- •Глава 1. Модель обработки запросов сервером
- •1.1. Постановка задачи
- •1.2. Создание диаграммы процесса
- •1.3. Изменение свойств блоков модели, её настройка и запуск
- •1.3.1. Изменение свойств блоков диаграммы процесса
- •1.3.2. Настройка запуска модели
- •1.3.3. Запуск модели
- •1.4. Создание анимации модели
- •1.5. Сбор статистики использования ресурсов
- •1.6. Уточнение модели согласно ёмкости входного буфера
- •1.7. Сбор статистики по показателям обработки запросов
- •1.7.1. Создание нестандартного Java класса
- •1.7.2. Добавление элементов статистики
- •1.7.3. Изменение свойств объектов диаграммы
- •1.7.4. Удаление и добавление новых полей типа заявок
- •1.8. Добавление параметров и элементов управления
- •1.9. Добавление гистограмм
- •1.10. Изменение времени обработки запросов сервером
- •1.11. Интерпретация результатов моделирования
- •Глава 2. Модель процесса изготовления в цехе деталей
- •2.1. Постановка задачи
- •2.1.1. Исходные данные
- •2.1.2. Задание на исследование
- •2.1.3. Уяснение задачи на исследование
- •2.2. Модель в AnyLogic
- •2.2.1. Исходные данные. Использование массивов
- •2.2.2. Построение событийной части модели
- •2.2.2.1. Подготовка заготовки
- •2.2.2.2. Сегменты Операция 1, Операция 2, Операция 3
- •2.2.2.3. Создание нового активного объекта
- •2.2.2.4. Создание экземпляра нового типа агента
- •2.2.2.5. Создание области просмотра
- •2.2.2.6. Переключение между областями просмотра
- •2.2.2.7. Пункт окончательного контроля
- •2.2.2.8. Склад готовых деталей. Вывод результатов моделирования
- •2.2.2.9. Склад бракованных деталей. Вывод результатов моделирования
- •2.2.3. Добавление элементов для проведения исследований
- •2.3. Интерпретация результатов моделирования
- •Глава 3. Модель функционирования направления связи
- •3.1. Постановка задачи
- •3.2. Уяснение задачи на разработку модели
- •3.3. Модель направления связи в AnyLogic
- •3.3.1. Исходные данные
- •3.3.2. Вывод результатов моделирования
- •3.3.3. Построение событийной части модели
- •3.3.3.1. Источники сообщений
- •3.3.3.2. Буфер, основной и резервный каналы
- •3.3.3.3. Имитатор отказов основного канала связи
- •3.4. Отладка модели
- •3.5. Интерпретация результатов моделирования
- •Глава 4. Модель функционирования сети связи
- •4.1. Модель в AnyLogic
- •4.1.1. Постановка задачи
- •4.1.2. Исходные данные
- •4.1.3. Задание на исследование
- •4.1.4. Формализованное описание модели
- •4.1.5. Создание новых типов агентов
- •4.1.6. Создание областей просмотра
- •4.1.7. Сегмент Абонент
- •4.1.7.1. Исходные данные
- •4.1.7.2. Результаты моделирования по каждому абоненту
- •4.1.7.3. Показатели качества обслуживания сети связи
- •4.1.7.4. Построение событийной части сегмента
- •4.1.8. Сегмент Маршрутизатор
- •4.1.8.1. Исходные данные
- •4.1.8.2. Событийная часть сегмента Маршрутизатор
- •4.1.8.2.1. Блок контроля 1
- •4.1.8.2.2. Блок Буфер 1
- •4.1.8.2.3. Блок обработки сообщений
- •4.1.8.2.4. Блок контроля 2
- •4.1.8.2.5. Блок Буфер 2
- •4.1.8.2.6. Организация входных и выходных портов
- •4.1.8.2.7. Имитатор отказов вычислительного комплекса
- •4.1.9. Сегмент Канал
- •4.1.9.1. Исходные данные
- •4.1.9.2. Событийная часть сегмента Каналы
- •4.1.9.3. Организация входного и выходного портов
- •4.1.9.4. Имитатор отказов каналов связи
- •4.1.10. Построение модели сети связи
- •4.1.11. Переключение между областями просмотра
- •4.1.12. Запуск и отладка модели
- •4.2. Интерпретация результатов моделирования
- •ГЛАВА 5. Модель функционирования системы связи
- •5.1. Модель в AnyLogic
- •5.1.1. Постановка задачи
- •5.1.2. Задание на исследование
- •5.1.3. Формализованное описание модели
- •5.1.4. Сегмент Постановка на дежурство
- •5.1.4.1. Ввод исходных данных
- •5.1.4.2. Имитация поступления средств связи
- •5.1.4.3. Распределитель средств связи
- •5.1.4.4. Создание нового активного объекта
- •5.1.4.5. Создание экземпляра нового типа агента
- •5.1.5. Сегмент Имитация дежурства
- •5.1.5.1. Ввод исходных данных
- •5.1.5.2. Вывод результатов моделирования
- •5.1.5.3. Событийная часть сегмента Имитация дежурства
- •5.1.6. Сегмент Статистика
- •5.1.6.1. Использование элемента Текстовое поле
- •5.1.6.2. Использование элемента Диаграмма
- •5.1.7. Использование способа Событие
- •5.1.8. Переключение между областями просмотра
- •5.1.9. Отладка модели
- •5.1.10. Проведение экспериментов
- •5.1.10.1. Простой эксперимент
- •5.1.10.2. Связывание параметров
- •5.1.10.3. Первый эксперимент Оптимизация стохастических моделей
- •5.1.10.5. Второй эксперимент Оптимизация стохастических моделей
- •5.1.10.6. Эксперимент Варьирование параметров
- •5.2. Интерпретация результатов моделирования
- •Глава 6. Модель функционирования Предприятия
- •6.1. Постановка задачи
- •6.1.1. Исходные данные
- •6.1.2. Задание на исследование
- •6.1.3. Уяснение задачи на исследование
- •6.2. Модель в AnyLogic
- •6.2.1. Формализованное описание
- •6.2.2. Ввод исходных данных
- •6.2.3. Вывод результатов моделирования
- •6.2.4. Построение событийной части модели
- •6.2.4.1. Имитация работы цехов предприятия
- •6.2.4.2. Имитация работы постов контроля блоков
- •6.2.4.3. Имитация работы пунктов сборки изделий
- •6.2.4.4. Имитация работы стендов контроля изделий
- •6.2.4.5. Имитация работы пунктов приёма изделий
- •6.2.4.6. Имитация склада готовых изделий
- •6.2.4.7. Имитация склада бракованных блоков
- •6.2.4.8. Организация перек между областями просмотра
- •6.3. Интерпретация результатов моделирования
- •Глава 7. Модель функционирования терминала
- •7.1. Постановка задачи
- •7.2. Модель в AnyLogic
- •7.2.1. Исходные данные и результаты моделирования
- •7.2.2. Событийная часть модели
- •7.2.3. Результаты моделирования
- •7.3. Эксперименты
- •7.3.1. Первый оптимизационный эксперимент в AnyLogic
- •7.3.2. Второй оптимизационный эксперимент в AnyLogic
- •7.4. Интерпретация результатов экспериментов
- •ГЛАВА 8. Модель предоставления ремонтных услуг
- •8.1. Постановка задачи
- •8.1.1. Исходные данные
- •8.1.2. Задание на исследование
- •8.1.3. Формализованное описание модели
- •8.2. Модель в AnyLogic
- •8.2.1. Ввод исходных данных
- •8.2.2. Вывод результатов моделирования
- •8.2.3. Построение событийной части модели
- •8.2.3.1. Сегмент Источники заявок
- •8.2.3.2. Сегмент Диспетчеры
- •8.2.3.3. Сегмент Мастера
- •8.2.3.4. Сегмент Учёт выполненных заявок
- •8.2.3.5. Отладка модели
- •8.3. Интерпретация результатов моделирования
- •Глава 9. Модель функционирования системы воздушных перевозок
- •9.1. Модель в AnyLogic
- •9.1.1. Постановка задачи
- •9.1.2. Исходные данные
- •9.1.3. Задание на исследование
- •9.1.4. Формализованное описание модели
- •9.1.5. Создание областей просмотра
- •9.1.6. Ввод исходных данных
- •9.1.7. Вывод результатов моделирования
- •9.1.8. Имитация функционирования аэропорта 1
- •9.1.8.1. Прибытие самолётов в аэропорт 1. Ожидание погрузки
- •9.1.8.2. Поступление и учёт контейнеров в аэропорту 1
- •9.1.8.3. Погрузка контейнеров в аэропорту 1
- •9.1.8.4. Полёт из аэропорта 1 в аэропорт 2
- •9.1.8.5. Ожидание разгрузки в аэропорту 1
- •9.1.8.6. Разгрузка самолётов в аэропорту 1
- •9.1.9. Имитация функционирования аэропорта 2
- •9.1.9.1. Поступление и учёт контейнеров в аэропорту 2
- •9.1.9.2. Ожидание разгрузки в аэропорту 2
- •9.1.9.3. Разгрузка самолётов в аэропорту 2
- •9.1.9.4. Ожидание погрузки в аэропорту 2
- •9.1.9.5. Погрузка контейнеров в аэропорту 2
- •9.1.9.6. Полёт из аэропорта 2 в аэропорт 1
- •9.1.9.7. Вывод результатов моделирования с использованием способа Событие
- •9.1.10. Запуск и отладка модели
- •10.1. Постановка задачи
- •10.2. Аналитическое решение задачи
- •10.3. Решение задачи в AnyLogic
- •10.4. Решение задачи в GPSS World
- •Глава 11. Решение обратных задач в AnyLogic
- •11.1. Определение среднего времени обработки группы запросов сервером
- •11.2. Определение среднего времени изготовления деталей
- •Глава 12. Задания на проектирование
- •Заключение
- •Список литературы
- •Приложение 1
- •ПРИЛОЖЕНИЕ 2
- •ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Дадим краткую характеристику объектов диаграммы.
12.Объект Source генерирует заявки определенного типа. Обычно он используется в качестве начальной точки диаграммы процесса, формализующей поток заявок. В нашем примере заявками будут запросы на обработку сервером, а объект Source будет моделировать их поступление.
13.Объект Queue моделирует очередь заявок, ожидающих приема объектами, следующими за данным в диаграмме процесса. В нашем случае он будет моделировать очередь запросов, ожидающих освобождения сервера.
14.Объект Delay задерживает заявки на заданный период времени. Он представляет в нашей модели сервер, обрабатывающий запросы.
15.Объект Sink уничтожает поступившие заявки. Обычно он используется в качестве конечной точки потока заявок (и диаграммы процесса соответственно).
1.3. Изменение свойств блоков модели, её настройка и запуск
Помним, что мы хотим сначала создать простейшую модель, в которой будем рассматривать только обработку запросов сервером.
В основе каждой дискретно-событийной модели лежит диаграмма процесса — последовательность соединенных между со-
бой объектов (Библиотеки моделирование процессов), задаю-
щих последовательность операций, которые будут производиться над проходящими по диаграмме процесса заявками.
Как вы уже знаете диаграмма процесса в AnyLogic создаётся путем добавления объектов библиотеки из палитры на диаграмму класса активного объекта, соединения их портов и изменения значений свойств блоков в соответствии с требованиями модели.
Всё, что нам нужно, чтобы сделать созданную диаграмму модели (см. рис. 1.5) адекватной постановке задачи — это изменить некоторые свойства объектов.
1.3.1. Изменение свойств блоков диаграммы процесса
Свойства объекта (как и любого другого элемента AnyLogic) можно изменить в панели Свойства.
Обратите внимание, что панель Свойства является контекстнозависимой. Она отображает свойства выделенного в текущий момент элемента. Поэтому для изменения свойств элемента нужно
14
будет предварительно щелчком мыши выделить его в графическом редакторе или в панели Проекты.
Чтобы всегда была уверенность в том, что в текущий момент в рабочем пространстве выбран именно нужный элемент, и именно его свойства вы редактируете в панели Свойства, обращайте внимание на первую строку, показываемую в панели Свойства — в ней отображается имя выбранного в текущий момент времени элемента и его тип.
Согласно принятым стандартам, объекты в диаграмме процесса обычно располагаются цепочкой слева направо, представляя собой последовательную очередность операций, которые будут производиться над заявкой.
Первым объектом в диаграмме процесса является объект класса Source. Объект source генерирует заявки определенного типа. Заявки представляют собой объекты, которые производятся, обрабатываются, обслуживаются, или еще каким-нибудь образом подвергаются действию моделируемого процесса: это могут быть клиенты в системе обслуживания, детали в модели производства, транспортные средства в модели перевозок, документы в модели документооборота, сообщения в моделях систем связи и т.д. В нашем примере заявками будут запросы на обработку данных, а объект
source будет моделировать поступление запросов на сервер.
Рис. 1.6. Свойства объекта source
15
В нашем случае объект создает заявки через временной интервал, распределенный по показательному (экспоненциальному) закону со средним значением 2 мин.
Установим среднее время поступления запросов и среднее время их обработки в секундах. Однако имеется возможность установить время в минутах, часах, днях, в чем вы убедитесь несколько позднее, когда будете устанавливать модельное время.
1.Выделите объект source. В выпадающем списке Прибывают согласно: укажите, что запросы поступают согласно Времени между прибытиями: (рис. 1.6).
2.В поле Время между прибытиями появится запись expo-
nential(1). Установите согласно постановке задачи среднее значение интервалов времени поступления запросов на сервер, изменив свойства объекта source. Для этого вместо характеристики распределения 1 введите 1/120.0.
В языке программирования Java символ / означает целочисленное деление, т.е. если оба числа целые, то и результат будет целым. В нашем случае отношение 1/120 было бы равно нулю. Для получения вещественного результата, необходимо, чтобы хотя бы одно из чисел было вещественным (double). Поэтому в качестве характеристики экспоненциального распределения (интенсивности поступления запросов) необходимо указать 1/120.0 или
1.0/120.
Следующий объект — queue. Выделите его. Он моделирует очередь заявок, ожидающих приема объектами, следующими за данным объектом в диаграмме процесса. В нашем случае он будет, как уже отмечалось, моделировать очередь запросов, ждущих освобождения сервера.
Измените свойства объекта queue (рис. 1.7).
1.Задайте длину очереди. Введите в поле Вместимость: 5. В очереди будут находиться не более 5 запросов.
2.Установите флажок Включить сбор статистики, чтобы включить сбор статистики для этого объекта. В этом случае по ходу моделирования будет собираться статистика по количеству запросов в очереди. Если же вы не установите этот флажок, то данная функциональность будет недоступна, поскольку по умолчанию она отключена для повышения скорости выполнения модели. Для вывода, например, средней длины очереди, нужно в модели предусмотреть Java код.
16
Рис. 1.7. Свойства объекта queue
Следующим в нашей диаграмме процесса расположен объект delay. Он задерживает заявки на заданный период времени, представляя в нашей модели непосредственно сервер, на котором обрабатываются запросы.
Измените свойства объекта delay (рис. 1.8).
1. Обработка одного запроса занимает примерно 3 мин. Задайте время обслуживания, распределенное по экспоненциальному закону со средним значением 3 мин. Для этого введите в поле Время задержки: exponential(1/180.0). Функция exponential() яв-
ляется стандартной функцией генератора случайных чисел AnyLogic. AnyLogic предоставляет функции и других случайных распределений, таких как нормальное, треугольное, и т. д.
2. Установите флажок Включить сбор статистики.
17