Работа с графическим конструктором

В СИСТЕМЕ PILGRIM

Конструктор моделей состоит из программного файла gem.exe, файлов настроек с расширением ini, файла помощи и примеров ими­тационных моделей. При запуске gem.exe на выполнение перед пользователем появляется основное окно, содержащее меню, панель «горячих кнопок», панель инструментов, информационную строку (рис. 5.4). Область построения графа модели пуста, для редактиро­вания необходимо создать новую модель либо загрузить ранее со­храненную. Рассмотрим сначала выполняемые конструктором опе­рации с файлами.

Всю информацию о модели конструктор сохраняет в файле с расширением «pgf» (Pilgrim graph file). При создании законченной версии имитационной модели пользователь может генерировать программный файл Pilgrim с расширением «срр» (с plus plus). Этот файл далее компилируется в среде Visual C++ с подключением не­обходимых библиотек и ресурсов Pilgrim. Создаваемый конструкто­ром программный файл с расширением «срр» при своей генерации

теряет связь с моделью, т.е. его редактирование никоим образом не отразится на модели, редактируемой с помощью конструктора. Та­ким образом, создание модели необходимо целиком выполнять с помощью конструктора (исключение составляют пользовательские библиотеки, используемые для расширения возможностей модели). При работе с моделью рекомендуется периодично сохранять резуль* таты работы, оставляя копии рабочих версий модели.

Создание новой модели, сохранение и загрузка версий выполня­ются выбором соответствующих пунктов раздела «Файл» основного меню программы или через «горячие кнопки».

Редактирование графа модели. В основе любой имитационной модели лежит граф взаимодействия ее процессов. Выделим типовые действия редактирования графа модели. Это добавление новых уз­лов, их перемещение в области построения, удаление существую-

щих, определение маршрутов переходов транзактов, или ссылок. В конструкторе все перечисленные действия выполняются «перетяги­ванием» объекта, обозначающего тип требуемого узла или действия,, из панели инструментов в область построения графа. Панель инст­рументов в левой части окна редактора содержит значки, обозна­чающие узлы системы.

В панели инструментов находится набор значков всех типов уз­лов системы (см. рис. 5.1). Следует заметить, что для нескольких различных типов узлов может существовать одно и то же обозначе­ние. Например, квадратом обозначаются узлы типа queue, send и attach. Поэтому под каждым значком с изображением узла находится кнопка с текущим типом создаваемых узлов данного обозначения. Для изменения типа достаточно щелкать мышью по кнопке с именем типа до появления необходимого. '

Местоположение узла в плоскости построения графа не несет никакой смысловой нагрузки с точки зрения логики модели. Поэто­му конструктор позволяет свободно перемещать узлы так, чтобы граф модели был удобен для восприятия. При перемещении узлов также используется технология перетягивания объектов.

Аналогичным образом выполняется удаление узла: в панели ин­струментов необходимо захватить значок удаления узла и перета­щить его на узел, который требуется удалить. Узел будет удален вместе со всеми входящими и исходящими ссылками. Дополнитель­ные условия возникают при удалении узлов, содержащих переход на нижнюю плоскость. Например, если требуется удалить узел типа parent, то конструктором проверяется условие пустой детализирую­щей плоскости. Алгоритм конструктора не позволит удалить узел типа parent, пока на детализирующей его плоскости находится хотя бы один узел, так как это приведет к его потере. Чтобы упростить удаление множества узлов на плоскости, к которой ссылается, к примеру, parent, в меню «плоскость» существует специальный пункт «удалить все узлы текущей плоскости».

Несколько по-иному, чем для parent, реализовано разрешение на удаление узлов обращения к подпрограмме, т. е. pay, rent, down. Ес­ли в модели имеется плоскость-подпрограмма для единственного узла pay, rent или down, то его нельзя удалить, пока плоскость не пуста (так же как в случае с parent). Если же к подпрограмме обра­щаются несколько узлов типа pay, rent или down, то конструктор позволяет удалить любой из них, так как в этом случае плоскость-подпрограмма не теряется, поскольку продолжают существовать 172

сылки, на нее указывающие. Таким образом, смысл условий удале-узлов, порождающих плоскости, крайне прост: необходимо, 5ы в модели не был потерян ни один узел. Создание ссылок, или путей переходов транзактов, происходит недующим образом: в панели инструментов захватывается значок |ваправленной в экран стрелки (перекрестие, заключенное в круг) и деремещается на узел-источник транзакта. При отпускании кнопки f мыши за курсором потянется стрелка, обозначающая ссылку с невы-. эранным узлом-приемником транзакта. Для выбора узла-приемника

(

необходимо щелкнуть по нему мышью, в результате чего создастся новая ссылка. Созданные ссылки отображаются на экране в виде направленных стрелок, имеющих три звена. Звенья не несут никакой смысловой нагрузки и служат для удобства отображения графа на -плоскости. Две промежуточные точки между звеньями выделены ' небольшими кругами, захватывая и перемещая которые можно при­дать стрелке нужную форму.

Следует помнить, что некоторые типы узлов не могут иметь 1 входящие или, напротив, исходящие ссылки. Конструктором посто-| янно выполняется проверка корректности действий пользователя, I запрещающая заведомо недопустимые преобразования графа моде­ли, в частности создание неправильных ссылок.

Определение параметров узла. Каждый узел модели характе­ризуется множеством параметров: типом, порядковым номером, I именем, принадлежностью к плоскости, ссылками и условиями пе­реходов, встроенным программным текстом, а также непосредствен­но параметрами, определяемыми спецификой типа узла, такими, как закон распределения для узла типа serv, приоритет для queue и т.п. Для просмотра или редактирования параметров узла необходимо дважды щелкнуть по нему левой кнопкой мыши либо один раз щелкнуть по узлу правой кнопкой, в результате чего отобразится всплывающее меню, и выбрать в нем пункт «параметры узла». Поя­вится диалоговое окно, определяющее параметры. На рис. 5.5 пока­зано окно параметров узла типа serv, номер 101, имеющего имя «Производство». Необходимо пояснить некоторые компоненты окна и способы работы с ними.

Номер узла присваивается конструктором при его создании. Обычно первые 100 номеров зарезервированы для узлов send - бух­галтерских счетов. Нумерация создаваемых узлов осуществляется последовательно, с номера 101. Смена номера узла возможна с по­мощью соседнего с номером диалогового поля, но не рекомендуется

для узлов, созданных ранее. Дело в том, что в тексте модели могут существовать привязки к номеру узла, созданные вручную. Конст­руктор не может их отследить, поэтому при перенумерации логика модели рушится.

Поле «Имя» содержит имя узла, отображаемое на схеме и при выполнении модели. Поле доступно для редактирования. Не реко­мендуется использовать имена, не умещающиеся в поле редактиро­вания.

Класс узла может быть выбран из списка. В списке приводятся только те типы узлов, которые имеют одинаковое обозначение. На­пример, узел типа send можно сменить на attach (но при этом изме­няется набор и смысл параметров). Поэтому функция смены типа полезна и имеет смысл только при создании нового узла;

I Поле «Плоскость» показывает, к какой плоскости принадлежит

«ел, и доступно только для просмотра.

* Модель получает дополнительную гибкость за счет использова­ния вставок C++ кода. Панель «Общий C++ текст» позволяет поль­зователю включить в процедуру обработки узла произвольный текст на языке C++. Текст делится на две части: одна выполняется до вы­зова функции узла, другая - после нее. Смысл такого разбиения за­ключается в том, что программный текст, выполняющийся до вызо­ва функции узла, может подготавливать какие-либо переменные, которые функцией будут использованы. Так, например, может быть Ьодсчитано время обслуживания транзакта перед выполнением функции узла типа serv. Программный текст, следующий после вы­зова функции узла, на ее выполнение уже никак не влияет и может ^пользоваться для обработки параметров выполненной функции ^яли подготовки параметров для других функций модели.

Узел может содержать несколько исходящих ссылок, по кото­рым способен переместиться транзакт. Выбор маршрута должен Осуществляться по условиям. Поэтому в правой нижней части окна шределейия параметров транзакта имеются поля, определяющие эти условия а также выполнение соответствующих им индивидуальных фрагментов программного кода. Выбор исходящей ссылки осущест­вляется щелчком мыши в диалоговом поле «Выходы». Как видно из рис 5 5, любой вход и выход можно удалить, нажав кнопку внизу

■списка.

! И наконец, необходимым компонентом представленного окна ^является кнопка «Определить параметры», нажатие на которую вы­зывает окно определения параметров самой функции обработки уз-!ла. Вид появляющегося диалогового окна зависит от типа узла. {Пример окна для узла типа serv приведен на рис. 5.6. I Итак, рассмотрена схема определения параметров узла типа serv. Аналогичным образом определяются параметры для узлов любого \ типа, но окно определения параметров функции узла (рис. 5.6) имеет * различный вид. Например, для узла типа queue окно содержит на­стройку единственного параметра - признака приоритета прохожде­ния транзактов, а для узлов типа term параметров функции узла и исходящих ссылок не существует вовсе.

Определение параметров инициализации/завершения моде­ли Модель имеет параметры инициализации и завершения, зада-; ваемые функциями modbeg и modend. Определение этих параметров " производится через диалоговые окна, вызываемые нажатием кнопок

«Modbeg» и «Modend»в основном окне редактора либо выбором подпунктов основного меню в разделе «Модель»

Окно определения параметров функции modbeg приведено на рис. 5.7. В его правой верхней части записывается какой-либо на­чальный текст на C++, если он необходим. Программный текст де­лится на две части: начальный C++ текст используется для подклю­чения внешних библиотек и настройки глобальных параметров; текст инициализации ресурсов подготавливает параметры конкрет­ных узлов типов attach и send. Другие поля окна позволяют редакти­ровать переменные, стандартные для функции modbeg.

Редактирование переменных функции modend осуществляется через диалоговое окно, приведенное на рис. 5.8.

Работа в плоскостях модели. При работе с большой моделью удобно пользоваться набором плоскостей построения. Для этого конструктор предлагает набор плоскостей с номерами 1 - 9, фраг­менты графов которых не пересекаются на уровне маршрутов тран-зактов. В каждой из плоскостей могут находиться узлы типа parent, pay, rent, или down, в свою очередь порождающие новые плоскости. Порождаемые плоскости имеют номера, начинающиеся с 10.

Возможны следующие операции перехода с уровня на уровень: переход на детализирующую плоскость, подъем на плоскость узла-родителя и переключение между корневыми плоскостями. Для каж­дой открытой плоскости конструктор предоставляет собственное

окно построения.

Переключение между корневыми плоскостями осуществляется через верхнюю панель управления. В правой части панели располо­жено специальное выпадающее меню, позволяющее выбирать номер корневой плоскости. При этом в информационной строке появится надпись «Корень» и номер плоскости.

Для перехода на плоскость, детализирующую узел, необходимо двазкды щелкнуть мышью по узлу-родителю. При этом в рабочей области экрана будет активизирована детализирующая плоскость, в информационной строке на панели «имя плоскости» появятся имя узла-родителя, а также номер текущей плоскости. Для плоскости необходимо задать вход и выход, как номера узлов, в которые попа­дает транзакт при переходе на плоскость из порождающего узла и из которого происходит возврат на верхнюю плоскость. Узел-вход и узел-выход обозначены на графе входящей стрелкой из левого верх­него угла рабочей области и исходящей в правый верхний угол об­ласти соответственно. До тех пор пока вход и выход плоскости не определены, в информационной строке панели красным цветом бу­дет выведено «Вход не назначен» и «Выход не назначен». Чтобы назначить вход и выход, необходимо на левой панели нажать кнопку «Слой». При этом будет выведено диалоговое окно (рис. 5.9).

Возврат на плоскость, которой принадлежит порождающий узел (т.е. на уровень выше), выполняется нажатием кнопки «подняться на уровень вверх» в панели «горячих кнопок» или выбором аналогич­ного подпункта основного меню из раздела «Уровень».

Для удобства навигации в многослойной модели предусмотрено диалоговое окно, отображающее иерархическую зависимость между плоскостями или узлами модели (рис. 5.10).

Определение переменных модели. Конструктор обеспечивает пользователя простым блоком диалога, который позволяет задавать имя, тип и начальное значение переменных (рис. 5.11).

■1-Ув

При вводе новой переменной обязательными параметрами явля­ются имя и тип, значение пользователь может указывать по своему усмотрению.

Дополнительные функции. Конструктор содержит ряд функ­ций, позволяющих сделать работу пользователя более удобной и простой. Ниже приведен перечень сервисных функций, реализован­ных в конструкторе.

Изменения настроек экрана. Изменение настроек экрана вы­полняется через диалоговое окно, изображенное на рис. 5.12 (основ­ное меню, пункт «Настройки»).

Пользователь-разработчик модели может по своему усмотрению изменять масштаб, цвет фигур и фона, показать или скрыть панель инструментов и установить признак прямых стрелок. Можно рабо­тать на мониторах с различным разрешением и размером диагонали, поэтому очевидна необходимость изменения масштаба в области построения графа (т.е. размеров фигур, обозначающих узлы, стре­лок, надписей и других изображений). Разработчик может размес­тить на одной плоскости большое количество узлов; чтобы их уви­деть на одном экране, необходимо уменьшить масштаб. Механизм масштабирования дополняют линейки прокрутки, располагающиеся по бокам рабочей области построения графа.

Если признак прямых стрелок выключен, то при перемещении узла внутри плоскости промежуточные звеньевые точки стрелок, привязанных к нему, будут оставаться на месте, а при включенном признаке стрелки будут постоянно иметь прямой вид.

Проверка корректности модели. Конструктор проводит про­верку двумя независимыми способами:

[ • не позволяет осуществлять заведомо ложные действия при ре­дактировании пользователем модели; I • имеет возможность проверки графа в целом. I Результат проверки графа выдается в окне, приведенном на 1рис. 5.13, как список ошибок возможных и ошибок явных, не позво-[ ляющих генерировать программный Pilgrim-файл. К явным ошибкам I относятся отсутствие выходов или входов узла и неопределенные I вход/выход плоскости.

Процедура проверки корректности графа вызывается автомати­чески при запросе пользователя сгенерировать программный Pilgrim-файл, а'также в любой момент времени из пункта «Выпол­нить» основного меню. При этом осуществляется проверка модели целиком, независимо от того, в какой плоскости работает пользова-

тель.

ь.

План бухгалтерских счетов. При моделировании бухгалтер­ских проводок необходимо знать номер счета-приемника. Поскольку номер любого счета - это номер узла, его моделирующего, то для того, чтобы проще ориентироваться в их нумерации, существует ин­формационное окно, отображающее номера и названия счетов. Это

5. Из панели узлов в левой части экрана перетащим в плоскость построения узлы типов parent, serv. В панели узлов также найдем узел типа ag и щелкнем мышью по узлу ag. Надпись на панели сме­нится на term. Добавим в плоскость построения два узла типа term. Расположим узлы в рабочей области так, как показано на рис. 5.15.

«Производство». После отпускания кнопки мыши за курсором потя­нется стрелка. Далее необходимо щелкнуть мышью по узлу «Отчет А», в результате чего появится стрелка, символизирующая маршрут прохождения транзактов из узла «Производство» в «Отчет А». Ана­логичную операцию повторим, задав маршруты из узла «Производ­ство» в «Отчет А» и из «Object 101» в «Производство».

Предостережение. Необходимо сначала указывать узел-источник и потом - узел-приемник. Последующая смена направле­ния невозможна. При создании неверного маршрута необходимо его удалить через свойства узла и потом задать новый. По окончании этого этапа должен появиться экран, подобный приведенному на рис. 5.16.

 

6. Зададим имена узлов. Для этого нужно дважды щелкнуть мы­
шью по каждому из узлов и в появившемся диалоговом окне в поле
«Имя» вместо находящегося там «Object...» ввести: «Производство»
для узла 102; «Отчет А» для узла 103, «Отчет В» для узла 104. Узел
101 будет содержать подуровень формирования заказов; он будет
рассмотрен позже.

7. Определим маршруты транзактов. Для этого захватим изобра­
жение круга с перекрестием на панели узлов и перетащим на узел

 

8. Создадим плоскость формирования заявок. Дважды щелкнем
по узлу «Object 101», в результате чего получим новую пустую
плоскость 10 с именем «Object 101». В этой плоскости теми же опе­
рациями, что и ранее, создадим граф, как показано на рис. 5.17. Ос­
танемся в этой плоскости.

9. Можно увидеть, что в информационной строке в нижней части
экрана красным цветом отображены надписи «Вход не назначен» и
«Выход не назначен». В нашем случае плоскость 10 не будет иметь

эхода, так как сама предназначена для генерации заявок, однако вы­ход необходимо назначить. В левой части экрана щелкнем по кнопке «Слой». В диалоговом окне введем имя слоя «Заказы» и выход 107. Вход установим на значение «попе», т.е. отсутствующий. Результат приведен на рис. 5.18. После нажатия кнопки «ОК» одна из красных надписей в информационной строке будет заменена на «Выход: Н)7».

Шаг II. Определение глобальных переменных модели.

Определим переменные модели. Очевидно, для работы может понадобиться переменная времени обслуживания заявки. На левой панели щелкнем по кнопке «Переменные». Появится соответствую­щее диалоговое окно (рис. 5.19). В нем необходимо ввести: имя пе­ременной procjime, тип переменной float. Значение можно не ука­зывать, так как оно будет определяться при выполнении модели в зависимости от типа продукции.

Шаг III. Определение свойств узлов.

1. Определим свойства узлов плоскости 10. Узел 105 будет фор­
мировать заказы типа А, узел 106 - типа В. Необходимо дважды
щелкнуть мышью по узлу 105, в результате, чего появится диалого­
вое окно «Свойства узла». В нем щелкнуть по кнопке «Определить
параметры», В результате появится окно определения параметров
узлов типа ag (рис. 5.20). Очевидно, для заявок типа А значение
«Приоритет» нужно указать равным 1. На выборе закона распреде­
ления не будем останавливаться, выберем его как norm - нормаль­
ное. В строке «Мат. ожидание» введем значение 30, а «Отклонение»
примем равным 10. Повторим процедуру для узла 106. Но значение
приоритета укажем 2, математическое ожидание примем равным 5, а
отклонение - равным 2. Теперь генераторы подготовлены.

2. Аналогичным образом определим параметры для узла 107
«Очередь заявок». Здесь всего один параметр, его необходимо уста­
новить в значение «prty». Это будет означать, что заказы проходят

очередь а соответствии с приоритетами. Поэтому заявки на произ­водство продукции типа А будут проходить прежде заявок на про­дукцию типа В.

3. Определим свойства узлов плоскости 1. Начнем с узла 102 ти­
па serv. Дважды щелкнем по нему мыщью - появится диалоговое
окно «Свойства узла» (рис. 5.21). В поле «Выходы» на выберем
строку «Из 102 в 103». В поле «Условие перехода» укажем «t->pr =
= 1». Это значит, что по этой ссылке перейдут только те транзакты,
которые в качестве параметра t-»pr (приоритет) имеют значение 1. В
поле «C++ текст», располагающееся под «Условием перехода», вве­
дем строку «proc_time = 10». Далее, выбрав в поле «Выходы» строку
«Из 102 в 104», в поле «C++ текст» напишем «proc_time = 2». Щелк­
нем по кнопке «Определить параметры». В появившемся диалого­
вом окне «Serv детализация» зададим параметры: число каналов = 1;
приоритетность = abs; закон распределения = norm; математическое
ожидание = proc_time; отклонение = proc_time/2; дополнительно =
попе (рис. 5.22). Таким образом, определен обслуживающий прибор
с одним каналом и временем обслуживания, зависящим от приори­
тета транзакта.

4. Для узлов типа term параметров не существует.

Шаг IV, Определение параметров функций modbeg и modend.

1. Определим параметры функции modbeg. В левой панели инст­рументов щелкнем по кнопке modbeg либо выберем соответствую­щий пункт меню раздела «Модель». В появившемся диалоговом ок­не зададим имя модели «Очередь заказов». Параметр «Узлы» обо­значает порядковый номер последнего узла модели и рассчитывает­ся автоматически. Поле «Время» подразумевает время выполнения модели, в моделируемых единицах времени. Поскольку за единицу времени взят один день, то рассмотрим модель на отрезке времени 365 единиц, т.е. один год. Параметр «ПСЧ» служит для настройки датчика случайных чисел. Значение, отображенное по умолчанию, позволяет при каждом запуске получать различные результаты мо­делирования. Поле «Пространство» используется при пространст­венном моделировании и в нашем случае не понадобится. В поле «Задержка» необходимо ввести номер узла типа queue, информация о котором будет отображаться при выполнении модели, т.е. в нашем случае это номер 107. Поля «Поток» и «Точность» оставим без из­менений. Результат определения параметров в диалоговом окне при­веден на рис. 5.23.

2. Определим параметры функции modend. Для нашей задачи ос­тавим параметры modend, заданные по умолчанию. Вызов диалого­вого окна для ввода параметров осуществляется аналогично вызову окна modbeg.

Шаг V. Генерация текста имитационной модели в операторах Pilgrim.

Итак, модель готова. Для нее сформирован граф, заданы пере­менные, определены параметры узлов и функций. Для генерации программного файла необходимо в основном меню выбрать «Вы­полнить», а затем - «Генерировать C++ файл». При этом конструк­тором сначала будет выполнена проверка модели, в нашем случае не обнаружившая никаких ошибок или подозрительных участков на графе модели (рис. 5.24). После нажатия кнопки ОК будет выведено стандартное диалоговое окно, предлагающее сохранить файл с рас­ширением «срр». Сохраненный конструктором файл можно далее компилировать в среде Visual C++.

Программная модель, автоматически сгенерированная конструк­тором и помещенная в срр-файл, имеет следующий вид:

#include <Pilgrim.h> forward {

int fw;

int proc_time;

■• о-I

modbeg("Производство под заказ", 107, 365,

(long) time (NULL), none, 107, none,none, 2); ag("Заказы A", 105, 1, norm, 30, 10, none, 107); адСЗаказы В"⁴, 106, 2, norm, 5, 2, none, 107); network(dummy, dummy)

{

top(102):

if (t->pr ■== 1)

{ ■'■.-....

proG_time =10 fw=103;

}..... _v

else

^{ •:: ■■■ ' • -■ ■

proc_time =2

fw=104;

serv("Производство", 1, abs, norm,

proc_time, proc_time/2, none, fw); place; top(103):

term ("Отчет А¹');.

place; top(104):

term("Отчет В");
place;
top(107): ".:

queue("Очередь заказов", prty, 102);
_: place;

fault(123); }

modend("pilgrim.rep", 1, 8, page); return 0; } ' ■' ' ' ■' ■.■■' ■ ■.- ' ■ -...■■.■ ' \ -.

В тексте этой модели нет ни одной строчки, написанной вруч­ную, без использования графического конструктора. Более того, работу с конструктором вполне может освоить специалист, не очень хорошо знающий программирование.

5.5