Проведение эксперимента с заданными параметрами, результаты моделирования и обсуждение этих результатов
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
тюменский государственный нефтегазовый университет
КАФЕДРА АВТОМАТИЗАЦИИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
Курсовая работа
по дисциплине «Моделирование систем»
Вариант
№ 65
Тюмень 2011
Введение
В системе передачи данных осуществляется обмен пакетами данных между пунктами А и В по двум дуплексным каналам связи. Пакеты поступают в оба пункта системы от абонентов через интервалы времени. передача пакетов занимает время. В пунктах имеются буферные регистры, которые могут хранить два пакета (включая передаваемый пакет). В случае прихода пакета в момент занятости регистров пунктов системой предоставляется выход на спутниковую полудуплексную линию связи, которая осуществляет передачу пакетов данных. При занятости спутниковой линии пакет получает отказ.
Дуплексные каналы могут выходить из строя, через интервалы времени, распределенные экспоненциально. Время ремонта имеет равномерное распределение. Данные связанные с выходом каналов из строя рассчитываются в соответствии с содержанием.
Смоделировать обмен информацией в системе передачи данных. Определить частоту вызовов спутниковой линии, её загрузку. В случае возможности отказов определить необходимый для безотказной работы системы объём буферных регистров и их функцию распределения.
Выберем
параметры, представленные в 65-ом варианте.
1. Реализация модели, разработка и описание процесса моделирования и проведения эксперимента
Сеть обслуживания состоит из:
- 1 дуплексного канала: 3 генератора, 2 накопителя, 2 канала;
- 2 дуплексного канала: 7 генераторов, 2 накопителя, 2 канала;
- полудуплексного канала: 8 генераторов, 2 накопителей, 2 каналов;
- стока.
1 дуплексный канал: 3 генератора заявок соединены с накопителем 1-1, накопитель 1-1 соединен с каналом доставки 1-1, канал доставки 1-1 соединен с накопителем 2-2, накопитель 2-2 соединены с каналом доставки 2-2, который в свою очередь соединен со стоком. Выбираем тип заявок 1.
2 дуплексный канал: 5 генераторов заявок соединены с накопителем 2-1, накопитель 2-1 соединен с каналом доставки 2-1, канал доставки 2-1 соединен с накопителем 1-2, накопитель 1-2 соединены с каналом доставки 1-2, который в свою очередь соединен со стоком. Выбираем тип заявок 2.
Полудуплексный канал: 3 генератора заявок соединены с накопителем 1-1, накопитель 1-1 соединен с каналом доставки 5, 5 генераторов заявок соединены с накопителем 2-1, накопитель 2-1 соединен с каналом доставки 5, который в свою очередь соединен со стоком.
Заданные параметры:
ГСЧ А - нормальный закон распределения с математическим ожиданием м = 6.5 и среднеквадратическим отклонением s = 2;
ГСЧ В - равномерный закон распределения с левой границей a = 10 и правой границей b = 18.
Время обслуживания дуплексного канала 1 подчиняется закону нормального распределения с математическим ожиданием м = 16.5 и среднеквадратическим отклонением s = 2;
Время обслуживания дуплексного канала 2 подчиняется показательному закону распределения с интенсивностью l=0.018.
Модель сети обслуживания
2. Проведение эксперимента с заданными параметрами, результаты моделирования и обсуждение этих результатов
2.1. Проведем эксперимент в 1 дуплексном канале с заданными параметрами:
Общесистемные
показатели
Число поступивших заявок, по типам заявок:
все типы заявок: 10001
Тип_заявки1: 5647
Тип_заявки2: 4354
Пропускная способность, по типам заявок:
все типы заявок: 0.136
Тип_заявки1: 0.12
Тип_заявки2: 0.
Среднее число заявок в системе, по типам заявок:
все типы заявок: 4184
Тип_заявки1: 2097
Тип_заявки2: 2087
Максимальное число заявок в системе, по типам заявок:
все типы заявок: 8342
Тип_заявки1: 4178
Тип_заявки2: 4164
Сток отказов
(сток)
Число поступивших заявок, по типам заявок:
все типы заявок: 0
Тип_заявки1: 0
Тип_заявки2: 0
Среднее время жизни заявки, по типам заявок:
все типы заявок: 0
Тип_заявки1: 0
Тип_заявки2: 0
Минимальное время жизни заявки, по типам заявок:
все типы заявок: 3.4028235E38
Тип_заявки1: 3.
Тип_заявки2: 3.
Максимальное время жизни заявки, по типам заявок:
все типы заявок: 0
Тип_заявки1: 0
Тип_заявки2: 0
Сток1 (сток)
Число поступивших заявок, по типам заявок:
все типы заявок: 1659
Тип_заявки1: 1469
Тип_заявки2: 190
Среднее время жизни заявки, по типам заявок:
все типы заявок: 4718
Тип_заявки1: 4560
Тип_заявки2: 5941
Минимальное время жизни заявки, по типам заявок:
все типы заявок: 11.8
Тип_заявки1: 11.8
Тип_заявки2: 61.6
Максимальное время жизни заявки, по типам заявок:
все типы заявок: 11648
Тип_заявки1: 9052
Тип_заявки2: 11648
Накопитель1-1 (накопитель)
Число поступивших заявок: 5647
Число нулевых заявок: 2
Средняя длина очереди: 546
Среднее время ожидания: 1182
Максимальная длина очереди: 4167
Максимальное время ожидания: 9017
Доля
заявок, получивших отказ: 0
ДуплексныйКанал1-1
(канал)
Число поступивших заявок: 740
Среднее время простоя: 0
Максимальное время простоя: 0
Среднее время обслуживания: 16.5
Коэффициент
загрузки: 1
Накопитель2-2 (накопитель)
Число поступивших заявок: 739
Число нулевых заявок: 59
Средняя длина очереди: 6.89
Среднее время ожидания: 114
Максимальная длина очереди: 21
Максимальное время ожидания: 339
Доля
заявок, получивших отказ: 0
ДуплексныйКанал2-2
(канал)
Число поступивших заявок: 731
Среднее время простоя: 0.669
Максимальное время простоя: 30.9
Среднее время обслуживания: 16
Коэффициент
загрузки: 0.96
Накопитель2-1 (накопитель)
Число поступивших заявок: 4354
Число нулевых заявок: 1
Средняя длина очереди: 97.1
Среднее время ожидания: 273
Максимальная длина очереди: 4141
Максимальное время ожидания: 11587
Доля
заявок, получивших отказ: 0
ДуплексныйКанал2-1
(канал)
Число поступивших заявок: 213
Среднее время простоя: 0
Максимальное время простоя: 0
Среднее время обслуживания: 57.4
Коэффициент
загрузки: 1
Накопитель1-2 (накопитель)
Число поступивших заявок: 212
Число нулевых заявок: 3
Средняя длина очереди: 13.8
Среднее время ожидания: 794
Максимальная длина очереди: 28
Максимальное время ожидания: 1797
Доля
заявок, получивших отказ: 0
ДуплексныйКанал1-2
(канал)
Число поступивших заявок: 191
Среднее время простоя: 0.926
Максимальное время простоя: 132
Среднее время обслуживания: 63.1
Коэффициент
загрузки: 0.986
Канал5 (канал)
Число поступивших заявок: 740
Среднее время простоя: 0
Максимальное время простоя: 0
Среднее время обслуживания: 16.5
Коэффициент
загрузки: 1
Из полученных результатов видно, что из числа поступивших заявок 10001 выполняются только 1662. Максимальная длина очереди 4182, среднее время обслуживания 16.7. Коэффициент загрузки равен 1, что слишком много. Отсюда можно сделать вывод, что канал 1 слишком загружен и не справляется с работой. Необходимо увеличить количество устройств.
2.1.2. Планирование
эксперимента. Стратегическое планирование.
Тактическое планирование
Изменяющийся фактор будет равен числу устройств, в качестве откликов выберем время ожидания и простоя. Берем критерии оптимальности минимальную разницу между этими откликами.
Вывод: оптимальное
количество устройств: 20
Изменим в дуплексном канале количество обслуживающих устройств.
2.2. Проведем эксперимент во 2-ом дуплексном канале с заданными параметрами:
Общесистемные
показатели.
Число поступивших заявок, по типам заявок:
все типы заявок: 10001
Тип_заявки1: 5640
Тип_заявки2: 4361
Пропускная способность, по типам заявок:
все типы заявок: 0.0962
Тип_заявки1: 0.
Тип_заявки2: 0.
Среднее число заявок в системе, по типам заявок:
все типы заявок: 4410
Тип_заявки1: 2445
Тип_заявки2: 1965
Максимальное число заявок в системе, по типам заявок:
все типы заявок: 8828
Тип_заявки1: 4898
Тип_заявки2: 3930
Сток отказов
(сток)
Число поступивших заявок, по типам заявок:
все типы заявок: 0
Тип_заявки1: 0
Тип_заявки2: 0
Среднее время жизни заявки, по типам заявок:
все типы заявок: 0
Тип_заявки1: 0
Тип_заявки2: 0
Минимальное время жизни заявки, по типам заявок:
все типы заявок: 3.4028235E38
Тип_заявки1: 3.
Тип_заявки2: 3.
Максимальное время жизни заявки, по типам заявок:
все типы заявок: 0
Тип_заявки1: 0
Тип_заявки2: 0
Сток1 (сток)
Число поступивших заявок, по типам заявок:
все типы заявок: 1173
Тип_заявки1: 742
Тип_заявки2: 431
Среднее время жизни заявки, по типам заявок:
все типы заявок: 5298
Тип_заявки1: 5169
Тип_заявки2: 5519
Минимальное время жизни заявки, по типам заявок:
все типы заявок: 2.23
Тип_заявки1: 2.23
Тип_заявки2: 23.9
Максимальное время жизни заявки, по типам заявок:
все типы заявок: 10968
Тип_заявки1: 10612
Тип_заявки2: 10968
Накопитель1-1 (накопитель)
Число поступивших заявок: 5640
Число нулевых заявок: 5134
Средняя длина очереди: 0.0629
Среднее время ожидания: 0.136
Максимальная длина очереди: 4
Максимальное время ожидания: 6.94
Доля
заявок, получивших отказ: 0
ДуплексныйКанал1-1
(канал)
Число поступивших заявок: 5626
Среднее время простоя: 5.03
Максимальное время простоя: 19.2
Среднее время обслуживания: 16.7
Коэффициент
загрузки: 0.768
Накопитель2-2 (накопитель)
Число поступивших заявок: 5618
Число нулевых заявок: 1
Средняя длина очереди: 313
Среднее время ожидания: 680
Максимальная длина очереди: 4889
Максимальное время ожидания: 10603
Доля
заявок, получивших отказ: 0
ДуплексныйКанал2-2
(канал)
Число поступивших заявок: 729
Среднее время простоя: 0.0159
Максимальное время простоя: 11.6
Среднее время обслуживания: 16.7
Коэффициент
загрузки: 0.999
Накопитель2-1 (накопитель)
Число поступивших заявок: 4361
Число нулевых заявок: 1
Средняя длина очереди: 197
Среднее время ожидания: 550
Максимальная длина очереди: 3925
Максимальное время ожидания: 10959
Доля
заявок, получивших отказ: 0
ДуплексныйКанал2-1
(канал)
Число поступивших заявок: 217
Среднее время простоя: 0
Максимальное время простоя: 0
Среднее время обслуживания: 56.2
Коэффициент
загрузки: 1
Накопитель1-2 (накопитель)
Число поступивших заявок: 216
Число нулевых заявок: 216
Средняя длина очереди: 0
Среднее время ожидания: 0
Максимальная длина очереди: 0
Максимальное время ожидания: 0
Доля
заявок, получивших отказ: 0
ДуплексныйКанал1-2
(канал)
Число поступивших заявок: 216
Среднее время простоя: 512
Максимальное время простоя: 2943
Среднее время обслуживания: 53.1
Коэффициент
загрузки: 0.0941
Канал5 (канал)
Число поступивших заявок: 233
Среднее время простоя: 0
Максимальное время простоя: 0
Среднее время обслуживания: 52.3
Коэффициент
загрузки: 1
Из полученных результатов видно, что из числа поступивших заявок 10001 выполняются только 1173. Максимальная длина очереди 3925, среднее время обслуживания 56.2. Коэффициент загрузки равен 1, что слишком много. Отсюда можно сделать вывод, что канал 1 слишком загружен и не справляется с работой. Необходимо увеличить количество устройств.
2.2.1. Планирование
эксперимента. Стратегическое планирование.
Тактическое планирование
Изменяющийся фактор будет равен числу устройств, в качестве откликов выберем время ожидания и простоя. Берем критерии оптимальности минимальную разницу между этими откликами.
Вывод: оптимальное количество устройств: 30
Изменим в дуплексном канале
количество обслуживающих
2.3. Проведем эксперимент в полудуплексном канале с заданными параметрами:
Общесистемные
показатели.
Число поступивших заявок, по типам заявок:
все типы заявок: 10001
Тип_заявки1: 5621
Тип_заявки2: 4380
Пропускная способность, по типам заявок:
все типы заявок: 0.814
Тип_заявки1: 0.459
Тип_заявки2: 0.355
Среднее число заявок в системе, по типам заявок:
все типы заявок: 59
Тип_заявки1: 14.9
Тип_заявки2: 44.1
Максимальное число заявок в системе, по типам заявок:
все типы заявок: 95
Тип_заявки1: 23
Тип_заявки2: 77
Сток отказов
(сток)
Число поступивших заявок, по типам заявок:
все типы заявок: 0
Тип_заявки1: 0
Тип_заявки2: 0
Среднее время жизни заявки, по типам заявок:
все типы заявок: 0
Тип_заявки1: 0
Тип_заявки2: 0
Минимальное время жизни заявки, по типам заявок:
все типы заявок: 3.4028235E38
Тип_заявки1: 3.
Тип_заявки2: 3.
Максимальное время жизни заявки, по типам заявок:
все типы заявок: 0
Тип_заявки1: 0
Тип_заявки2: 0
Сток1 (сток)
Число поступивших заявок, по типам заявок:
все типы заявок: 9940
Тип_заявки1: 5604
Тип_заявки2: 4336
Среднее время жизни заявки, по типам заявок:
все типы заявок: 72.1
Тип_заявки1: 32.3
Тип_заявки2: 123
Минимальное время жизни заявки, по типам заявок:
все типы заявок: 0
Тип_заявки1: 0
Тип_заявки2: 0.163
Максимальное время жизни заявки, по типам заявок:
все типы заявок: 617
Тип_заявки1: 71.4
Тип_заявки2: 617
Накопитель1-1 (накопитель)
Число поступивших заявок: 5621
Число нулевых заявок: 5621
Средняя длина очереди: 0
Среднее время ожидания: 0
Максимальная длина очереди: 0
Максимальное время ожидания: 0
Доля
заявок, получивших отказ: 0
ДуплексныйКанал1-1
(канал)
Число поступивших заявок: 5407
Среднее время простоя: 28.6
Максимальное время простоя: 46.2
Среднее время обслуживания: 16.6
Коэффициент
загрузки: 0.367
Накопитель2-2 (накопитель)
Число поступивших заявок: 5398
Число нулевых заявок: 5398
Средняя длина очереди: 0
Среднее время ожидания: 0
Максимальная длина очереди: 0
Максимальное время ожидания: 0
Доля
заявок, получивших отказ: 0
