Описание возможных улучшений в работе системы

Время прихода пользователей в машинный зал и время обслуживания на ЭВМ изменить невозможно, потому что это независящие от нас величины. Вследствие этого были проведены 2 вида экспериментов с длиной очереди.

а) При уменьшении длины очереди были получены следующие результаты:

 

Размер длины очереди	Коэф. занятости устройства	Коэф. занятости очереди	Кол-во отказов
7	0,989	0,889	36
5	0,989	0,915	28
3	0,989	0,951	40
1	0,989	0,966	42

 

Данный вид экспериментов не эффективен, потому что количество отказов увеличивается. Полностью выходная статистика приведена в приложении 3.

б) При увеличении длины очереди были получены следующие результаты:

 

Размер длины очередиКоэф. занятости устройстваКоэф. занятости очередиКол-во отказов
7	0,989	0,889	36
15	0,989	0,792	28
25	0,989	0,670	18
35	0,989	0,557	8
45	0,989	0,450	0

 

Данный вид экспериментов тоже не эффективен, потому что наличие большой очереди не привлекает внимание пользователей, хотя система становится безотказной. Полностью выходная статистика приведена в приложении 4.

Можно повысить эффективность машинного зала добавив вторую ЭВМ (листинг программы приведен в приложении 5, результаты моделирования приведены в приложении 6).

Как видно из статистики на обоих ЭВМ обрабатывается примерно поровну заявок. Если учесть, что одна единица модельного времени равна одной минуте, то время работы машинного зала уменьшилось до 17,06 часов (в исходной модели время работы составило 24,21 часов). В очереди максимум находилось 3 заявки или пользователя. Очевидно, что данная модель функционирования машинного зала приближена к реальным условиям работы как пользователей, так и ЭВМ.

Согласно формулам (7.1) и (7.2) рассчитаем Р_отк и К_з.

 

N₀=100; N₁= 0; t_{p 1} = 14,61; t_{p 2}=14,21 T=1028, где

t_{p 1} - время решения одной задачи на ЭВМ1;

t_{p 2} - время решения одной задачи на ЭВМ2;

N₀- число обслуженных пользователей;

N₁- число пользователей, получивших отказ;

T - общее имитируемое время работы машинного зала.

 

 

По результатам моделирования и аналитического расчета видно, что коэффициенты загрузки ЭВМ1 и ЭВМ2 примерно одинаковы.

Т.к. получается безотказная система, то необходимость в ограничении на очередь нет. По результатам моделирования среднее количество пользователей в очереди составляет 0,63.

 

Заключение

 

О работе системы можно судить по количеству заявок на выходе системы относительно того, сколько заявок на входе.

Анализируя полученные результаты видно, что при установке второй ЭВМ производительность системы увеличилась (она стала безотказной). Вследствие этого, отпала необходимость в установке ограничений на количество пользователей в очереди. Если о эффективности работы машинного зала судить по коэффициенту загрузки ЭВМ, то работа зала с двумя ЭВМ эффективнее на 0,421 (К_з - (К_з1 + К_з2)). При установке второй ЭВМ уменьшилось общее время работы зала (с 1453 единиц модельного времени до 1028 единиц модельного времени), также уменьшилось среднее количество пользователей в очереди (с 6,22 до 0,63).

Поэтому, оценивая количественные и качественные характеристики, оптимальным будем считать результат, полученный при моделировании работы машинного зала с двумя ЭВМ.

Сделаем вывод о том, что улучшить работу системы можно при увеличении количества ЭВМ до двух.

 

Список литературы

 

1. Советов Б.Я., Яковлев С. А. Моделирование систем. - М.:Высш. шк.,2003.

2. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. Практикум. - М.:Высш. шк.,2007.

3. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. - М.:Наука, 1969.

4. Вентцель Е.С. Исследование операций. - М.:Радио и связь,1972.

Приложение 1

 

Листинг программы

 

SIMULATE    \\ начало процесса моделирования

MESTO STORAGE 7 \\ Задание емкости очереди

GENERATE 10,5    \\ генерация заявок через 10 единиц модельно

                                                             \\  го времени с отклонением 5 единиц

40 GATE SNF MESTO,ZZZ \\ проверка на наличие свободного                                                                                   \\места в очереди

TRANSFER, BYE  \\ пересылка сообщения по метке BYE

ZZZ ENTER MESTO \\ позволяет вошедшему сообщению ис                                                                   \\пользовать очередь MESTO

SEIZE WORK \\ сообщение занимает устройство WORK

LEAVE MESTO \\ освобождение места в очереди MESTO

ADVANCE 15,5      \\ обработка сообщения

RELEASE WORK   \\ освобождение устройства WORK

BYE TERMINATE 1 \\ уничтожение заявки

START 100    \\ моделирование 100 заявок

Приложение 2

 

Выходная статистика

_TIME END_TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES FREE_MEMORY

1453 9 1 1 15760

LOC BLOCK_TYPE ENTRY_COUNT CURRENT_COUNT RETRY

1 GENERATE 143 0 0

2 GATE 143 36 0

3 TRANSFER 26 0 0

ZZZ ENTER 107 6 0

5 SEIZE 101 1 0

6 LEAVE 100 0 0

7 ADVANCE 100 0 0

8 RELEASE 100 0 0

BYE TERMINATE 100 0 0

ENTRIES UTIL. AVE._TIME AVAILABLE OWNER PEND INTER RETRY DELAY101 0.989 14.24 1 101 0 0 0 6

CAP. REMAIN. MIN. MAX. ENTRIES AVL. AVE.C. UTIL. RETRY DELAY

MESTO 7 0 0 7 107 1 6.22 0.889 0 36

Приложение 3

 

Выходная статистика при уменьшении размера очереди

 

·   20 MESTO STORAGE 5

_TIME END_TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES FREE_MEMORY

1453 9 1 1 15760LOC BLOCK_TYPE ENTRY_COUNT CURRENT_COUNT RETRY

1 GENERATE 143 0 0

2 GATE 143 38 0

3 TRANSFER 22 0 0

ZZZ ENTER 105 4 0

5 SEIZE 101 1 0

6 LEAVE 100 0 0

7 ADVANCE 100 0 0

8 RELEASE 100 0 0

BYE TERMINATE 100 0 0ENTRIES UTIL. AVE._TIME AVAILABLE OWNER PEND INTER RETRY DELAY101 0.989 14.24 1 101 0 0 0 4CAP. REMAIN. MIN. MAX. ENTRIES AVL. AVE.C. UTIL. RETRY DELAY5 0 0 5 105 1 4.57 0.915 0 38

 

·   20 MESTO STORAGE 3

_TIME END_TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES FREE_MEMORY

1453 9 1 1 15760LOC BLOCK_TYPE ENTRY_COUNT CURRENT_COUNT RETRY

1 GENERATE 143 0 0

2 GATE 143 40 0

3 TRANSFER 9 0 0

ZZZ ENTER 103 2 0

5 SEIZE 101 1 0

6 LEAVE 100 0 0

7 ADVANCE 100 0 0

8 RELEASE 100 0 0

BYE TERMINATE 100 0 0ENTRIES UTIL. AVE._TIME AVAILABLE OWNER PEND INTER RETRY DELAY101 0.989 14.24 1 101 0 0 0 2CAP. REMAIN. MIN. MAX. ENTRIES AVL. AVE.C. UTIL. RETRY DELAY3 0 0 3 103 1 2.85 0.951 0 40

 

·   20 MESTO STORAGE 1

_TIME END_TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES FREE_MEMORY

1453 9 1 1 15760LOC BLOCK_TYPE ENTRY_COUNT CURRENT_COUNT RETRY

1 GENERATE 143 0 0

2 GATE 143 42 0

3 TRANSFER 5 0 0

ZZZ ENTER 101 0 0

5 SEIZE 101 1 0

6 LEAVE 100 0 0

7 ADVANCE 100 0 0

8 RELEASE 100 0 0

BYE TERMINATE 100 0 0ENTRIES UTIL. AVE._TIME AVAILABLE OWNER PEND INTER RETRY DELAY101 0.989 14.24 1 101 0 0 0 0CAP. REMAIN. MIN. MAX. ENTRIES AVL. AVE.C. UTIL. RETRY DELAY

MESTO 1 0 0 1 101 1 0.97 0.966 0 42

Приложение 4

 

Выходная статистика при увеличении размера очереди

·   20 MESTO STORAGE 15

START_TIME END_TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES FREE_MEMORY

1453 9 1 1 15760LOC BLOCK_TYPE ENTRY_COUNT CURRENT_COUNT RETRY

1 GENERATE 143 0 0

2 GATE 143 28 0

3 TRANSFER 51 0 0

ZZZ ENTER 115 14 0

5 SEIZE 101 1 0

6 LEAVE 100 0 0

7 ADVANCE 100 0 0

8 RELEASE 100 0 0

BYE TERMINATE 100 0 0ENTRIES UTIL. AVE._TIME AVAILABLE OWNER PEND INTER RETRY DELAY101 0.989 14.24 1 101 0 0 0 14CAP. REMAIN. MIN. MAX. ENTRIES AVL. AVE.C. UTIL. RETRY DELAY15 0 0 15 115 1 11.88 0.792 0 28

·   20 MESTO STORAGE 25

START_TIME END_TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES FREE_MEMORY

1453 9 1 1 15760LOC BLOCK_TYPE ENTRY_COUNT CURRENT_COUNT RETRY

1 GENERATE 143 0 0

2 GATE 143 18 0

3 TRANSFER 91 0 0

ZZZ ENTER 125 24 0

5 SEIZE 101 1 0

6 LEAVE 100 0 0

7 ADVANCE 100 0 0

8 RELEASE 100 0 0

BYE TERMINATE 100 0 0ENTRIES UTIL. AVE._TIME AVAILABLE OWNER PEND INTER RETRY DELAY101 0.989 14.24 1 101 0 0 0 24CAP. REMAIN. MIN. MAX. ENTRIES AVL. AVE.C. UTIL. RETRY DELAY25 0 0 25 125 1 16.75 0.670 0 18

·   20 MESTO STORAGE 35

START_TIME END_TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES FREE_MEMORY

1453 9 1 1 15760LOC BLOCK_TYPE ENTRY_COUNT CURRENT_COUNT RETRY

1 GENERATE 143 0 0

2 GATE 143 8 0

3 TRANSFER 117 0 0

ZZZ ENTER 135 34 0

5 SEIZE 101 1 0

6 LEAVE 100 0 0

7 ADVANCE 100 0 0

8 RELEASE 100 0 0

BYE TERMINATE 100 0 0ENTRIES UTIL. AVE._TIME AVAILABLE OWNER PEND INTER RETRY DELAY101 0.989 14.24 1 101 0 0 0 34CAP. REMAIN. MIN. MAX. ENTRIES AVL. AVE.C. UTIL. RETRY DELAY35 0 0 35 135 1 19.49 0.557 0

·   20 MESTO STORAGE 45

START_TIME END_TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES FREE_MEMORY

1453 9 1 1 15776LOC BLOCK_TYPE ENTRY_COUNT CURRENT_COUNT RETRY

1 GENERATE 143 0 0

2 GATE 143 0 0

3 TRANSFER 143 0 0

ZZZ ENTER 143 42 0

5 SEIZE 101 1 0

6 LEAVE 100 0 0

7 ADVANCE 100 0 0

8 RELEASE 100 0 0

BYE TERMINATE 100 0 0ENTRIES UTIL. AVE._TIME AVAILABLE OWNER PEND INTER RETRY DELAY101 0.989 14.24 1 101 0 0 0 42CAP. REMAIN. MIN. MAX. ENTRIES AVL. AVE.C. UTIL. RETRY DELAY45 2 0 43 143 1 20.25 0.450 0 0

Приложение 5

 

Листинг программы при добавлении второй ЭВМ

 

SIMULATE \\ начало процесса моделирования

GENERATE 10,5 \\ генерация заявок через 10 единиц модельно

                                                   \\  го времени с отклонением 5 единиц

TRANSFER 0.5,ZZZ,WWW \\ пересылка сообщения по меткам

ZZZ QUEUE MESTO \\ занятие очереди

SEIZE IBM1   \\ заявка занимает устройство IBM1

DEPART MESTO   \\ освобождение очереди

ADVANCE 15,5 \\ обработка сообщения

RELEASE IBM1 \\ освобождение устройства

TRANSFER,BYE   \\ пересылка сообщения по метке BYE

WWW QUEUE MESTO            \\ занятие очереди

110 SEIZE IBM2    \\ заявка занимает устройство IBM2

120 DEPART MESTO \\ освобождение очереди

ADVANCE 15,5 \\обработка сообщения

RELEASE IBM2 \\ освобождение устройства WORK

TRANSFER,BYE   \\ пересылка сообщения по метке BYE

BYE TERMINATE 1 \\ уничтожение заявки

190 START 100 \\ моделирование 100 заявок

Приложение 6

 

Выходная статистика системы с двумя ЭВМ

 

START_TIME END_TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES FREE_MEMORY

1028 15 2 0 17456

LOC BLOCK_TYPE ENTRY_COUNT CURRENT_COUNT RETRY

1 GENERATE 103 0 0

2 TRANSFER 103 0 0

ZZZ QUEUE 55 1 0

4 SEIZE 54 0 0

5 DEPART 54 0 0

6 ADVANCE 54 1 0

7 RELEASE 53 0 0

8 TRANSFER 53 0 0

WWW QUEUE 48 0 0

10 SEIZE 48 1 0

11 DEPART 47 0 0

12 ADVANCE 47 0 0

13 RELEASE 47 0 0

14 TRANSFER 47 0 0

BYE TERMINATE 100 0 0

ENTRIES UTIL. AVE._TIME AVAILABLE OWNER PEND INTER RETRY DELAY54 0.767 14.61 1 102 0 0 0 148 0.663 14.21 1 101 0 0 0 0

MAX CONT. ENTRIES ENTRIES(0) AVE.CONT. AVE.TIME AVE.(-0) RETRY

MESTO 3 2 103 45 0.63 6.27 11.14 0