dr inż. Dariusz Pierzchała

Instytut Systemów Informatycznych

Symulacja

z

MODSIM II

Materiały szkoleniowe cz. III

Wyzwalacze, monitory zmiennych oraz procedury

zewnętrzne w języku MODSIM II

Wyzwalacz TriggerObj

• Konstrukcja obiektowa umożliwiająca synchronizację

aktywności:

– wstrzymanie metody TELL lub WAITFOR do

nieokreślonej z góry chwili;

– wznowienie wstrzymanych metod przez inną

metodę, np. po zmianie określonego warunku;

• Składnia:

WAIT FOR trigger object [ TO ] Fire

Sekwencja po poprawnym zwolnieniu

[ ON INTERRUPT

Sekwencja po przerwaniu przez InterruptTrigger ]

END WAIT;

Wyzwalacz TriggerObj

• Przykład:

landedSignal : TriggerObj;

...
IF flying

WAIT FOR landedSignal TO Fire
END WAIT;

END IF;
ASK airport TO assignRefueler (tankTruck);
WAIT FOR tankTruck TO refuel (SELF, fuelCapacity);
END WAIT;

Wyzwalacz TriggerObj

• Obiekt TriggerObj – wybrane składowe:

– ASK Method:

• Dump,
• InterruptTrigger,
• NumWaiting,
• Release;

– TELL Method

• Trigger;

– WAITFOR Method

• Fire;

Monitory

• Wynikiem działania programu symulacyjnego jest zazwyczaj

zbiór danych lub oszacowania opisujące pewne charakterystyki
systemu;

• Gromadzenie danych podczas eksperymentu (np. każdorazowo

po zmianie wartości pewnej zmiennej) wymaga
specjalizowanych mechanizmów;

• MODSIM II posiada wbudowane mechanizmy automatycznego

monitorowania i wyznaczania statystyk dla zmiennych typu:

– enumeryczne typy, INTEGER, REAL, STRING, BOOLEAN, typ

object, typ record oraz typ array;

• Monitory obsługują:

– zmienne (wyżej wymienionych typów),
– pola w obiektach,
– pola w rekordach,
– obiekty grupowe (np. kolejki, stosy itp.),
– obiekty – zasoby;

Monitory - deklaracja typu

< id > =MONITOR < type > OBJECT [(< id

0

>,...)]

< variable 0 > : < type 0 >;
...
ASK METHOD ...
...
TELL METHOD ...
...
LMONITOR METHOD ...
...
RMONITOR METHOD ...
...

END OBJECT;

< id > - nazwa typu obiektowego monitora
< type > - nazwa typu monitorowanego
< id

0

>

- nazwa przodka monitora

Monitory - deklaracja typu

Przykład

TYPE

monitorObj = MONITOR MyType OBJECT(someObj)

. . . pola i metody
LMONITOR METHOD leftMethod;
LMONITOR METHOD secondleftMethod;
RMONITOR METHOD rightMethod;

END OBJECT;

Monitory - definicja typu

OBJECT monitorObj;

LMONITOR METHOD leftMethod;
BEGIN
. . . {implementacja metody}
END METHOD;
. . . {implementacja pozostałych metod}

END OBJECT;

Sposób dołączenia monitora

• Zmienna lub pole obiektu (rekordu) dowolnego typu może zostać

zadeklarowana jako monitorowana;

• W deklaracji można podać typ monitora (opcjonalnie);

– Może być więcej niż jeden typ monitorujący dla jednej

zmiennej;

– Typy monitorujące wymienia się w liście po słowie „BY”;

VAR
waitingTime : LMONITORED REAL;
length : LMONITORED REAL BY RStatObj, RTimedStatObj;

• Typ obiektu monitora musi być zgodny z typem monitorowanej

zmiennej.

Monitorowanie typów danych

• Istnieje możliwość definiowana własnych, monitorowanych typów

danych:

TYPE

MyType = LMONITORED INTEGER [BY MyMonType];

VAR

myMonitoredVar1, myMonitoredVar2 : MyType;

Monitory - własności

• monitor może dziedziczyć z innych obiektów, przy czym

obiektem bazowym może być zarówno typ monitorowy lub
zwykły typ obiektowy;

• obiekt, który dziedziczy z obiektu będącego monitorem

musi być monitorem tego samego typu danych;

• tylko monitor może zawierać metody typu: LMONITOR i

RMONITOR;

• monitor może być statyczny lub dynamiczny;
• monitor może posiadać dowolną liczbę metod: left- i right-

hand;

• jeśli jest więcej niż jedna metoda określonego rodzaju,

wtedy są one wywoływane wg kolejności deklarowania;

Wbudowane procedury (funkcje)

• ADDMONITOR(IN v : any-variable; IN m : monitor-

object)

• ACTIVATE(IN v : any-variable; IN m : monitor-object)
• DEACTIVATE(IN v : any-variable; IN m : monitor-object)
• GETMONITOR(IN v : any-variable; IN m : monitor-name)

: monitor-object

• NEWVALUE
• UPDATEVALUE(IN x : any-type)
• VALUE

Monitory statyczne

TYPE

MonitorSample = MONITOR INTEGER OBJECT
LMONITOR METHOD SetNewValue;
RMONITOR METHOD GetOldValue;
END ONJECT;

OBJECT MonitorSample
LMONITOR METHOD SetNewValue;
BEGIN

OUTPUT(”SetNewValue to”, NEWVALUE);

END METHOD;
RMONITOR METHOD GetOldValue;
BEGIN

OUTPUT(”GetOldValue, which is”, VALUE);

END METHOD;
END OBJECT;

Monitory statyczne

VAR

queuelen : LRMONITORED INTEGER BY MonitorSample;

BEGIN

queuelen := 0;
queuelen := queuelen + 1;

END MODULE.

Monitory dynamiczne

VAR

monitoredVariable : LMONITORED MyType;
monitor, mon : monitorObj;

BEGIN

. . .
NEW(monitor);
ADDMONITOR(monitoredVariable, monitor);
. . .
OUTPUT(GETMONITOR(monitoredVariable, monitorObj).Mean);
. . .
DEACTIVATE(monitor);
. . .
REMOVEMONITOR(monitoredVariable, monitor);
DISPOSE(monitor);

END MODULE.

Monitory - typy wbudowane

• MODSIM dostarcza cztery podstawowe typy monitorów

statystycznych:

– zwykłe:

• IStatObj,
• RStatObj;

– ważone czasem:

• ITimedStatObj,
• RTimedStatObj;

• oraz sześć typów danych monitorowanych:

– SINTEGER = LMONITORED INTEGER BY IStatObj;
– TSINTEGER = LMONITORED INTEGER BY ITimedStatObj;
– BINTEGER = LMONITORED INTEGER BY IStatObj, ITimedStatObj;

– SREAL = LMONITORED REAL BY RStatObj;
– TSREAL = LMONITORED REAL BY RTimedStatObj;
– BREAL = LMONITORED REAL BY RStatObj, RTimedStatObj;

Monitory - statystyki

• Do wyznaczanych statystyk należą:

– Licznik (liczba obserwacji)
– Maksimum
– Minimum
– Suma
– Wartość średnia
– Suma kwadratów
– Średnia kwadratowa
– Wariancja
– Odchylenie standardowe
a także
– Histogram

Statystyki

• Średnia
• Średnia kwadratowa

Statystyki

• Wariancja
• Odchylenie kwadratowe

Statystyki ważone czasem

• Średnia
• Średnia kwadratowa

Statystyki ważone czasem

• Wariancja
• Odchylenie kwadratowe

Histogramy

• Histogramy są zbierane automatycznie jak i inne statystyki

(należy jednak najpierw ustawić pewne parametry):

ASK waitingTime TO SetHistogram ( low, high, interval );

• Odwoływanie się do histogramu jest identyczne jak do tablicy:

FOR i := 0 TO 21

OUTPUT ( waitingTime.GetHistogram[ i ] );

END FOR;

Przykład

MAIN MODULE test2;

FROM StatMod IMPORT RStatObj, histogram;
FROM RandMod IMPORT RandomObj;

VAR

y : LRMONITORED REAL BY RStatObj;
m : RStatObj;
h : histogram;
i : INTEGER;
r : RandomObj;

Przykład – c.d.

NEW(r);
m := GETMONITOR(y, RStatObj);
ASK m TO SetHistogram(0, 30, 3);
FOR i := 0 TO 1000
y := ASK r Normal(15.0, 5.0);
END FOR;

OUTPUT(”From ”, ASK m Minimum, ” -> ”, ASK mMaximum, ”,Sum”,
ASK m Sum);
OUTPUT(”Mean ”, ASK m Mean(), ”, mean square ”, ASK m

MeanSquare());

OUTPUT(”Variance ”, ASK m Variance(), ”, Standard deviation ”, ASK m

StdDev());

h :=ASK m GetHistogram();
OUTPUT(”Off low end ”, h[LOW(h)], ”, off high end ”, h[HIGH(h)]);
FOR i :=LOW(h) + 1 TO HIGH(h) - 1

OUTPUT(i, ”: ”, h[i]);

END FOR;

END MODULE.

Interfejs do języka C, C++

Zastosowanie

• MODSIM bazuje na języku, bibliotekach, kompilatorze i

linkerze języka C++;

• Możliwe jest dwukierunkowe przesyłanie komunikatów:

– z procedur MODSIM’a do procedur C++;
– i odwrotnie…;

• Wykorzystać można do rozszerzenia funkcjonalności

programu o np.:

• komunikację sieciową,
• dostęp do baz danych,
• obliczenia numeryczne,
• …;

Schemat zastosowania – po stronie

MODSIM’a

• Powołanie modułów wg zasady:

Dxxx.mod

- DEFINITION MODULE dla procedur;

Ixxx.mod

- IMPLEMENTATION MODULE dla

procedur

(często jest to tylko BEGIN i END

MODULE);

• Zadeklarowanie procedur w MODSIM’ie:

PROCEDURE ior(IN a, b:INTEGER):INTEGER; NONMODSIM;
lub
PROCEDURE ior(IN a, b:INTEGER):INTEGER; NONMODSIM”C”;

Schemat zastosowania – po stronie C++

• Powołanie modułów wg zasady:

xxx.cpp

- Moduł C++;

xxx.c

- Moduł C;

• Korzystanie ze specjalnych typów danych:

#include <modsim.h>

MODSIM

C++

C++ odpowiednik

BOOLEAN MS_BOOLEAN char
INTEGER

MS_INTEGER

long

REAL

MS_REAL

double

STRING

MS_STRING

char *

CHAR

MS_CHAR

unsigned char

enumeration

MS_ENUM

int

ARRAY

MS_ARRAY

char *

RECORD

MS_RECORD

MS_BaseRec

OBJECT

MS_OBJECT

MS_BaseObj

Schemat zastosowania – po stronie C++

• Procedury – przykład 1:

– parametry INOUT przekazywane są przez wskaźniki;

MODSIM

DEFINITION MODULE divrem;
PROCEDURE DIVREM(INOUT a, b: INTEGER); NONMODSIM;
END MODULE.
IMPLEMENTATION MODULE divrem;
END MODULE.

C++

#include <modsim.h>

void DIVREM ( MS_INTEGER *a, MS_INTEGER *b )
{

long ares, bres;
ares = (long) *a / (long) *b;
bres = (long) *a%(long) *b;
(MS_INTEGER) *a = ares;
(MS_INTEGER) *b = bres;

}

Schemat zastosowania – po stronie C++

• Procedury – przykład 2:

MODSIM

DEFINITION MODULE quad;

PROCEDURE Quadratic ( IN a, b, c: REAL;

OUT r1, r2: REAL): BOOLEAN; NONMODSIM;

END MODULE.
IMPLEMENTATION MODULE quad;

END MODULE.

C++

#include <modsim.h>

MS_BOOLEAN Quadratic(MS_REAL a, MS_REAL b, MS_REAL c, MS_REAL *r1,

MS_REAL *r2)

{

double disc, den;
disc = ((double) b * (double) b) - 4.0 * (double) a * (double) c;
if (disc < 0.0) return(MS FALSE);
den = 2.0 * (double) a;
(MS_REAL) *r1 = (- (double) b + sqrt(disc)) / den;
(MS_REAL) *r2 = (- (double) b - sqrt(disc)) / den;
return (MS_TRUE);

}

Schemat zastosowania – po stronie C++

• Procedury – przykład 3:

MODSIM

DEFINITION MODULE rle;

PROCEDURE SCOMPRESS(IN s:STRING; OUT res:STRING);

NONMODSIM;

END MODULE.

IMPLEMENTATION MODULE rle;

END MODULE.

Schemat zastosowania – po stronie C++

• Procedury – przykład 3:

C++

#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <modsim.h>

void UtilMod RuntimeError(MS_STRING);

void SCOMPRESS(MS_STRING s, MS_STRING *res)
{

char *tmp, *ss, c; int cnt, o; register int i;
ss = (char *) s;
if ((tmp = (char *) malloc(2 * strlen(ss))) == NULL)
UtilMod RuntimeError(MS_CreateString((MS_CSTRING) ”no memory”));
i = 1; cnt = 1; c = ss[0]; o = 0;
loop: if (i >= strlen(ss))

{

tmp[o++] = cnt; tmp[o++] = c; tmp[o] = 0;
*res = MS CreateString((MS_CSTRING) tmp);
free(tmp);
return;

}
if (ss[i] == c) f i++; cnt++; g
else f tmp[o++] = cnt; tmp[o++] = c; cnt = 1; c = ss[i]; g
goto loop;

}