Анотація
У курсовій роботі проведено моделювання надходження повідомлень віддатчиків до ЕОМ та їх обробки на ЕОМ. В роботі описується вказана система,будується її концептуальна модель, робиться формальний опис системи таімітаційної моделі системи надходження повідомлень від датчиків до ЕОМ та їхобробки, виконується програмування моделі системи, проводиться випробуваннямоделі системи надходження та обробкиповідомлень від датчиків на ЕОМ і їхобробки на ЕОМ та приводяться результати моделювання вказаної системи.
Робота виконана на 22 сторінках друкованого тексту, містить 4 рисунка,4 додатки та список використаної літератури, що складається з 4 джерел.Роботу виконано українською мовою.
Аннотация
Вкурсовой работе проведено моделирование поступления сообщений от датчиков к ЭВМи их обработки на ЭВМ. В работе выполняется описание указанной системыобработки сообщений, составляется концептуальная модель системы поступления иобработки сообщений, делается формальное описание системы и имитационной моделисистемы поступления сообщений от датчиков к ЭВМ и их обработки, выполняетсяпрограммирование модели системы, проводится испытание модели системыпоступления и обработки сообщений от датчиков к ЭОМ, приводятся результатымоделирования указанной системы.
Работавыполнена на 22 страницах печатного текста, содержит 4рисунка, 4 приложения и список использованной литературы, содержащий4 источника. Работа выполнена на украинском языке.
Abstract
In this work is executed modeling of the process of entry andprocessing messages from sensors on the computer. In work is descript thesystem of entry and processing messages, is created conceptual model of thesystem of entry and processing messages, is done formal definition of thesystem of entry and processing messages and simulation model of the system ofentry and processing messages, is conducted programming of model of the systemof entry and processing messages, is conducted testing of model of the systemof entry and processing messages and is cited the results of modeling of thesystem of entry and processing messages on computer.
The work done on 22pages of the printed text contains 4 figures, 4 appendicesand reference that contain 4 sources. The work is done in the Ukrainianlanguage.
Зміст
Вступ 5
1 Опис, встановлення границьі обмежень моделювання системи обробки повідомлень від датчиків та вимірюючихпристроїв на ЕОМ 7
2 Складання концептуальноїмоделі системи надходження до ЕОМ та обробки на ЕОМ повідомлень 9
2.1 Висування гіпотез,фіксація припущень необхідних та уточнення задачі моделювання для побудовимоделі системи обробки повідомлень від датчиків та вимірюючих пристроїв на ЕОМ 9
2.2 Побудова схемифункціонування реального процесу надходження та обробки інформації від датчиків 9
3 Математичний описфункціонування системи отримання повідомлень від датчиків ЕОМ та виконання їхобробки 11
4 Опис імітаційної моделісистеми обробки повідомлень від датчиків та вимірюючих пристроїв на ЕОМ 12
5 Програмування системиобробки повідомлень від датчиків та вимірюючих пристроїв на ЕОМ 13
6 Випробування моделісистеми обробки повідомлень від датчиків та вимірюючих пристроїв на ЕОМ 16
Висновки 18
Списоквикористаної літератури 20
ДодатокА — Текст програми для моделювання процесу отримання та обробки на ЕОМповідомлень від вимірюючих пристроїв 21
ДодатокБ — Результати роботи програми для моделювання процесу надходження та обробкина ЕОМ повідомлень від датчиків 22
ДодатокВ — Текст програми для перевірки адекватності моделювання процесу надходженнята обробки на ЕОМ повідомлень від датчиків 23
ДодатокГ — Результати роботи програми для перевірки адекватності моделювання процесунадходження до ЕОМ повідомлень від датчиків 24
/>Вступ
У створюваних людиною об’єктах усіх в усіх сферахжиття дуже часто використовують різноманітні системи для моніторингу, вивченнята діагностики даних про стан вказаних об’єктів. Для побудови таких системзбору та обробки даних потрібно наперед розрахувати параметри системи збору таобробки для максимально ефективного використання такої розрахувати параметрисистеми збору та обробки та можливості корегування характеристик до їїпобудови.
Але сучасні системи збору та обробки даних відприладів та датчиків складаються з великої кількості елементів, що взаємодіютьі впливають один на одного. Дуже часто математично визначити необхідніхарактеристики неможливо, так як системи є дуже складні з нестандартнимизаконами надходження та обробки, а отже створення фізичної моделі є дорогим чинеможливим.
Для вирішення вказаної проблеми розрахункупараметрів системи збору та обробки використовують комп’ютерне моделювання. Цедозволяє спростити та прискорити визначення характеристик системи, прискорити іавтоматизувати створення системи в задані терміни з вказаними характеристиками,покращити якість та зменшити собівартість.
Метою даної курсової роботи є виконання моделюваннята отримання характеристик роботи системи обробки повідомлень від датчиків тавимірюючих пристроїв на ЕОМ , яка працює в системі управління технологічнимпроцесом. До даної ЕОМ через кожні 7±2с. надходить інформація від датчиків тавимірювальних пристроїв (440 повідомлень). До обробки на ЕОМ повідомленнянакопичуються в буферній пам’яті ємністю 1 повідомлення. Час обробкиповідомлень на ЕОМ складає 8±3 с. Динаміка технологічного процесу така, що маєсенс обробляти повідомлення, які чекають в буферній пам'яті не більше ніж 14секунд. Інші повідомлення вважаються втраченими.
В процесі виконання моделювання необхідновирішити наступні задачі :
- зробити опис системи обробки повідомлень віддатчиків та вимірюючих пристроїв на ЕОМ ;
- встановити границі та обмеження моделювання системиобробки повідомлень від датчиків та вимірюючих пристроїв на ЕОМ , яка працює всистемі управління технологічним процесом;
- скласти концептуальну модель системи обробкиповідомлень від датчиків та вимірюючих пристроїв на ЕОМ ;
- висунути гіпотези і зафіксувати припущеннянеобхідні для побудови моделі системи обробки повідомлень від датчиків тавимірюючих пристроїв на ЕОМ , яка працює в системі управління технологічнимпроцесом;
- побудувати схему функціонування реального процесунадходження та обробки повідомлень в системі надходження повідомлень віддатчиків до ЕОМ та їх обробки на ЕОМ, яка працює в системі управліннятехнологічним процесом;
- зробити математичний опис функціонування системиобробки повідомлень від датчиків та вимірюючих пристроїв на ЕОМ , яка працює всистемі управління технологічним процесом;
- виконати опис імітаційної моделі системи обробкиповідомлень від датчиків та вимірюючих пристроїв на ЕОМ , яка працює в системіуправління технологічним процесом;
- зробити програмування моделі системи обробкиповідомлень від датчиків та вимірюючих пристроїв на ЕОМ , яка працює в системіуправління технологічним процесом;
- провести випробування моделі системи обробкиповідомлень від датчиків та вимірюючих пристроїв на ЕОМ , яка працює в системіуправління технологічним процесом;
- отримати характеристики роботи системи обробкиповідомлень від датчиків та вимірюючих пристроїв на ЕОМ , яка працює в системіуправління технологічним процесом.
/>1 Опис,встановлення границь і обмежень моделювання системи обробки повідомлень віддатчиків та вимірюючих пристроїв на ЕОМ
/>Обробка інформації виконується наелектронній обчислювальній машині, яка працює в системі управліннятехнологічним процесом. До даної ЕОМ через кожні 7±2с. надходить інформація віддатчиків та вимірювальних пристроїв. До обробки на ЕОМ повідомленнянакопичуються в буферній пам’яті, після чого потрапляють для обробки впроцесор. Час обробки повідомлень на ЕОМ складає 8±3 с.
/>Виконання моделювання вказаноїсистеми потрібно провести в таких межах, де буде враховано лише основні заданіхарактеристики роботи – інтервали надходження повідомлень від датчиків таобробки заявок процесором ЕОМ, як було сказано в описі дорівнюють відповідно7±2с. та 8±3с.; ємність буферної пам’яті складає 1 повідомлення, і якщо принадходженні нового повідомлення пам'ять заповнена, повідомлення втрачається.Динаміка технологічного процесу така, що має сенс обробляти повідомлення, якічекають в буферній пам'яті не більше ніж 14 секунд. Інші повідомлення вважаютьсявтраченими.
Вплив інших факторів (наприклад затримки принадходженні повідомлень, перепони на лініях, відмови в роботі тощо) можна невраховувати.
Потрібно провести моделювання надходження лише 440повідомлень від датчиків та вимірювальних пристроїв.
/>Побудований імітатор системи повинендозволяти швидко змінювати інтервали надходження повідомлень від датчиків таінтервали обробки заявок процесором ЕОМ, ємність буферної пам’яті та термінактуальності повідомлення. Потрібно мати змогу швидко виконувати моделюваннязаданої системи обробки повідомлень від датчиків та вимірюючих пристроїв наЕОМ , при змінах кількості отриманих повідомлень від датчиків та часу їхобробки на ЕОМ.
Імітатор також має дозволяти зміну законівнадходження і обробки повідомлень при необхідності відповідних змін у заданійсистемі, а також для перевірки роботи самого імітатора з допомогою математичнихформул, шляхом порівняння результатів моделювання з математично отриманимихарактеристиками при таких законах надходження і обробки, для яких результатможливо розрахувати математичною.
При виконанні моделювання точність дозволяєтьсязменшити за рахунок отримання значень складних неперервних функційінтерполяцією по основним відомим точкам. Це дасть можливість збільшення швидкостімоделювання системи обробки повідомлень від датчиків та вимірюючих пристроїв наЕОМ .
2 Складанняконцептуальної моделі системи обробки повідомлень від датчиків та вимірюючихпристроїв на ЕОМ />
/>2.1 Висуваннягіпотез, фіксація припущень необхідних та уточнення задачі моделювання дляпобудови моделі системи обробки повідомлень від датчиків та вимірюючихпристроїв на ЕОМ
Як видно з опису системи, вона складається із такихголовних елементів: датчиків, ЕОМ та повідомлень що обробляються.
Через деякі випадкові моменти часу повідомлення віддатчиків та вимірювальних пристроїв надходять до ЕОМ, для обробки.
При надходженні нової інформації в моменти часу,коли обчислювальний пристрій зайнятий, отримана від датчиків інформаціяпотрапляє в буферну пам'ять за умови, що в ній є вільні блоки, або ж вонавтрачається.
Після потрапляння інформації до обчислювальногопристрою для обробки, яка триває певний випадковий час в заданому інтервалі, займається весь процесорний час.
Технологічного процес системи має таку динаміку, щомає сенс обробляти лише ті повідомлення, що очікують в буферній пам'яті небільш ніж 12 секунд, а інші отримані повідомлення вважаються втраченими.
Висунемо гіпотези про те, що вказана система обробкиповідомлень від датчиків та вимірюючих пристроїв на ЕОМ відноситься до класусистем масового обслуговування, тобто є дискретною стохастичною системою.Впливом таких чинників, як перешкоди на лініях, зупинки системи, можназнехтувати.
/>2.2 Побудовасхеми функціонування реального процесу надходження та обробки інформації віддатчиків
Дані, що надсилають датчики та вимірювальніпристрої, надходять до обчислювального пристрою системи обробки за рівномірнимзаконом розподілу (рисунок 1).
/>
Рисунок 1 — Схема роботисистеми обробки повідомлень від датчиків та вимірювальних пристроїв
Система обробки інформації представлена ЕОМ. Якщообчислювальний пристрій вільний, то відразу ж починається обробка даних,інтенсивність якої також змінюється за рівномірним законом розподілу; але якщообчислювальний пристрій зайнятий, інформація або потрапляє в буферну пам'ять,якщо там є вільні блоки, або ж втрачається.
3 Математичнийопис функціонування системи отримання повідомлень від датчиків ЕОМ та виконання їхобробки/>
Щоб виконати моделювання потрібно отриматиматематичний опис процесу надходження і обробки повідомлень ЕОМ, яка працює всистемі управління технологічним процесом.
З отриманої концептуальної моделі було отриманосхему взаємодії елементів даної системи обробки повідомлень від датчиків тавимірюючих пристроїв на ЕОМ . Побудована модель буде мати один процесор, якийоброблятиме деяку чергу повідомлень від датчиків. Отже, припущення про те, щодану моніторингову систему процесу надходження і обробки повідомлень на ЕОМ уможна подати у вигляді одноканальної системи масового обслуговування (СМО), єпідтвердженим. Так як у буферній пам'яті може бути не більше ніж однеповідомлення, то вказана СМО є СМО з обмеженою довжиною черги (рисунок 2).
/>
Рисунок 2 — Схема роботиСМО, яка відповідає заданій системі обробки повідомлень від датчиків
СМО, що відповідає заданій системі обробкиповідомлень від датчиків, може бути одному з трьох наступних станів:
S0 — «канал вільний»;
S1 — «канал зайнятий» (черга відсутня);
S2 — «канал зайнятий» (в черзі стоїтьодна заявка).
Так як інтервали часу надходження і обробки заявок(повідомлень) не є найпростішими (а отже – і інтенсивності надходження іобробки), то розрахувати характеристики даної системи обробки повідомленьматематично неможливо, що викликає потребу виконання імітаційного моделюванняцієї системи.
4 Описімітаційної моделі системи обробки повідомлень від датчиків та вимірюючихпристроїв на ЕОМ />
Як було показано попередньому розділі, процеснадходження повідомлень від датчиків до ЕОМ та їх обробки на ЕОМ можнапредставити у вигляді СМО. Тобто, модель заданої системи є дискретноюстохастичною системою.
Виконання імітаційного моделювання вказаного процесунадходження повідомлень від датчиків до ЕОМ та їх обробки на ЕОМ потребуєпроведення моделювання (імітацію) всіх подій, які можуть статись – отриманняінформаційних повідомлень від датчиків, вхід і звільнення пам'яті ЕОМ, втратуданих після проходження часу їх актуальності чи повністю заповненій пам'яті,обробку повідомлень обчислювальним пристроєм.
Для проведення моделювання потрібно або будеорганізувати імітацію надходження транзактів в паралельному режимі, тому що вреальній системі надходження повідомлень від датчиків до ЕОМ та їх обробки наЕОМ в один і той же момент часу можуть існувати кілька повідомлень віддатчиків.
Отже, імітатор має працювати за таким алгоритмом:
- надходження повідомлення від вимірюючого пристрою;
- знищення повідомлення, якщо пам'ять заповнена;
- постановка повідомлення в пам'ять, якщо процесорЕОМ зайнятий;
- знищення повідомлення, якщо воно вже не єактуальним;
- надходження повідомлення до обчислювальногопристрою ЕОМ;
- звільнення місця в пам'яті;
- обробка повідомлення обчислювальним пристроєм ЕОМдеякий час;
- звільнення обчислювального пристрою ЕОМ;
- знищення повідомлення.
5 Програмуваннясистеми обробки повідомлень від датчиків та вимірюючих пристроїв на ЕОМ />
Для виконання програмування моделі процесунадходження і обробки повідомлень на ЕОМ можна використати або з загальних мовпрограмування (Pascal, С++, Java) чи спеціалізованих мовах для моделюваннядискретних стохастичних моделей (Simula, GPSS/PC, GPSS/World) – при описіпотрібної імітаційної моделі було показано, що процес надходження і обробкиінформаційних повідомлень є дискретним стохастичним процесом.
Pascal – мова програмування,що дозволяє виконати моделювання обмежений час, проте в ній існують істотніобмеження на розмір пам'яті та низька швидкість виконання. Інші загальні мовипрограмування С++ та Java даютьбагато технічних засобів для побудови програми-імітатора, в якому можнаврахувати специфічні особливості процесів, що моделюються, а отримана програмазможе працювати на різних операційних платформах. Крім того мова Java має такий засіб як багатопотоковість, щоможе спростити організацію моделювання паралельного існування заявок та багатостандартних бібліотек, що дозволить спростити виконання деяких дій. Проте,написання програми з використанням багато потоковості займатиме багато часу, азміна функціонування моделі вимагатиме значних змін у програмі так як виконанняпаралельних потоків може затримуватись в залежності від завантаження процесора.
Спеціалізовані мови програмування дозволяютьвиконувати моделювання лише найбільш загальних видів моделей, але можливостейтаких мов цілком достатньо для виконання поставленої задачі моделювання процесунадходження і обробки повідомлень на ЕОМ та збору необхідної статистики, аголовною перевагою є автоматична організація одночасного існування декількохповідомлень та їх обробки. Мова Simula дозволяє встановлювати багато параметрів та характеристик моделі івикористовується для моделювання складних моделей. Мова GPSS/PC дає змогу виконувати моделювання простих моделей на ЕОМ, а тестипрограми є короткими і зрозумілими, що зменшує ймовірність помилок припрограмуванні. На відміну від GPSS/PC, яка розроблена для MS-DOS®, мова GPSS/World розроблена, для операційної системи Microsoft® Windows® івключає в себе всі можливості GPSS/PC в поєднанні з зручною графічною оболонкою,32-розрядним інтерпретатором, що швидко працює та автоматичним створеннямтекстових звітів[4].
Так як процес, що буде моделюватися є дискретнимстохастичним, не буде дуже складним, не вимагатиме завдання специфічнихпараметрів, збору особливих характеристик для статистики і моделювання будепроводитися в операційній системі Microsoft® Windows®, то найкращим засобом буде спеціалізованамова GPSS/World.
Мова для дискретних стохастичних систем GPSS/World має повну версію та безкоштовну Student-версію, яка має обмеження щодокількості транзактів та часу моделювання. Беручи до уваги те, що часмоделювання є незначним, то можна скористатися Student-версією мови GPSS/World.
При моделюванні змінимо значення блоків так, що 1секунда дорівнюватиме 100 одиницям модельного часу.
Мова GPSS/World дозволяє отримати значення основниххарактеристик компонентів системи обробки, що моделюється, завдяки тому, щопісля виконання моделювання автоматично виводиться звіт, який містить вказаніхарактеристики. Головні характеристики, що можна побачити в результуючомузвіті GPSS/WORLD такі:
Інформаціяпро пристрої
FACILITYENTRIES UTIL. AVE. TIME AVAIL. OWNER PEND INTER RETRY DELAY
Поля мають наступне призначення:
FACILITY – номер або ім'я об'єкта типу«пристрій»;
ENTRIES – кількість оброблених транзактів;
UTIL. – середній час зайнятості пристроюодним транзактом протягом періоду моделювання після останнього виконанняоператорів RESET або CLEAR;
AVAIL. – стан готовності пристроюнаприкінці періоду моделювання;
OWNER – номер останнього транзакту, щозаймав пристрій;
PEND – кількість транзактів, що очікуютьпристрій;
INTER – кількість транзактів, обробка якихперервана на пристрої у даний момент модельного часу;
RETRY – кількість транзактів, що очікуютьспеціальних умов, що залежать від стану об'єкта типу «пристрій»;
DELAY – кількість транзактів, що очікуютьможливості входу.
Інформаціяпро черги
QUEUE MAX CONT. ENTRY ENTRY(0) AVE.CONT. AVE.TIME AVE.(-0) RETRY
Поля мають наступне призначення:
QUEUE – ім'я або номер об'єкта типу«черга»;
MAX – максимальний уміст об'єкта типу чергапротягом періоду моделювання;
CONT. – поточний уміст об'єкта типу вмомент завершення моделювання;
ENTRY – загальна кількість входів у чергупротягом періоду моделювання (лічильник входів);
ENTRY(0) – загальна кількість входів учергу з нульовим часом очікування (лічильник нульових входів);
AVE.CONT. – середнє значення вмісту черги;
AVE.TIME – середній час, проведенийтранзактом у черзі з урахуванням всіх входів у чергу;
AVE.(-0) – середній час, проведенийтранзактом у черзі без обліку нульових входів у чергу;
RETRY – кількість транзактів, що очікуютьспеціальних умові, що залежать від стану об'єкта типу «черга».
Інформаціяпро об'єкти типу пам'ять
STORAGECAP. REM. MIN. MAX. ENTRIES AVL. AVE.C. UTIL. RETRY DELAY
Полямають наступне призначення:
STORAGE– ім'я або номер об'єкта типу «пам'ять»;
CAP. – обсяг пам'яті, заданого оператором STORAGE;
REM. –число одиниць вільного обсягу пам'яті в кінці періоду моделювання;
MIN. –мінімальна кількість використовуваних одиниць пам’яті за період моделювання;
MAX. –максимальна кількість використовуваних одиниць пам'яті за період моделювання;
ENTRIES– кількість входів на згадку за період моделювання;
AVL. – стан готовностіпам'яті наприкінці періоду моделювання;
AVE.C. – середнє число зайнятих одиниць пам'яті за період моделювання;
UTIL. – частинаперіоду моделювання, протягом якого пам'ять використовувалася;
RETRY – кількість транзактів, що очікуютьспеціальних умов, що залежать від стану пам'яті;
DELAY – кількість транзактів, що очікуютьможливості входу в блок ENTER.
6 Перевіркаадекватності моделі системи обробки повідомлень від датчиків та вимірюючихпристроїв на ЕОМ />
Для перевірки імітаційної моделі, дещо змінимо текст програми, видаливши перевірку часу актуальності повідомлень і змінившизаданий рівномірний закон надходження повідомлень від датчиків та їх обробки наекспоненційний закон (текст даної програми для виконання верифікації показанийв додатку В).
Це дозволитьперевірити відповідність результатів моделювання видозміненої моделі(результати моделювання видозміненої моделі приводяться в додатку Г)характеристикам, які можна отримати за допомогою математичних формул якіотримані для відповідної, еквівалентній даній моделі, найпростішоїодноканальної СМО з обмеженою довжиною черги. Інтервали часу між заявками єнезалежними і мають паусонівський (найпростіший) розподіл випадкових величин,які утворюють стаціонарний потік[1]. Для цього потоку число заявок k для будь-якого інтервалу часу має розподілза експоненційним законом. Закон описується формулою /> і дозволяє обчислити ймовірністьнадходження k заявок за інтервалчасу t.
Для найпростішого потоку з інтенсивністю λінтервал t між сусідніми подіямимає показниковий розподіл з щільністю:
/>.
Графік функції розподілу показаний на рисунку 3.
/>
Рисунок 3 — Графікщільності ймовірності експоненційного розподілу
Знайдемо вигляд закону розподілу:
/>
/>
Графік функції розподілу представлений на рисунку 4.
/>
Рисунок 4 — Графікекспоненційного розподілу
Відповідні математичніформули для розрахунку такої найпростішої одноканальної СМО з відомою довжиноючерги подаються нижче.
Кількість втраченихповідомлень розраховується за формулою[3]:
/> (1),
де N – загальна кількість повідомлень, n– довжина черги, а ρ розраховується заформулою />. Такяк інтенсивність потоку надходження />,а інтенсивність потоку обробки/>, тоρ розраховується за формулою:
/> (2),
де to — час обробки повідомлень наЕОМ, tn –інтервал надходження інформації віддатчиків та вимірювальних пристроїв
Кількість обробленихповідомлень:
Nобр=Np–Nвтр (3).
Підставивши в формулу(2) задані значення to=7 секунди і tn =8 секунд(λ=1/7, μ=1/8), отримаємо ρ=0.875. Післяпідстановки в формулу (1) задане значення N=440, n=1 і розраховане значення ρ=0.875 отримаємотеоретичну кількість втрачених повідомлень - Nвтр=167. Підставивши це значенняв формулу (3) отримаємо теоретичну кількість оброблених повідомлень: Nобр=270 повідомлень.
Розраховані дані(оброблено 270 повідомлень, втрачено 167 повідомлення) відрізняються від данихотриманих після роботи тестової імітаційної моделі (оброблено 275 повідомлень,втрачено 165 повідомлень) відповідно на 0.73% та 1.2%, що підтверджує адекватність імітаційної моделі процесу надходження іобробки повідомлень на ЕОМ.
Висновки/>
В курсовій роботі було побудовано імітаційнумодель, виконано моделювання та отримано характеристики роботи системи обробкиповідомлень від датчиків та вимірюючих пристроїв на ЕОМ , яка працює в системіуправління технологічним процесом, з такими характеристиками:
- інтервал надходженняінформації від датчиків — 7±2 с;
- час обробки повідомленьна ЕОМ — 8±3с;
- ємність буферної пам’яті– 1 повідомлення;
- час, після якогоінформація не обробляється – 14 с;
- кількість повідомлень –440.
Для виконання моделювання було вирішенонаступні задачі:
- зроблено опис системиобробки інформації від датчиків;
- встановлено границі таобмеження моделювання надходження повідомлень до ЕОМ, яка працює в системіуправління технологічним процесом;
- складено концептуальнумодель ЕОМ, яка працює в системі управління технологічним процесом;
- висунуто гіпотези ізафіксувати припущення необхідні для побудови моделі ЕОМ, яка працює в системіуправління технологічним процесом;
- побудовано схемифункціонування реальної ЕОМ, яка працює в системі управління технологічнимпроцесом;
- зроблено математичнийопис функціонування ЕОМ, яка працює в системі управління технологічнимпроцесом;
- виконано опис імітаційноїмоделі ЕОМ, яка працює в системі управління технологічним процесом;
- зроблено програмуваннямоделі ЕОМ, яка працює в системі управління технологічним процесом;
- проведено випробуваннямоделі ЕОМ, яка працює в системі управління технологічним процесом;
- отримано характеристикироботи ЕОМ, яка працює в системі управління технологічним процесом.
Після виконання моделювання системи обробкиповідомлень від датчиків та вимірюючих пристроїв на ЕОМ , яка працює в системіуправління технологічним процесом згідно заданих початкових характеристик булоз’ясовано, що з 440 повідомлень, що надійшли від датчиків до ЕОМ, булооброблено 275 повідомлення, автрачено – 165 повідомлень. Коефіцієнт завантаження ЕОМ при цьому склав 99,7%.Всі повідомлення, що були втрачені, не оброблялись через відсутність місць учерзі, і жодне з повідомлень не було втрачено за часом актуальності.
У додатку Б надруковано зміст звіту, який створено врезультаті моделювання системи обробки повідомлень від датчиків та вимірюючихпристроїв на ЕОМ , яка працює в системі управління технологічним процесом(текст програми подано в додатку А).
/>Списоквикористаної літератури
1 Томашевський В. М.,Жданова В. Г., Жолдаков О.О… Вирішення практичних завдань методамикомп’ютерного моделювання: Навч. посібник. – К.:”Корнійчук”,2001.-268c.
2 Статистичні методи дляЕОМ/ Під ред. К.Єнслейна: Пер. з англ. /Під ред. М.Б.Малютова.- М.: Наука.Гол.ред. фіз. Мат., літ. 1986.-464с.
3 Лабораторний практикум зматематичної статистики А.М.Кузнецов, Р.І.Зароський, Є.Ю. Неділько. – Миколаїв:УДМТУ, 2002.-72c
4 Алтаев А. А… Имитационноемоделирование на языке GPSS: Метод. пособник. – Улан-Уде: ВСГТУ, 2001.-122с.
/>Додаток А
Текст програми для моделювання процесу отримання таобробки на ЕОМ повідомлень від вимірюючих пристроїв
before table M1,0,100,50; Таблицідля фіксації розподілу часу очікування
after table M1,0,100,50; обробкиповідомленнями до та після видалення
; застарілих повідомлень
Memory storage 1
Tlive Variable 1400;Змінна для зберігання часу життя повідомлення
generate 700,200,,440;Надходження заданої кількості
;повідомлень від датчиків
gate SNF Memory,DataLost; Якщо черга заповнена,
; повідомлення втрачається
enter Memory
queue Mem ;Повідомлення стає в чергу...
test E f$EOM,0;...і чекає звільнення пристрою
tabulate before ; Фіксація давності повідомлення
test LE m1,v$Tlive,LeftMemory;Якщо повідомлення
; застаріле, воно покидає чергу
tabulate after ;Фіксація давності повідомлення, що залишилось
seize EOM; ЗахватЕОМ
LeftMemory depart Mem ; Повідомлення покидає чергу
leave Memory
advance 800,300;Обробка повідомлення на ЕОМ
release EOM;Звільнення ЕОМ
DataLost terminate 1;Знищення повідомлення
start 440; Старт прогонумоделі
/>Додаток Б
Результати роботи програми для моделювання процесуотримання та обробки на ЕОМ повідомлень від вимірюючих пристроїв
GPSS World Simulation Report — Kursova.217.1
Thursday, January 11, 2007 22:18:47
START TIME END TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES
0.000 309061.710 14 1 1
NAME VALUE
AFTER 10001.000
BEFORE 10000.000
DATALOST 14.000
EOM 10005.000
LEFTMEMORY 10.000
MEM 10004.000
MEMORY 10002.000
TLIVE 10003.000
LABEL LOC BLOCK TYPE ENTRY COUNT CURRENT COUNT RETRY
1 GENERATE 440 0 0
2 GATE 440 0 0
3 ENTER 383 0 0
4 QUEUE 383 0 0
5 TEST 383 0 0
6 TABULATE 383 0 0
7 TEST 383 0 0
8 TABULATE 383 0 0
9 SEIZE 383 0 0
LEFTMEMORY 10 DEPART 383 0 0
11 LEAVE 383 0 0
12 ADVANCE 383 0 0
13 RELEASE 383 0 0
DATALOST 14 TERMINATE 440 0 0
FACILITY ENTRIES UTIL. AVE. TIME AVAIL. OWNER PEND INTER RETRY DELAY
EOM 383 0.986 795.865 1 0 0 0 0 0
QUEUE MAX CONT. ENTRY ENTRY(0) AVE.CONT. AVE.TIME AVE.(-0) RETRY
MEM 1 0 383 36 0.472 380.772 420.276 0
STORAGE CAP. REM. MIN. MAX. ENTRIES AVL. AVE.C. UTIL. RETRY DELAY
MEMORY 1 1 0 1 383 1 0.472 0.472 0 0
TABLE MEAN STD.DEV. RANGE RETRY FREQUENCY CUM.%
BEFORE 380.772 257.323 0
_ - 0.000 36 9.40
0.000 - 100.000 24 15.67
100.000 - 200.000 50 28.72
200.000 - 300.000 40 39.16
300.000 - 400.000 57 54.05
400.000 - 500.000 54 68.15
500.000 - 600.000 51 81.46
600.000 - 700.000 21 86.95
700.000 - 800.000 23 92.95
800.000 - 900.000 14 96.61
900.000 - 1000.000 11 99.48
1000.000 - 1100.000 2 100.00
AFTER 380.772 257.323 0
_ - 0.000 36 9.40
0.000 - 100.000 24 15.67
100.000 - 200.000 50 28.72
200.000 - 300.000 40 39.16
300.000 - 400.000 57 54.05
400.000 - 500.000 54 68.15
500.000 - 600.000 51 81.46
600.000 - 700.000 21 86.95
700.000 - 800.000 23 92.95
800.000 - 900.000 14 96.61
900.000 - 1000.000 11 99.48
1000.000 - 1100.000 2 100.00
/>Додаток В
Текст програми для перевірки адекватностімоделювання процесу отримання та обробки на ЕОМ повідомлень від вимірюючихпристроїв
EXPONFUNCTION RN1,C24; Експонентційна функція розподілу
0,0/.1,.104/.2,.222/.3,.355/.4,.509/.5,.69/.6,.915/.7,1.2/.75,1.38
.8,1.6/.84,1.85/.88,2.12/.9,2.3/.92,2.52/.94,2.81/.95,2.99/.96,3.2
.97,3.5/.98,3.9/.99,4.6/.995,5.3/.998,6.2/.999,7/.9998,8
generate 700,fn$EXPON,,440;Надходження
; повідомлень від датчиків
test L q$Memory,1,DataLost; Якщо память заповнена,
; повідомлення втрачається
queue Memory ; Повідомлення стає в чергу...
seize EOM;Захоплення ЕОМ
depart Memory ; Повідомлення покидає чергу
advance 800,fn$EXPON; Обробка повідомлення на ЕОМ
release EOM; Звільнення ЕОМ
DataLost terminate1; Знищення повідомлення
start440; Старт прогону моделі
/>Додаток Г
Результати роботи програми для перевіркиадекватності моделювання процесу отримання та обробки на ЕОМ повідомлень відвимірюючих пристроїв
GPSS WorldSimulation Report — KursovaTest.247.1
Thursday, January 11, 2007 22:21:21
STARTTIME END TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES
0.000 293543.299 8 1 0
NAME VALUE
DATALOST 8.000
EOM 10002.000
EXPON 10000.000
MEMORY 10001.000
LABEL LOC BLOCK TYPE ENTRY COUNT CURRENT COUNT RETRY
1 GENERATE 440 0 0
2 TEST 440 0 0
3 QUEUE 275 0 0
4 SEIZE 275 0 0
5 DEPART 275 0 0
6 ADVANCE 275 0 0
7 RELEASE 275 0 0
DATALOST 8 TERMINATE 440 0 0
FACILITY ENTRIES UTIL. AVE. TIME AVAIL. OWNER PEND INTER RETRY DELAY
EOM 275 0.694 741.004 1 0 0 0 0 0
QUEUE MAXCONT. ENTRY ENTRY(0) AVE.CONT. AVE.TIME AVE.(-0) RETRY
MEMORY 1 0 275 127 0.360 384.143 713.779 0