Основные принципы имитационного моделирования.

Основные принципы имитационного моделирования.

 

Вывод: Руководствуясь принципами построения модели сложных систем, можно достичь поставленных целей моделирования при минимальных затратах ресурсов на её осуществление.

 

 

2. Подходы к построению моделей.

 

Этапы технологии имитационного моделирования:

· Определение ЦЕЛИ моделирования;

· Разработка концептуальной модели (содержательной модели);

· Формализация модели;

· Программная реализация модели;

· Планирование модельного эксперимента;

· Реализация плана эксперимента;

· Анализ и интерпретация результатов моделирования (выводы по работе);

 

Вне зависимости от разновидности моделирования приведенная схема гарантирует корректность разработки и реализации конкретной модели.

 

Свойства рабочей нагрузки – совокупность внешних воздействий, влияющих на эффективность работы системы

Концептуальная модель системы.

Метод статистических испытаний в имитационном моделировании (метод Монтк-Карло)

 

Показатель точности статистических испытаний: Тсп = ; N – число испытаний.

Метод статистических испытаний является итерационным, и его точность зависит от числа этих испытаний.

 

Свойства имитационного эксперимента:

· Прогон модели – одно наблюдение в проведенном эксперименте;

· С увеличением времени прогона модели система переходит в установившееся состояние;

· Существует предел времени, превышение которого не приводит к повышению точности моделирования.

Области применения имитационных моделей.

· Нет законченной постановки задачи;

· Нет описания системы в аналитической форме;

· Для изучения поведения системы в новых условиях;

 

Схемы построения имитационных моделей.

 

 

Характеристика способов представления динамики системы в имитационных моделях.

Событие – мгновенное изменение элемента или состояния системы в целом.

Работа – единичное действие системы по обработке данных.

Процесс – логически связанный набор работ.

 

Транзакт – сообщение на входе системы для его обработки.

 

Вывод: Имитационное моделирование является универсальным инструментом исследования дискретных моделей, одним из компонентов которых являются процессы вычислительной системы.

 

Моделирование вычислительных процессов и систем с использованием средств GPSS.

GPSS – General Purpose Simulation System.

 

Использование инструментальных средств для моделирования вычислительных процессов.

Возможны два способа описания решаемых задач:

1. С помощью блок-схем программ, которые иллюстрируют структуру имитационной модели;

2. С использование команд ассемблера (для задания параметров имитационной модели).

Простейший вычислительный процесс может быть представлен с помощью моделей систем массового обслуживания (СМО).

Типовая структура СМО представлена на рис.1.

 

Рис.1. Типовая структура СМО.

Дисциплина облуживания – правила, по которым заявки поступают из очередей на обслуживание.

Приоритет – величина, характеризующая право на первоочередное обслуживание.

 

Входные параметры, характеризующие качество работы имитационной модели.

Для очередей: l_or – средняя длина очереди к устройству;

l_max – максимальная длина очереди;

К_тр – максимальное число заявок очереди;

К_бз – число заявок, прошедших очередь без задержки;

t_ож - среднее время ожидания в очереди.

Для устройств: К_з - коэффициент загрузки устройства;

N_вх – число вхождения заявки в устройство;

t_тр – среднее время обработки заявки в устройстве.

Для памяти: l_or – средняя длина очереди памяти процесса;

t – среднее время пребывания заявки в памяти.

Для очередей: l_or – средняя длина очереди к устройству;

l_max – максимальная длина очереди;

К_тр – максимальное число заявок очереди.

 

Модель однопроцессорного вычислительного устройства.

 

 

Формат команды ассемблера

 

GIS TABLE M1,0,4,100; описание таблицы в виде гистограммы с именем GIS

GENERATE 7,6,,100; генерация транзактов от 1–го до 13–го

SEIZE CPU;

ADVANCE 7,6;

RELEASE CPU;

TABULATE GIS;

TERMINATE 1;

 

 

Моделирование памяти.

Моделирование логических переключателей.

 

 

 

 

Наименование связей

Связи в функциональных моделях могут разветвляться и объединяться.

В случае объединения наименование новой выходной связи обязательно.

 

(имя1)

имя2

 

 

Непомеченные ветви содержат все объекты, указанные в метке дуги перед разветвлением.

 

После слияния результирующая дуга всегда помечается

Структура МКК.

Разработка МКК является долговременной комплексной задачей, отдельные этапы которой могут быть решены последовательно, параллельно или комбинировано. Максимальный эффект разработки достигается при модульной организации его архитектуры.

 

 

Подготовка схемы к временному моделированию.

Компилятор пакета MAX+plus II.

Окно компилятора содержит 6 разделов команд.

 

Настройка режима компилятора позволяет выполнить:

1. контроль правил логического синтеза;
2. устанавливать контролируемые параметры;
3. проверять сигналы синхронизации и сигналы асинхронной установки и сброса памяти;
4. выявлять риски сбоев в комбинационных схемах;
5. выявлять обратные связи в несинхронизируемых логических устройствах;
6. использовать логические элементы для формирования цепей задержки.

 

Режимы компиляции проекта.

1. режим частичной компиляции (Functional SNF Extractor) ориентирован на создание функциональной модели проектируемой СБИС, для которой процедура синтеза и разводки СБИС не реализована. Это обеспечивает формирование базы данных проекта и файла схемы (*.scf) за минимальное время;
2. режим полной компиляции (Timing SNF Extractor) обеспечивает создание файла с данными для программирования СБИС и с базой данных для временного моделирования. Если в режиме полной компиляции включён режим оптимизации (Optimizer Timing SNF), то это обеспечивает создание динамической модели и ускоряет процедуру моделирования схемы;
3. режим объединения баз данных для функционального и временного моделирования нескольких проектов (Linked SNF Extractor);
4. компиляция без создания *.scf, когда не выбрана ни одна из 3 предыдущих команд.

 

Пример временного моделирования работы КЛС.

Рассмотрим пример для случая асинхронного и синхронного дешифраторов минимальной размерности. В качестве исходной схемы зададим её представление в графическом редакторе MAX+plus II.

 

 

Временное моделирование КЛС позволяет для рекомендованного варианта схемы программируемой логики получить количественную оценку запаздывания для всех идентифицированных выходов и любой последовательности входных наборов данных. Для временного моделирования создаётся файл с расширением *.scf.

 

Временное моделирование в среде MAX+plus II последовательных схем элементов памяти.

Редактор временных диаграмм Wave Form Editor позволяет вызывать из файла с расширением *.scf редактируемые переменные, которые используются в процессе временного анализа и идентифицированы при разработке схемы.

 

Задание режима синтеза цифровых устройств.

Если проект размещен на нескольких СБИС, то каждой необходимо присвоить собственное имя. Соотношение присвоенных имён отображается в поле Existing Device Assignments. Возможно несколько режимов для синтеза сложных схем:

1. глобальный режим для всего проекта
2. индивидуальный режим для любого уровня иерархии (для отдельных модулей)

 

 

Основные принципы имитационного моделирования.

 

Вывод: Руководствуясь принципами построения модели сложных систем, можно достичь поставленных целей моделирования при минимальных затратах ресурсов на её осуществление.

 

 

2. Подходы к построению моделей.

 

Этапы технологии имитационного моделирования:

· Определение ЦЕЛИ моделирования;

· Разработка концептуальной модели (содержательной модели);

· Формализация модели;

· Программная реализация модели;

· Планирование модельного эксперимента;

· Реализация плана эксперимента;

· Анализ и интерпретация результатов моделирования (выводы по работе);

 

Вне зависимости от разновидности моделирования приведенная схема гарантирует корректность разработки и реализации конкретной модели.

 

Свойства рабочей нагрузки – совокупность внешних воздействий, влияющих на эффективность работы системы

Концептуальная модель системы.