Способы изменения модельного времени.

Существует два способа изменения модельного времени:

1. Способ фиксированного шага Dt.

Независимо от того, что происходит в модели, текущее время t_i получают приращением Dt и на этом интервале определяются все происходящие в системе изменения.

t_i+1 = t_i + Dt; далее новое время t_i+1 получает новое приращение и определяются все новые изменения.

 

Dt Dt Dt

t_i t_i+1 t_i+2 t_i+3... t

 

Этот метод прост, но неэкономичен, т.к. на очередном интервале Dt может не происходить никаких событий, но время на установление этого факта будет потрачено.

2. Способ переменного шага.

В этом случае очередной шаг Dt_i определяется очередным изменением состояния модели, т.е. моментом появления очередного события. Моменты, в которые должны происходить эти изменения, рассчитываются заранее по ходу моделирования на основе известных времен обслуживания устройств и моментов появления заявок.

Момент появления будущих событий заносится в специальный список будущих событий. Очередное изменение модельного времени на Dt_i определяется моментом появления ближайшего по времени события из этого списка.

В этом случае появляется экономия времени, т.к. нет необходимости проверять, будут или не будут происходить события.

 

Допустим 3 канала. У одного 5 ед время обслуживания, у 2ого 2, у 3ого 1. Допустим поступила заявка на 1 в момент времни 0 и мы можем сказать через сколько секунд заявка появится на выходе, в 0.5 времени поступила заявка на 2ой канал. На третью придет заявка в 0.7.

 

Независимо от способа изменения модельного времени, каждый шаг по времени сопровождается следующими действиями:

1) Определение событий, которые должны произойти в момент t_i при переменном шаге или на интервале t_i + Dt при фиксированном постоянном шаге.

2) Обслуживание этих событий, т.е. выполнение соответствующих им действий.

3) Определение нового значения модельного времени либо путем приращения на Dt при постоянном шаге, либо путем приращения на Dt_i при переменном шаге, где Dt_i определяется моментом появления следующего события.

4) Проверка условий окончания процесса моделирования. Если они не выполнены, то переход к пункту 1).

 

Основные понятия, используемые в информационных моделирующих системах.

Функциональное действие.

Любая система состоит из отдельных устройств, а каждое устройство предназначено для выполнения каких-либо функций. Выполнение этих функций может быть представлено как последовательность выполнений простейших операций. Каждая такая операция называется функциональным действием.

Пример1: Работа на станке: установка, обработка, съем детали – последовательность функциональных действий. В свою очередь, обработка детали может быть представлена более простыми операциями.

Пример2: Накопитель на жестком магнитном диске. Считывание данных: позиционирование головки, появление нужной записи под головкой (время ожидания), считывание и передача данных.

 

3.2. Активность.

Активность - это состояние устройства во время выполнения функционального действия. Основная характеристика активности – ее длительность. Говорят, что устройство активно, если к нему был запрос, и оно выполняет функциональные действия по обработке этого запроса. В частности, можно сказать, что устройство активно, если в него поступила заявка, и оно находится в состоянии обслуживания этой заявки. Переход устройства в состояние активности называется инициацией активности.

 

3.3.Событие.

Событие – это изменение состояния системы в результате выполнения какого-либо функционального действия. Если активность – это процесс, характеризуемый каким-либо функциональным действием и интервалом времени, на котором он выполняется, то событие – это мгновенное функциональное действие с нулевым временем выполнения.

Событие характеризуется не интервалом, а моментом времени, в который оно происходит. Активность инициируется каким-либо событием и завершается каким-либо событием. Переход устройства в состояние активности – это событие, выход из него – тоже событие.

 

Условно можно изобразить это следующим образом:

 

С₁ активность С₂

А t

Пример: Пусть имеем систему, в состав которой входят: два НМД (накопителя на магнитных дисках) и устройство управления вместе с каналом, через который происходит обмен данными между НМД и оперативной памятью.

 

Запросы от процессора могут быть направлены к каждому из двух НМД. При появлении запроса определяется, свободен ли запрашиваемый НМД и если это так, то начинается позиционирование его головок в требуемое положение. Если НМД занят, запрос помещается в очередь. После завершения позиционирования головок определяется, свободен ли канал. Если канал занят, запрос помещается в очередь. Если канал свободен, он начинает выполнять передачу информации и остается занятым до окончания этой операции.

По окончании передачи данных НМД и канал освобождаются, и начинается обработка запросов, находящихся в очереди.

Таким образом, обращение к НМД (запрос) инициирует процесс, состоящий из двух активностей: активности позиционирования и активности канала. Время позиционирования определяется временем перемещения блока головок на требуемую дорожку. Время активности канала складывается из времени поворота диска в нужное положение и времени передачи данных. Последовательность запросов можно изобразить следующей диаграммой:

Запрос к НМД2 С1 А1 С2 А2 С3

Второй запрос к НМД1 С1 А1 С2 А2 С3

 

Первый запрос к НМД1 С1 А1 С2 А2 С3

Здесь:

С1 – запросы процессора к НМД;

А1, А2 – активности позиционирования головок и работы каналов;

С2, С3 – события, соответствующие завершению активности;

- состояния активности;

- ожидание выполнения некоторых условий для перехода в состояние активности.

Первый запрос к НМД1 (событие С1) инициирует установку головок (активность А1), а конец ее – событие С2 – инициирует работу канала – активность А2. Второй запрос к НМД1 во время активности А1 помещается в очередь и удовлетворяется лишь по окончании активности А2 по первому запросу. Выполнение А2 по второму запросу после позиционирования головок НМД1 начинается лишь после того как освободится канал, занятый работой с НМД2.

 

3.4.Процесс.

Процесс – это причинно-следственная последовательность функциональных действий, описывающих работу какого-либо устройства или части системы. Процесс можно также определить как последовательность взаимосвязанных событиями активностей.

Понятия «активность» и «процесс» - относительные. Процесс по отношению к простым функциональным действиям можно рассматривать как активность по отношению к более сложным функциональным действиям.

 

Пример: процесс обмена информацией между винчестером и ОЗУ состоит из трех активностей:

1. Установка головок считывания.

2. Задержка на время поворота диска до нужного положения.

3. Передача данных.

В свою очередь, этот процесс обмена информацией можно рассматривать как активность по отношению к процессу более высокого уровня, а именно выполнению программы, включающему две активности: обмен информацией с диском и вычисления.

 

Транзакт.

Транзакт – это заявка, инициирующая появление события или переход устройства либо процесса в состояние активности. Транзакт может появляться в системе от внешнего источника – генератора заявок, или транзактов.

По отношению к транзакту могут выполняться следующие действия. Транзакт может:

1. Занимать устройство на время его активности.

2. Покидать устройство для занятия следующего устройства.

3. Становиться в очередь, если устройство занято.

4. Исчезать после выполнения системой всех видов запланированных действий над транзактом.

Понятие «транзакт» обычно используется при моделировании СМО. Моделирование СМО – это моделирование процесса прохождения транзакта через эту систему на структурном уровне (то есть без выполнения каких-либо действий над транзактом, кроме задержки на время его обслуживания).

Таким образом, моделирование СМО – это моделирование маршрутов прохождения транзактов через СМО с учетом их задержки в отдельных устройствах СМО.

 

Агрегат

Агрегат – то же что процесс, но там в процессе активности как то изменяется сигнал.