- •Имитационное моделирование систем
- •Предисловие
- •Список сокращений
- •Введение
- •Глава 1. Основные понятия моделирования систем, классификация моделей и методов с точки зрения философии, моделирование представляет собой один из методов познания мира.
- •1.1. Основные понятия теории моделирования
- •1.2. Основные методы моделирования
- •1.3. Классификация моделей
- •Глава 2. Математическое моделирование систем с использованием марковских случайных процессов
- •2.1. Элементы теории марковских случайных процессов, используемые при моделировании систем
- •2.2. Марковские цепи
- •2.3. Непрерывные цепи Маркова
- •2.4. Финальные вероятности состояний
- •Необходимые и достаточные условия существования финальных вероятностей
- •2.5. Математическое представление потока событий
- •2.6. Компоненты и классификация моделей систем массового обслуживания (смо)
- •2.7. Расчёт основных характеристик смо на основе использования их аналитических моделей
- •Одноканальные системы с отказами
- •Одноканальные системы с ограниченной очередью
- •Многоканальные системы с отказами
- •Многоканальные системы с ограниченной очередью
- •Контрольные вопросы и задания
- •Глава 3. Имитационное моделирование в среде gpss
- •3.1. Общие сведения о языке gpss
- •Основные объекты языка gpss
- •3.3. Основные блоки языка gpss
- •Поступление транзактов в модель
- •Уничтожение транзактов
- •Моделирование работы одноканальных устройств
- •Моделирование очередей
- •Моделирование многоканальных устройств (мку)
- •Изменение маршрута движения транзактов
- •Разработка модели и процесс моделирования в gpss. Пример создания модели
- •Управление процессом моделирования
- •Объекты вычислительной категории языка: переменные и функции. Сохраняемые ячейки
- •Определение и использование функций
- •Работа с параметрами транзакта, приоритеты
- •Блок mark
- •Применение в моделях копий и организация синхронизации движения транзактов
- •Использование блока test
- •Контрольные задания по моделированию Моделирование систем с условием перераспределения заявок в заданном статистическом режиме
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Основные элементы стандартного отчёта
- •Системные числовые атрибуты (сча)
- •Сча транзактов
- •Сча блоков
- •Сча одноканальных устройств
- •Сча очередей
- •Сча таблиц
- •Сча ячеек и матриц ячеек сохраняемых величин
- •Сча вычислительных объектов
- •Сча списков и групп
- •10. Какое действие выполняет этот оператор: transfer both,lab1,lab2
- •11. Какое действие выполняет этот оператор: transfer 0.4,lab1,lab2
- •12. Правильно ли описана эта команда: transfer ,met:
- •13. Какое действие выполняет этот блок: lines1 storage 2
- •Индивидуальные зачётные задания по имитационному моделированию систем
- •4. Реорганизация заправочной станции
- •8. Модель швейного цеха
- •10. Моделирование работы заправочной станции
- •11.Моделирование работы станции скорой помощи
- •13. Модель автобусной остановки
- •14.Моделирование работы кафе
- •15. Задача о конвейере
- •17.Моделирование цеха обработки
- •Алфавитно-предметный указатель
- •Рассказова Марина Николаевна имитационное моделирование систем
- •644099, Омск, Красногвардейская, 9
11. Какое действие выполняет этот оператор: transfer 0.4,lab1,lab2
а) Транзакт с вероятностью 0.4 переходит к метке lab1
б) Транзакт с вероятностью 0.6 переходит к метке lab2
в) Транзакт с вероятностью 0.6 переходит к метке lab1
12. Правильно ли описана эта команда: transfer ,met:
а) Нет, перед запятой должна стоять еще одна метка
б) Нет, перед запятой должно стоять переменная
в) Написание верно?
13. Какое действие выполняет этот блок: lines1 storage 2
а) Определяет одноканальное устройство lines1
б) Определяет 2-а одноканальных устройства lines1
в) Определяет двухканальное устройство lines1
г) Определяет 2-а двухканальных устройства lines1
14. Состояние Si является существеннымa) если нет другого состояния такого что, перейдя однажды в это состояние, система не может перейти обратно б) если нет другого состояния с большей вероятностью чем уSiв) если нет другого состояния такого что, перейдя в это состояние, система может перейти обратно
15. Марковские цепи – это цепи, для которых характерны а) дискретные состояния и дискретное время б) непрерывные состояния и дискретное время в) непрерывные состояния и время
16. Какие состояния являются существенными: а)IV,Vб)I,II,III
17. Для чего служит команда ASSIGN в языке GPSS а) для вызова ранее описанных функций б) для описания функции в) для изменения значений параметров транзакта
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Индивидуальные зачётные задания по имитационному моделированию систем
Сравнение альтернативных вариантов систем обслуживания в банке
Постройте имитационную модель и сравните оба варианта организации обслуживания клиентов в банке. Моделирование каждого варианта должно охватывать пять 6-часовых рабочих дней.
Первый вариант.
Распределение времени между приходами клиентов в банк описывается экспоненциальным распределением со средним значением 18 сек. В течение рабочего дня открыто 8 окошек кассиров. Каждый кассир выполняет только одну из пяти возможных операций, при этом в очередь к нему встают только те клиенты, которые нуждаются в выполнении соответствующей операции. Время выполнения каждой из операций имеет экспоненциальное распределение. Вероятности обслуживания клиента с выполнением определённой операции и соответствующее среднее время выполнения операций приведены в таблице.
Вид обслуживания (кассовая оперция) |
Вероятность обслуживания |
Среднее время выполнения операции (сек) |
1 |
0,10 |
45 |
2 |
0,19 |
75 |
3 |
0,32 |
100 |
4 |
0,24 |
150 |
5 |
0,15 |
300 |
Приведённая ниже таблицасодержит один из возможных вариантов распределения кассиров по операциям.
Окно кассира, в котором выполняется операция |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
Вид обслуживания (кассовая операция) |
1 |
2 |
3 |
3 |
4 |
4 |
5 |
Ни один из клиентов не требует выполнения более чем одной кассовой операции за один визит в банк. Попытайтесь найти такой вариант распределения кассовых операций по кассирам, при котором ожидание клиентов было бы минимальным.
Второй вариант.
Распределение времени между приходами клиентов в банк описывается экспоненциальным распределением со средним значением 18 сек. В течение рабочего дня открыто 8 окошек кассиров. К каждому кассиру стоит очередь. В момент прихода каждый клиент встаёт в очередь, которая является самой короткой. После обслуживания клиент уходит из банка. Обслуживание в кассе имеет 5 различных видов (кассовых операций). Время выполнения каждой из операций имеет экспоненциальное распределение. Вероятности обслуживания клиента с выполнением определённой операции и соответствующее среднее время выполнения операций приведены в таблице.
ПРОДОЛЖЕНИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ 4
Вид обслуживания (кассовая операция) |
Вероятность обслуживания |
Среднее время выполнения операции(сек) |
1 |
0,10 |
45 |
2 |
0,19 |
75 |
3 |
0,32 |
100 |
4 |
0,24 |
150 |
5 |
0,15 |
300 |
Ни один из клиентов не требует выполнения более чем одной кассовой операции за один визит в банк. Руководство банка хотело бы сократить время ожидания клиентов без привлечения к работе дополнительных кассиров. Для этого предлагается организовать «быструю» очередь. При такой организации все приходящие клиенты становятся в общую очередь, и, когда какой-либо кассир освобождается, клиент, стоящий в очереди первым, идёт к окошку этого кассира.
Обслуживание танкеров в порту
Портовый грузооборот связан с заливкой танкеров сырой нефтью для её дальнейшей транспортировки. Имеется возможность заливать одновременно до трёх танкеров. Танкеры, прибывающие в порт каждые 11 7 часов, могут быть одного из трёх различных типов. Относительная частота прихода танкеров различных типов и требуемое время для их заливки приведены втаблице.
Тип танкера |
Относительная частота |
Время заливки (ч) |
1 |
0,25 |
18 ± 2 |
2 |
0,55 |
24 ± 3 |
3 |
0,20 |
36 4 |
Прибывшему танкеру любого типа для подхода к стоянке и отхода от неё требуются услуги буксира. В порту имеется один буксир, который транспортирует танкер в один конец примерно за 1 час.
В этой части океана часто штормит, а в период шторма для танкера невозможен ни подход к стоянке, ни отход от неё. Продолжительность шторма 4 ± 2 часа, время между окончанием шторма и началом следующего подчиняется экспоненциальному распределению со средним значением в 48 часов.
Грузоотправитель намеревается заключить контракт на перевозку нефти из этого порта. Он считает, что 5 танкеров второго типа могли бы полностью удовлетворить условия контракта. После заливки и отхода от стоянки они должны плыть в пункт назначения, выгружать нефть, возвращаться в порт для новой заправки и т. д. График движения танкеров грузоотправителя предусматривает, что время их пребывания в пути (от порта заправки до порта назначения и обратно), включая выгрузку нефти, должно составлять 240 ± 24 часа.
Построить модель, имитирующую работу порта, и определить на ней, как повлияет портовый грузооборот на график движения этой группы танкеров. Моделирование провести для 1 года перевозок.
Моделирование элемента производственного процесса
С интервалом времени 5 ± 2 мин. детали поштучно поступают к станку на обработку и до начала обработки хранятся на рабочем столе, который вмещает 3 детали. Если свободных мест на столе нет, вновь поступающие детали укладываются в тележку, которая вмещает 5 деталей. Если тележка заполняется до нормы, её увозят к другим станкам, а на её место через 8 ± 3 мин. ставят порожнюю тележку. Если во время отсутствия тележки поступает очередная деталь и не находит на столе места, она переправляется к другому станку. Рабочий берёт детали на обработку, в первую очередь, из тележки, а если она пуста – со стола. Обработка деталей производится за 10 ± 5 мин.
Смоделировать процесс обработки на станке 100 деталей. Подсчитать число заполненных тележек и число деталей, поштучно переправленных к другому станку.