Получение соотношений модели.

Одновременно с выполнением подэтапа построения логической схемы модели необходимо, где это возможно, получить математические соотношения в виде явных функций. Этот подэтап соответствует неявному заданию возможных математических соотношений на этапе построения концептуальной модели. При выполнении первого этапа еще может не быть информации о конкретном виде таких математических соотношений, на втором этапе эти соотношения необходимо получить. Схема машинной модели М должна представлять собой полное отражение заложенной в модели концепции и иметь описание всех блоков модели с их наименованиями; единую систему обозначений и нумерацию блоков; отражение логики модели; задание математических соотношений в явном виде.

Так как в примере моделирования для реализации был выбран язык GPSS, то необходимо разработать блок-диаграмму модели, по сути, представляющую собой логическую схему, адаптированную к особенностям использования для машинной реализации модели GPSS. Блок-диаграмма модели процесса функционирования фрагмента СПД для данного примера приведена на рис. 6, где для структурных элементов модели, показанных на рис. 5, введены следующие обозначения: для накопителей H1, Н2, Н3 и H4 соответственно, BUFI, BUF2, BUF3 и BUF4; для источников H1 иH2 соответственно GEN1 и GEN2; для каналов обслуживания: в узлах коммутации для ЦП К1 — GPU1 и К3 — GPU2, в каналах связи при дуплексной передаче К2 — DCH1 и К4 — DCH2.

2.3. Проверка достоверности модели системы. Эта проверка является первой из выполняемых на этапе реализации модели. Так как модель представляет собой приближенное описание процесса

 

Рис. 6. Блок-диаграмма GPSS-модели процесса взаимодействия узлов
коммутации

 

функционирования реальной системы S, то до тех пор, пока не доказана достоверность модели, нельзя утверждать, что с ее помощью мы получим результаты, адекватные тем, которые могли бы бьпь получены при проведении натурного эксперимента с реальной системой. Проверка модели на рассматриваемом подэтапе должна дать ответ на вопрос, насколько логическая схема модели и используемые соотношения отражают замысел ее, сформированный на первом этапе. При этом проверяются возможность решения поставленной задачи, точность отражения замысла в логической схеме, полнота логической схемы модели, правильность используемых математических соотношений. Только после этого можно считать, что имеется логическая схема модели, пригодная для дальнейшей работы по реализации модели на ЭВМ.

В рассматриваемом примере моделирования процесса функционирования фрагмента СПД проверка достоверности модели проводится просто, так как блок-диаграмма GPSS однозначно соответствует формализации модели в виде Q-схемы. Для этого достаточно еще раз сопоставить блок-диаграмму, приведенную на рис. 6, с Q-схемой модели на рис. 5 с учетом расширения описания элементов Q-схемы (источников, накопителей и каналов) блоками различных категорий GPSS.

2.4. Выбор вычислительных средств для моделирования. На этом подэтапе необходимо окончательно решить вопрос о выборе ЭВМ для реализации модели на основе следующих требований: наличие необходимого математического обеспечения; доступность выбранной ЭВМ для разработчика модели; обеспечение всех этапов реализации модели; возможность своевременного получения результатов моделирования.

В рассматриваемом случае моделирования фрагмента СПД, исходя из ориентации на применение GPSS/РС, для машинной реализации модели требуется порядка 640К оперативной памяти.

Поэтому останавливаемся на предварительно выбранной на первом этапе ПЭВМ, в состав математического обеспечения которой входит интерпретатор GPSS/РС. Кроме того, использование операционных систем MS DOS и Windows 95/98/2000/ХР предоставляет широкие возможности по отладке и использованию программы моделирования в интерактивном режиме.

2.5. Составление плана выполнения работ по программированию. Такой план помогает разработчику при программировании модели учесть оценки объема программы и трудозатрат на ее составление. Он должен включать в себя указание языка программирования модели и типа используемой ЭВМ, оценку приблизительного числа команд, оценку примерного объема необходимой памяти, ориентировочные затраты времени на моделирование, предполагаемые затраты времени на программирование, и отладку программы на ЭВМ.

Для данного примера моделирования фрагмента СПД используется GPSS/РС, который имеет соответствующую поддержку в ПЭВМ и может работать в среде MS DOS. Число команд для реализации разработанной модели в GPSS — программе составляет порядка 60, а необходимый объем оперативной памяти 640К. Ориентировочные затраты машинного времени на моделирование варианта СПД составляют несколько минут в зависимости от типа ПЭВМ. В этом примере затраты времени на программирование при использовании GPSS составляют около трех недель с учетом часов, еженедельно отводимых на выполнение курсовой работы.

2.6. Построение схемы программы. Наличие логической схемы модели позволяет построить схему программы, отражающую разбиение модели на блоки, подблоки и т. д., особенности программирования на выбранном языке для конкретной ЭВМ, проведение необходимых корректировок и возможности тестирования программы, оценку затрат машинного времени, форму представления входных и выходных данных. Построение схемы программы — одна из основных задач на этапе машинной реализации модели.

В рассматриваемом примере при реализации программы с использованием GPSS отпадает необходимость в построении схемы программы, так как блок-диаграмма дает достаточную степень детализации, поддерживаемую средствами GPSS, для генерации рабочей программы моделирования. Тестирование полученной GPSS-программы обеспечивается специальным средством ТRАСЕ. Форма представления входных данных в GPSS-программе, в выходных — задается редактором вывода.

2.7 Проверка достоверности схемы программы. Эта проверка является второй на этапе машинной реализации модели. Очевидно, что не следует продолжать работу по машинной реализации модели М_м если нет уверенности в том, что в схеме программы, по которой будет вестись дальнейшее программирование, допущены ошибки, которые делают ее неадекватной логической схеме модели, а, следовательно, и самому объекту моделирования. При этом проводится проверка соответствия каждой операции, представленной в схеме программы, аналогичной ей операции в логической схеме модели. Учитывая, что рассмотрение вопросов тестирования и верификации программного обеспечения в других дисциплинах специальности, не будем останавливаться на выполнении этого подэтапа.

 

 

SIMULATE

EXPON FUNCTION RN1,C24

0,0/.100,.104/.200,.222/.300,.355/.400,.509/.500,.690/.600,.915/.700,2.200

.750,1.380.800,1.600/.840,1.830/.880,2.120/.900,2.300/.920,2.520/.940,2.810/.950,2.990/9

,3.200/.970,3.500/.980,3.900/.990,4.600/.995,5.300/.998,5.200/.999,7/1.8

MET1 ENTER BUF4,1

SEIZE CPU1 Обработка в CPU1

ADVANCE 2

LEAVE BUF4,1

RELEASE CPU1

ENTER BUF1,1

TEST E P2,1,MET4

TEST E P1,20,COP1

SPLIT 1,NEX1

MARK

COP1 MATCH COP1

LEAVE BUF1,1

ASSEMBLE 2

TABULATE TAB1

TERMINATE

MET4 SEIZE DCH1

LEAVE BUF1,1

TRANSFER,DEX1

NEX1 SEIZE DCH1