— емкость i-го накопителя, и канала обслуживания заявок (или просто канала) Ki. На каждый элемент прибора обслуживания Пi, поступают потоки событий: в накопитель Hi — поток заявок wi на канал Ki — поток обслуживании ui.
Потоком событий называется последовательность событий, происходящих одно за другим в какие-то случайные моменты времени. Поток событий называется однородным, если он характеризуется только моментами поступления этих событий (вызывающими моментами). Поток неоднородных событий характеризуется моментами поступления этих событий и набором признаков события Например, применительно к процессу обслуживания для неоднородного потока заявок могут быть заданы принадлежность к тому или иному источнику заявок, наличие приоритета, возможность обслуживания тем или иным типом канала и т.п.
Обычно в приложениях при моделировании различных систем применительно к элементарному каналу обслуживания Кi, можно считать, что поток заявок wi∈W, т.е. интервалы времени между моментами появления заявок (вызывающие моменты) на входе Ki образует подмножество неуправляемых переменных, а поток обслуживания ui∈U, т.е. интервалы времени между началом и окончанием обслуживания заявки, образует подмножество управляемых переменных. Заявки, обслуженные каналом Ki и заявки, покинувшие прибор Пi по различным причинам необслуженными (например, из-за переполнения накопителя Hi, образуют выходной поток yi∈Y, т.е. интервалы времени между моментами выхода заявок образуют подмножество выходных переменных.
В практике моделирования систем, имеющих более сложные структурные связи и алгоритмы поведения, для формализации используются не отдельные приборы обслуживания, а Q-схемы, образуемые композицией многих элементарных приборов обслуживания (сети массового обслуживания). Для задания Q-схемы необходимо использовать оператор сопряжения R, отражающий взаимосвязь элементов структуры (каналов и накопителей) между собой.
Для задания Q-схемы также необходимо описать алгоритмы ее функционирования, которые определяют набор правил поведения заявок в системе в различных неоднозначных ситуациях. В зависимости от места возникновения таких ситуаций различают алгоритмы (дисциплины) ожидания заявок в накопителе Нi и обслуживания заявок каналом Кi. Неоднородность заявок, отражающая процесс в той или иной реальной системе, учитывается с помощью введения классов приоритетов. В зависимости от динамики приоритетов в Q-схемах различают статические и динамические приоритеты. Статические приоритеты назначаются заранее и не зависят от состояний Q-схемы, т.е. они являются фиксированными в пределах решения конкретной задачи моделирования. Динамические приоритеты возникают при моделировании в зависимости от возникающих ситуаций. Исходя из правил выбора заявок из накопителя Hi на обслуживание каналом Кi можно выделить относительные и абсолютные приоритеты. Относительный приоритет означает, что заявка с более высоким приоритетом, поступившая в накопитель Hi, ожидает окончания обслуживания предшествующей заявки каналом Ki и только после этого занимает канал. Абсолютный приоритет означает, что заявка с более высоким приоритетом, поступившая в накопитель Hi, прерывает обслуживание каналом Ki заявки с более низким приоритетом и сама занимает канал (при этом вытесненная из Ki заявка может либо покинуть систему, либо может быть снова записана на какое-то место в Hi).
При рассмотрении алгоритмов функционирования приборов обслуживания Пi необходимо также задать набор правил, по которым заявки покидают Hi и Ki.
Весь набор возможных алгоритмов поведения заявок в Q-схеме можно представить в виде некоторого оператора алгоритмов поведения заявок А.
Таким образом, Q-схема, описывающая процесс функционирования системы массового обслуживания любой сложности, однозначно задается в виде
Q= ‹W,U,H,Z,R,A›
Возможности оценки характеристик с использованием аналитических моделей теории массового обслуживания являются весьма ограниченными по сравнению с требованиями практики исследования и проектирования систем, формализуемых в виде Q-схем. Несравненно большими возможностями обладают имитационные модели, позволяющие исследовать Q-схему без ограничений. На работу с Q-схемами при машинной реализации моделей ориентированы многие языки имитационного моделирования например SIMULA, SIMSCRIPT,GPSS и др.
Пакеты прикладных программ моделирования систем.
Понятие пакета прикладных программ.можно выделить три направления работ: 1) создание программных средств, обеспечивающих пользователя различными инструментами для автоматизации разработки программ; 2) создание программных средств, упрощающих процесс эксплуатации сетей ЭВМ обеспечивающих эффективное использование вычислительных ресурсов; 3) создание программных средств, предоставляющих разнообразные услуги
Таким образом, пакеты прикладных программ являются одной из основных форм специализированного программного обеспечения. НИМ — это комплекс взаимосвязанных программ моделирования и средств системного обеспечения, предназначенных для автоматизации решения задач моделирования. Весь круг работ, связанных с разработкой алгоритмов и программ моделирования, а также с подготовкой и проведением машинных экспериментов, называется автоматизацией моделирования и реализуется в виде конкретных АСМ.
В структуре НИМ можно выделить три основных компонента: функциональное наполнение, язык заданий и системное наполнение.
Функциональное наполнение пакета.. системе S, и представляет собой совокупность модулей. Т.е.конструктивных элементов,. Язык, на котором записываются модули будем называть базовым языком ППМ. Одной из ключевых проблем разработки ППМ является модуляризация, т. е. разбиение функционального наполнения пакета на модули. Тщательно выполненный модуляризация позволяют сократить объем работ по реализации ППМ, повышают его надежность и облегчают дальнейшую эволюцию пакета.
Прежде всего следует выделить программные модули, модули данных и модули документации. конструктивностью модуля. - алгоритмическая конструктивность, технологическую конструктивность модулей, определяемую дисциплиной работы в конкретной машинной модели Мм и системной средой, на базе которой разрабатывается и эксплуатируется ППМ.
Требования, вытекающие из алгоритмической и технологической конструктивности, составляют в совокупности регламент модуляризации, т. е. принятую разработчиками пакета форму представления материала в функциональном наполнении, а также способы его создания и эволюции. Если описание языка заданий рассматривать как спецификацию сопряжения пользователя с пакетом, то посредством регламента модуляризации определяется сопряжение с пакетом (точнее, с функциональным наполнением пакета) его разработчиков.
Язык заданий пакета.Язык заданий ППМ является средством общения пользователя с пакетом. Он позволяет описывать последовательность выполнения различных операций. Архитектура ППМ, т. е. предоставляющийся пользователю внешний вид АСМ, определяется тем, какие задачи система может решать и какие возможности дает она пользователю. Язык заданий отражает основные архитектурные решения, Общая структура и стиль языка заданий ППМ в зависят от дисциплины работы, Можно выделить две основные дисциплины проведения моделирования:
— активную дисциплину, предусматривающую при создании конкретных рабочих программ модели Мм модификацию и настройку имеющихся модулей функционального наполнения, а также разработку новых модулей;
— пассивную дисциплину, предусматривающую проведение машинных экспериментов с моделью Мм без модификации функционального наполнения ППМ.
языками запросов, -скравает работу тем самым упрошая.
Системное наполнение пакета.представляет собой совокупность программ, которые обеспечивают выполнение заданий и взаимодействие пользователя с пакетом,.. Реализация функций системного наполнения ППМ осуществляется на основе согласованного использования:
— штатных общецелевых средств системного обеспечения;
— средств системного наполнения, расширяющих и сопрягающих возможности компонентов штатного обеспечения;
— специальных средств системного наполнения, выполняющих управляющие, архивные и обрабатывающие процедуры с учетом специфики моделирования процесса функционирования системы S.
Язык (языки), на котором пишутся программы системного наполнения пакета, называется инструментальным языкомППМ.
