Лабораторная работа №5. Исследование на имитационной модели работы телефонной сети

 

5.1 Цель работы: анализ модели работы телефонной сети, приобретение навыков использования динамических окон системы GPSS WORLD для анализа работы сети.

 

5.2 Подготовка к работе

5.2.1 Изучить пункты главного меню системы GPSS WORLD, необходимые в работе: Window/Simulation, Window/Table/Storage/Expression.

5.2.2 Изучить блоки и команды, необходимые в модели

 

5.3 Задание к работе

Изучить базовую модель телефонной сети, освоить работу с базовой моделью, используя динамические окна. Внести изменения в базовую модель соответственно вашему варианту. Провести процесс моделирования, получить результаты, сделать анализ и выводы.

 

5.4 Порядок выполнения работы

5.4.1 Получить задание и вариант работы у преподавателя.

5.4.2 Осуществить ввод операторов базовой модели.

5.4.3 Отладить программу.

5.4.4 Проделать по шагам п.4.5.1 для своей модели.

5.4.5 Определить коэффициент использования линий связи, среднее значение использованных линий за период моделирования.

5.4.6 Определить количество ожидающих вызовов в конце моделирования, среднее число ожидающих вызовов в течение времени моделирования, среднее время ожидания вызова.

5.4.7 Вывести на экран график зависимости между указанными параметрами (по варианту).

5.4.8 Получить результат моделирования в виде отчета, графиков и оперативного экрана.

5.4.9 Подготовить отчет о выполненной работе, где представить свою модель, результаты моделирования и сделать выводы.

 

5.5 Описание базовой имитационной модели

 

5.5.1 Описание объекта моделирования

Рассмотрим работу телефонной сети, имеющей 50 абонентских линий связи, причем одновременно может быть задействовано не более 10 связей между абонентами. Каждый абонент может соединиться с остальными, если свободны его входная линия связи и входная линия вызываемого абонента. Из 50 линий для организации связи могут использоваться любые две свободные линии. Необходимо промоделировать работу телефонной сети для 1000 вызовов. Интервалы между вызовами и длительность разговора распределены по экспоненциальному закону. Предусматривается, что первые 15 вызовов образуют переходной процесс в сети и эти данные не нужно учитывать при моделировании.

Необходимо:

1. Определить коэффициент использования линий связи, среднее значение использованных линий за период моделирования.

2. Определить количество ожидающих вызовов в конце моделирования, среднее число ожидающих вызовов в течение времени моделирования, среднее время ожидания вызова.

3. Вывести на экран график зависимости между указанными параметрами (по варианту).

 

 

.5. 5. 2 Листинг базовой модели

*******************************************************************

* Модель телефонной сети

*

******************************************************************

POISS FUNCTION RN1,C24

0.0,0.0/0.1,0.104/0.2,0.222/0.3,0.355/0.4,0.509/0.5,0.69/; Функция интервалов

0.6,0.915/0.7,1.2/0.75,1.38/0.8,1.6/0.84,1.83/0.88,7.12/; между вызовами

0.9,2.3/0.92,2.52/0.94,2.81/0.95,2.99/0.96,3.2/0.97,3.5/

0.98,3.9/0.99,4.6/0.995,5.3/0.998,6.2/0.999,7/0.99997,8

GENERATE 12,FN$POISS; Генерация вызова

TEST G V$FREELN,2,ABND; Система заполнена?

ASN1 ASSIGN 1,V$LINE; Номер входной линии

GATE LR *1,ASN1; Проверка занятости инии

ASN2 ASSIGN 2,V$LINE;Выбор адресата связи

TEST NE P1,P2,ASN2; Адресат совпадает со входной?

LOGIC S *1;Установить входную занятой.

TRANSFER BOTH,,BLKD; Дождаться связи

GETL ENTER LNKS; Установить связь

GATE LR *2,BUSY; Проверка занятости

LOGIC S *2; Установить адресат занятым

ADVANCE 120,FN$POISS; Разговор

LOGIC R *1; Установить входную свободной

LOGIC R *2; Установить адресат свободным

LEAVE LNKS; Освободить связь

CKCH TEST G CH$WAIT,0,MTRM;Есть ли ожидающие?

GATE LR 1,GETF; Свободна ли входная?

UNLINK WAIT,GETL,1,2,1;Проверить список

MTRM TERMINATE 1

GETF UNLINK WAIT,GETL,1;Подключить первый из списка

TRANSFER,MTRM

ABND TERMINATE; Отказаться от вызова

BLKD LINK WAIT,P1; Добавить в список

BUSY LOGIC R *1; Освободить линию

LEAVE LNKS; Освободить связь

TRANSFER,CKCH;

LNKS STORAGE 10; Количество связей

LINE VARIABLE X$NRLINES#RN1/1000+1; Выбор линии

FREELN VARIABLE X$NRLINES-2#S$LNKS-CH$WAIT; Номер свободной линии

INITIAL X$NRLINES,50; Количество линий для связи

START 15,NP; 15 проходов

RESET; Сброс статистики

 

 

5.5.3 Запуск процесса моделирования

Необходимо создать процесс моделирования. Выберите Command / Create Simulation.

Затем выберите Command / START. Когда появится диалоговое окно, замените значение 1 на 1000 и нажмите OK.

После завершения процесса моделирования GPSS World выводит отчет в файл отчета, заданного по умолчанию.

Этот отчет будет автоматически выведен в окно. Если вы закроете окно, повторно его можно будет открыть с помощью команды главного меню File / Open. Затем в выпа­дающем списке «Files of type» («Тип файла») выбрать Report (Отчет).

Из значения End Time в стандартном отчете мы видим, что к моменту, когда 1000 вызовов поступят в сеть, прошло 14975.179 минуты. Повторное моделирование благодаря использованию случайных чисел даст немного другие значения.

Используя данные, представленные в отчете, подготовьте ответы на первые два вопроса задания.

Поскольку в сети одновременно могут быть задействованы 10 связей, количество одновременных связей представлено как многоканальное устройство (МКУ) LNKS, и описано оператором STORAGE.

Запустите снова процесс моделирования. Выберите Window/Simulation Window/Storages Window. Затем выберите Command / START. Когда появится диалоговое окно, замените значение 1 на 1000 и нажмите OK. Ваш экран должен выглядеть, как на рисунке 5.1.

Перед вами подробный обзор окна «Storages» («Памяти»). Обратите внимание, что загрузка составила 64%. Здесь же можно определить минимальное, максимальное и среднее число использованных линий. Окно «Storages» («Памяти») рассматривается в Главе 5 Руководства пользователя по GPSS World /9/.

 

 

Рисунок 5.1 – Окно «Storages»

 

Для того чтобы вывести на экран график зависимости между заданными параметрами, необходимо выполнить следующие действия:

1) Выберите Command / Create Simulation.

2) Выберите Window/Simulation Window/Plot Window.

3) Заполнить диалоговое окно и нажать OK (рис.5.2).

4) Запустить процесс имитационного моделирования, выбрав Command / START. Когда появится диалоговое окно, замените значение 1 на 1000 и нажмите OK.

Например, если необходимо установить зависимость между текущим временем и числом связей, то необходимо заполнить диалоговое окно как на рисунке 5.2.

Из значения End Time в стандартном отчете мы видим, что к моменту, когда 1000 вызовов поступят в сеть, прошло 14975.179 минуты. Поэтому в диалоговом окне значение Time Range выбираем равным 16000 мин. Время у нас будет изменяться по оси абсцисс, предельное значение - 16000. На оси ординат будет отложено число связей за время моделирования, нам известно, что максимальное число связей равно 10. В диалоговом окне установим Min Value – 0, а Max Value – 10. После того, как будет выполнен пункт 4, экран буде выглядеть, как на рисунке 5.3.

Теперь необходимо ещё раз создать процесс моделирования. Выберите Command / Create Simulation.

Затем выберите Command / START. Когда появится диалоговое окно, замените значение 1 на 1000 и нажмите OK. После этого вы будете наблюдать процесс моделирования в окне «Plot».

 

 

Рисунок 5.2 – Диалоговое окно «Plot Window»

 

 

Рисунок 5.3. - Окно «Edit Plot»

Ваш отчет должен содержать не только ответы на поставленные вопросы и построенный график, но и содержать анализ полученных результатов.

 

 

 

Рисунок 5.4 – Окно «Plot» («График»)

 

 

5.6 Варианты лабораторной работы.