Федеральное агентство по образованию

ВОСТОЧНО-СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт экономики и права

Кафедра «Макроэкономика, экономическая информатика и статистика»

«ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

н а языке GPSS»

Типовые примеры моделирования на GPSS

Составитель

А.Л. Хилтухин

Издательство ВСГТУ

Улан-Удэ

2005

Настоящее учебно-методическое пособие предназначено для студентов очного обучения, изучающих новейшие информационные технологии в области имитационного моделирования.

Система GPSS/PC предназначена для имитационного моделирования сложных дискретных систем.

Имитационное моделирование обеспечивает возможность испытания, оценки и проведения экспериментов с предлагаемой системой без каких-либо непосредственных воздействий на нее. При имитационном моделировании проводится эксперимент с программой, которая является моделью системы. Несколько часов, недель или лет работы исследуемой системы могут быть промоделированы на ЭВМ за несколько минут. В большинстве случаев модель является не точным аналогом системы, а скорее ее символическим изображением. Однако такая модель позволяет производить измерения, которые невозможно произвести каким-либо другим способом.

Задания в пособии построены так, чтобы студент освоил назначение и возможности языка имитационного моделирования GPSS и научился применять их для решения задач предметной области.

Оглавление

"Пример моделирования 2А. Система с одним прибором и очередью" 5

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА к примеру моделирования 2А 8

"Пример моделирования 2В. Расширение системы обслуживания с одним прибором и очередью" 9

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА к примеру моделирования 2B 17

"Пример моделирования 2С. Измененная дисциплина обслуживания в системе с одним прибором и очередью" 18

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА к примеру моделирования 2С 23

"Пример моделирования 2D. Система обслуживания с прибором, очередью и обратной связью" 24

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА к примеру моделирования 2D 27

"Пример моделирования 2Е. Задача об управлении производством" 29

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА к примеру моделирования 2E 39

"СПИСОК ОПЕРАТОРОВ GPSS, НЕ ЯВЛЯЮЩИХСЯ БЛОКАМИ" 40

"СПИСОК БЛОКОВ GPSS" 45

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 57

"Пример моделирования 2а. Система с одним прибором и очередью"

Постановка задачи. Необходимо смоделировать работу одного рабочего дня парикмахерской с одним парикмахером. Парикмахерская работает восьмичасовой рабочий день. Клиенты приходят с интервалом 18±6 минут. Обслуживание у парикмахера длится 16±4 минут.

Метод построения модели.

Для моделирования на GPSS надо определить:

1. условия работы моделируемой системы;

2. какие элементы GPSS надо использовать для удовлетворения условий модели.

Во-первых, имеется только один парикмахер, который обслуживает всех клиентов.

Для моделирования работы парикмахера будем использовать устройство ADVANCE, в роли транзактов будут выступать клиенты, появляющиеся с помощью блока GENERATE. Если парикмахер занят во время появления клиента, то он встает в очередь, откуда переходит в кресло парикмахера.

Во-вторых, весь процесс происходит за один рабочий день (8 часов), поэтому для оптимального понимания результатов моделирования, выберем за единицу времени 1 минуту. Таким образом, весь процесс происходит за 480 минут, что отметим во втором сегменте (таймер).

Таблица определений. Единица времени – 1 минута.

Элементы GPSS	Интерпретация
Транзакты: 1-й сегмент модели 2-й сегмент модели	Клиенты Транзакт-таймер
Устройства: JOE	Парикмахер
Очередь: JOEQ	Очередь к парикмахеру

Блок-схема.

Распечатка программы.

100 SIMULATE

110 GENERATE 18,6 ;Приход клиентов

120 QUEUE JOEQ ;Присоединение к очереди

130 SEIZE JOE ;Приход в кресло парикмахера

140 DEPART JOEQ ;Уход из очереди

150 ADVANCE 16,4 ;Обслуживание у парикмахера

160 RELEASE JOE ;Освобождение парикмахера

170 TERMINATE ;Уход из парикмахерской

180 GENERATE 480 ;Второй сегмент модели (таймер)

190 TERMINATE 1 ;Конец моделируемого времени

Выходные данные программы.

START TIME END TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES

0.000 480.000 9 1 0

NAME VALUE

JOE 10001.000

JOEQ 10000.000

LABEL LOC BLOCK TYPE ENTRY COUNT CURRENT COUNT RETRY

1 GENERATE 26 0 0

2 QUEUE 26 0 0

3 SEIZE 26 0 0

4 DEPART 26 0 0

5 ADVANCE 26 1 0

6 RELEASE 25 0 0

7 TERMINATE 25 0 0

8 GENERATE 1 0 0

9 TERMINATE 1 0 0

FACILITY ENTRIES UTIL. AVE. TIME AVAIL. OWNER PEND INTER RETRY DELAY

JOE 26 0.863 15.926 1 27 0 0 0 0

QUEUE MAX CONT. ENTRY ENTRY(0) AVE.CONT. AVE.TIME AVE.(-0) RETRY

JOEQ 1 0 26 15 0.078 1.441 3.407 0

Обсуждение результатов моделирования.

Рассмотрим подробнее распечатку результатов моделирования. Она выдает следующую информацию:

1. Прибор JOE использовался в течение 86% времени, UTIL (НАГРУЗКА) = 0,863.

2. Прибор JOE был занят обслуживанием 26 раз, ENTRIES (ЧИСЛО ВХОДОВ) = 26. Это соответствует ранее рассмотренному значению ENTRY (СЧЕТЧИКА ВХОДОВ) = 26 для блока SEIZE.

3. Среднее время интервала обслуживания прибора JOE равно 15,926 мин, AVERAGE TIME AVFIL. (СРЕДНЕЕ ВРЕМЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ) = 15.926.

4. Тот факт, что JOE был занят при завершении моделирования, соответствует ранее рассмотренному значению счетчика текущего содержимого, CURRENT COUNT = 1 для блока ADVANCE.

5. В очереди JOE никогда не было более одного клиента, МАХIMUM CONTENTS (МАКСИМАЛЬНОЕ СОДЕРЖИМОЕ) = 1.

6. Числом входов в очередь является 26, ENTRY (ОБЩЕЕ ЧИСЛО ВХОДОВ) = 26.

7. Среди этих 26 входов в очередь было 15 нулевых, ENTRY (0) (НУЛЕВЫХ ВХОДОВ) = 15.

8. Среднее время нахождения в очереди на один вход (включая нулевые входы) равно 1.44 мин., AVERAGE TIME (СРЕДНЕЕ ВРЕМЯ) = 1,441

Выводы.

Из рассмотренных результатов моделирования можно сделать следующие выводы:

За рабочий день парикмахерской было обслужено 26 клиентов. Парикмахер был нагружен оптимально и обслужил за 8 часов 25 клиентов, причем 1 клиент находился в кресле мастера, а в очереди никого не было, что вполне нормально. Таким образом, что-то менять в графике работы парикмахерской при сохранении потока клиентов на том же уровне нет смысла.