
Ип - имя переменной
АВ - арифметическое выражение
ЛВ - логическое выражение.
SAVEVALUE И,П - карта изменения сохраняемой величины
И - имя или номер изменяемой ячейки
П - значение, которое надо записать в ячейку.
11
Блок задержки транзактов
ADVANCE Тср,Тм - параметры блока соответствуют параметрам
блока GENERATE.
12
Блоки занятия и освобождения очереди
Транзакт помещается в очередь в том случае, когда некоторое
устройство не в состоянии обслужить его немедленно (например,
устройство занято, либо память переполнена). Статистические
данные об очередях могут быть получены с помощью двух типов
блоков:
QUEUE Ио,К - блок занятия очереди
Ио - имя очереди;
К - количество мест в очереди, занимаемое транзактом.
DEPART Ио,К - блок освобождения очереди
Ио - имя очереди;
К - количество мест в очереди, освобождаемое транзактом.
13
Построение гистограмм
Система GPSS позволяет строить дополнительные
статистические таблицы для получения частотных распределений
определенных аргументов, которыми могут быть некоторые СЧА
(например, времени задержки транзакта в отдельных частях
модели; длин очередей; содержимого памяти и т.п.). У каждой
таблицы имеются определенные области значений аргумента.
Число попаданий аргумента в каждую из этих областей
регистрируется системой автоматически. В конце эксперимента
результаты в таблицах выводятся на печать.
ИТ TABLE Ип,Нл,Ш,Ки - карта описания таблицы
ИТ - имя таблицы
Ип - имя переменной, значение которой табулируется
Нл - левая граница первого интервала таблицы
Ш - ширина интервалов таблицы
Ки - количество интервалов таблицы, увеличенное на 2.
14
ИТ QTABLE Ио,Нл,Ш,Ки - карта описания таблицы времени
пребывания в очереди
Ио - имя очереди.
MARK Nt - блок отметки
Nt - номер параметра транзакта, в который заносится момент
времени входа транзакта в данный блок.
TABULATE Ит,Вк - блок табулирования
Ит - имя таблицы, в которую заносится табулируемая величина
Вк - весовой коэффициент, задающий число раз занесения величины
в таблицу при каждом входе в блок.
15