Имитационные эксперименты. Язык имитационного моделирования GPSS - возможности, структура.

Общая характеристика языка моделирования GPSS

В качестве объектов имитации могут выступать различные СТС и ТП, представленные в виде вероятностных СМО: вычислительные системы (ВС), ТП, гибкие автоматизированные производства (ГАП), роботехнические комплексы (РК), системы обработки информации (СОИ), предприятия сферы обслуживания (ПСО), транспортные системы (ТРС); коммуникационные системы связи (КСС) и т. д. Для указанного класса систем выделено конечное множество абстрактных элементов и конечное множество стандартных операций, описывающих связи между элементами. Выделенным множеством элементов и операций установлено соответственно множество объектов языка GPSS. Модель СТС на GPSS строится путем объединения объектов в некоторую фиксированную логическую блок-схему. Различают 7 категорий и 14 типов объектов.

Каждому объекту ИМ (имитационной модели) соответствуют арифметические или логические атрибуты, описывающие состояние объекта в текущий момент модельного времени t ₀. Большинство из атрибутов недоступны для пользователя и являются рабочими переменными УПМ (управляющая программа моделирования), реализующей операторы языка GPSS. Атрибуты, к которым в ИМ можно обращаться, называются стандартными числовыми атрибутами (СЧА). Основными объектами ИМ на языке GPSS являются транзакты (TR) и блоки (БЛ). TR описывают единицы исследуемых потоков (требования на обслуживание), поступающих в систему. БЛ задают логику функционирования ИМ и определяют пути движения TR между объектами аппаратной категории (F, S, L). Все изменения состояний ИМ (события C_ij) происходят в результате входа TR в БЛ и выполнения блоками следующих функций: создание (генерация) и уничтожение TR, изменение числовых атрибутов объектов, задержка TR на определенный интервал времени t _ij, изменение маршрута движения TR.

Взаимодействие пользователя с УПМ осуществляется в режиме активного диалога. Для анализа результатов имитации пользователю предоставляют «виртуальные окна» и «микроокна». Под «виртуальным окном» понимается отображение информации о состоянии отдельных объектов ИМ на экране дисплея. Информация может отображаться как статически, так и динамически, при изменении состояния объекта в процессе его использования при имитации. Пользователь может активно вмешиваться в процесс отображения в «виртуальном окне», задавая различные команды из набора команд GPSS/PC и (или) используя специальные поля команд, имеющихся в ряде виртуальных окон. «Микроокно» – это небольшие графические окна в правой части виртуального окна, в которых отображается текущее значение системных или СЧА (стандартные числовые атрибуты) и соответствующий заголовок. В пределах «виртуального окна» может быть открыто до четырех «микроокон», имеющих фиксированную позицию и размеры. В процессе имитации содержимое «микроокон» меняется динамически при изменении значений, связанных с «микроокнами» переменных.

В распоряжении пользователей GPSS / PC предоставляет следующие типы «виртуальных окон»: данных (DATA WINDOW); блоков (BLOCK WINDOW); устройств (FACILITIES WINDOW); многоканальных устройств с памятью (STORAGE WINDOW); таблиц (TABLES WINDOW); матриц (MATRICES WINDOW); позиций (POSITIONS WINDOW). Команда открытия виртуального окна имеет вид: WINDOW A, [ B ]; где А – тип окна; В – содержит имя или номер первого из отображенных объектов. Для открытия или переопределения микроокна можно использовать команду: MICROWINDOW A, [ B ], [ C ]; где: А – номер микрокоманды (от 1 до 4); В – аргумент микроокна (или номер параметра); С – состояние микроокна (ON – открыто, OFF – закрыто); COMMENT – комментарий (заголовок), относящийся к окну. Работая с окнами, пользователь может запросить «строку трассировки» прохождения TR блоков модели. Эта строка появляется в верхней части окна при нажатии клавиш.

Окно данных позволяет обеспечивать ввод и корректировку исходных текстов ИМ, а также отображение информации, связанной с командами SHOW и PLOT. Окно блоков предназначено для графического отображения блоков модели в виде блок-схем. После выбора команды «окно» появляется меню окна, состоящее из команд STOP, EDIT, INSERT, DELETE. Окно устройств обеспечивает графическое отображение информации о состоянии объектов GPSS/PC типа «устройство» в процессе имитации (коэффициент использования устройства, количество задержанных, прерванных и ожидающих TR; индикаторы доступности и занятости; среднее время пребывания TR в устройстве; номер транзакта, занимающего устройства). Окно памятей предназначено для графического отображения информации о состоянии объектов типа «память» в процессе имитации (коэффициент использования, количество задержанных TR, индикатор доступности, коэффициент использования памяти, число занятых единиц памяти). Меню окна памятей аналогично меню окна устройств. Окно таблиц обеспечивает визуализацию значений числовых характеристик и гистограммы распределения частот для анализируемого СЧА объекта, принимаемого в процессе моделирования случайных значений. Параметры таблиц задаются в операторах описания таблиц TABLE и QTABLE.

После завершения процесса имитации автоматически создается системный файл с именем REPORT.GPS, содержащий стандартную выходную информацию. Просмотр данного файла может быть осуществлен после выхода в DOS с помощью программы GPSSREPT.EXE. Выходной файл статистики состоит из подразделов, содержащих стандартную статистику об объектах GPSS/PC, используемых в данной модели (FACILITIY, QUEUE, STORAGE). Выходная информация состоит из следующих сегментов: основная информация о результатах работы модели; информация об именах, блоках текущей модели, устройствах, очередях, памяти, таблицах; информация об используемых в ИМ списках пользователя; информация о ячейках памяти.