Sprawozdanie – projekt i implementacja symulatora Sieci SMO

Wojskowa Akademia Techniczna, Podstawy symulacji, Zajęcia

laboratoryjne

1

Projekt i implementacja

symulatora sieci SMO

Sprawozdanie

Autor: Rafał Lemancewicz I8E1S1

Prowadzący zajęcia: mgr inż. Michał Kapałka

Ocena:

Część modelowa

Część implementacyjna

Oceniany element

Punkty

Oceniany element

Szczegółowość modelu

/15

Wprowadzanie danych

„Elastyczność” modelu

/5

Przebieg symulacji

Prezentacja aspektów
dynamicznych

/15

Wyniki symulacji

Zbierane charakterystyki

/5

Wykorzystanie bibliotek symulacyjnych

Sprawozdanie cz. 1

/10

Wykonywanie eksperymentów
Organizacja kodu
Sprawozdanie cz. 2

Suma punktów

/50

Suma punktów

Ocena

Ocena

Rafał Lemancewicz, I8E1S1

Sprawozdanie – projekt i implementacja symulatora Sieci SMO

Wojskowa Akademia Techniczna, Podstawy symulacji, Zajęcia

laboratoryjne

2

1. Część modelowa

1.1 Wybrany system SMO - założenia

Wybrane parametry systemu masowej obsługi:

•

Generator z rozkładem Weibulla, zgłoszenia wchodzą do systemu pojedynczo

•

Gniazdo O1 z rozkładem jednostajnym, 2 kanały

•

Gniazdo O2 z rozkładem normalnym, 1 kanał

•

Gniazdo O3 z rozkładem trójkątnym, 1 kanał

•

Kolejka 1 ograniczona, FIFO

•

Kolejka 2 nieograniczona, LIFO

•

Kolejka 3 nieograniczona, FIFO

Zmienne losowe czasu czekania na zgłoszenie i czasu obsługi są niezależne.

Rafał Lemancewicz, I8E1S1

Sprawozdanie – projekt i implementacja symulatora Sieci SMO

Wojskowa Akademia Techniczna, Podstawy symulacji, Zajęcia

laboratoryjne

3

1.2.

Model systemu - obiekty, aktywności, zdarzenia

a) obiekty:

•

Gniazdo1Obj

•

Gniazdo2Obj

•

Gniazdo3Obj

•

Kolejka1Obj

•

Kolejka2Obj

•

Kolejka3Obj

•

GeneratorObj

•

KlientObj

b) aktywności:

•

Generuj - generuje nowego klienta, używana przez GeneratorObj

•

Obsługuj - obsługuje klienta, używana przez Gniazdo1Obj, Gniazdo2Obj,
Gniazdo3Obj

c) zdarzenia:

•

Ustaw, używane przez wszystkie obiekty

•

Wstaw, używane przez Kolejka1Obj, Kolejka2Obj, Kolejka3Obj

•

UstawCzas, używane przez KlientObj, Kolejka1Obj, Kolejka2Obj,
Kolejka3Obj

•

UsunKlienta, używane przez KlientObj

Rafał Lemancewicz, I8E1S1

Sprawozdanie – projekt i implementacja symulatora Sieci SMO

Wojskowa Akademia Techniczna, Podstawy symulacji, Zajęcia

laboratoryjne

4

1.3.

Model - aspekty dynamiczne

•

Losowe odstępy czasu przy generowaniu nowych elementów systemu

•

Losowe odstępy czasu obsługi klientów w gniazdach

•

Czas obsługi klienta w gnieździe jest zmienną losową

•

Usuwanie klienta w przypadku, gdy kolejka jest przepełniona

Rafał Lemancewicz, I8E1S1

Sprawozdanie – projekt i implementacja symulatora Sieci SMO

Wojskowa Akademia Techniczna, Podstawy symulacji, Zajęcia

laboratoryjne

5

1.4.

Dane wejściowe

▪

parametry dla generatora z rozkładem Weibulla (intensywność
strumienia zgłoszeń)

▪

parametry dla gniazda 1 z rozkładem jednostajnym

▪

parametry dla gniazda 2 z rozkładem normalnym

▪

parametry dla gniazda 3 z rozkładem trójkątnym

▪

zadeklarowana liczba dostępnych miejsc w kolejce 1

▪

wartości prawdopodobieństw p1, p2, p3

▪

liczba klientów

1.5.

Dane wyjściowe

◦

czas przebywania klienta w systemie (średnia, odchylenie standardowe)

◦

czas przebywania klienta w O1 (średnia, odchylenie standardowe)

◦

czas przebywania klienta w O2 (średnia, odchylenie standardowe)

◦

czas przebywania klienta w O3 (średnia, odchylenie standardowe)

◦

czas przebywania klienta w kolejce 1 (średnia, odchylenie standardowe)

◦

czas przebywania klienta w kolejce 2 (średnia, odchylenie standardowe)

◦

czas przebywania klienta w kolejce 3 (średnia, odchylenie standardowe)

◦

prawdopodobieństwo obsłużenia klienta w O1

◦

prawdopodobieństwo obsłużenia klienta w O2

◦

prawdopodobieństwo obsłużenia klienta w O3

Rafał Lemancewicz, I8E1S1

Sprawozdanie – projekt i implementacja symulatora Sieci SMO

Wojskowa Akademia Techniczna, Podstawy symulacji, Zajęcia

laboratoryjne

6

1.6.

Wnioski

Celem projektu było zamodelowanie zachowania się systemu z wieloma
stanowiskami obsługi. Rozpatrywany był system z wieloma gniazdami i kolejkami, po
jednej do każdego stanowiska. Głównym zadaniem projektowym, było
zasymulowanie takiego systemu i zbadanie jego zachowania.

System działa w następujący sposób: generator dodaje klientów do systemu w
czasie określonym przez rozkład Weibulla, następnie trafiają one do ograniczonej
kolejki FIFO, skąd trafiają do gniazda obsługi. Następnie klienci trafiają z ustalonymi
przez użytkownika prawdopodobieństwami do jednego z dwóch gniazd obsługi. Po
wyjściu z drugiego lub trzeciego gniazda klient może pozostać w systemie lub go
opuścić.

Rafał Lemancewicz, I8E1S1

Sprawozdanie – projekt i implementacja symulatora Sieci SMO

Wojskowa Akademia Techniczna, Podstawy symulacji, Zajęcia

laboratoryjne

7

2. Część implementacyjna

2.1. Zaimplementowane obiekty

▪

RandomObj - dostarcza rozkłady statystyczne dla generowanych losowo liczb

▪

TriggerObj - obiekt wyzwalacza

▪

ALL FileUseType – wszystkie opcje dla wejście/wyjście ASCII oraz wartości
binarnych

▪

StreamObj - strumien wejscia/wyjścia

▪

QueueObj - kolejka FIFO

▪

StackObj - kolejka LIFO

▪

RankedObj - kolejka priorytetowa

▪

StatQueueObj – kolejka FIFO plus dane statystyczne

▪

StatStackObj – sumuje liczbę obiektów zebranych w kolejce LIFO

▪

StatRankedObj – sumuje liczbę obiektów zebranych w kolejce priorytetowej

▪

ITimedStatObj - czasowo ważona statystyka dla INTEGER

▪

RStatObj - monitor statystyczny dla REAL

▪

IStatObj - monitor statystyczny dla INTEGER

Rafał Lemancewicz, I8E1S1

Sprawozdanie – projekt i implementacja symulatora Sieci SMO

Wojskowa Akademia Techniczna, Podstawy symulacji, Zajęcia

laboratoryjne

8

2.2. Wykorzystanie bibliotek symulacyjnych

RandMod – dostarcza możliwość generowania liczb losowych, w skład

zaimportowanych obiektów wchodzą:

RandomObj

MathMod – dostarcza możliwość wykorzystania podstawowych funkcji

matematycznych

SQRT – zwraca pierwiastek kwadratowy z liczby

SimMod – dostarcza interfejs dla przeprowadzenia symulacji, w skład

zaimportowanych funkcji i obiektów wchodzą:

SimTime - zwraca bieżący czas symulacji

StartSimulation - rozpoczyna symulacje

StopSimulation – zatrzymuje symulacje

InerruptMethod – przesyła wiadomość przerwania do specjalnej metody

opisanej przez „activity”

Interrupt - powoduje ze metoda zadanego typu odbiera wiadomość przerwania

po powrocie z oczekiwania

TriggerObj

IOMod – dostarcza funkcjonalność interfejsu wejścia/wyjścia, w skład zaimportowanych

obiektów wchodzą:

ReadKey –zatrzymuje wyniki rozwiązania na ekranie

ALL FileUseType

StreamObj

GrpMod – dostarcza funkcjonalność do reprezentowania i przechodzenia poprzez grupy

elementów, w skład zaimportowanych obiektów wchodzą:

QueueObj

StackObj

RankedObj

StatQueueObj

StatStackObj

Rafał Lemancewicz, I8E1S1

Sprawozdanie – projekt i implementacja symulatora Sieci SMO

Wojskowa Akademia Techniczna, Podstawy symulacji, Zajęcia

laboratoryjne

9

StatRankedObj

StatMod - dostarcza statystykę dla obiektów, w skład zaimportowanych obiektów i

zmiennych wchodzą:

SREAL - statystyki dla obiektu REAL

TSINTEGER - statystyki czasowo ważone dla INTEGER

ITimedStatObj

RStatObj

IStatObj

Rafał Lemancewicz, I8E1S1

Sprawozdanie – projekt i implementacja symulatora Sieci SMO

Wojskowa Akademia Techniczna, Podstawy symulacji, Zajęcia

laboratoryjne

10

2.3.

Wprowadzanie danych wejściowych

Dane podawane w programie:

◦

parametry rozkładów dla gniazd i generatora

◦

długość kolejek

◦

liczba „okienek” obsługi w gniazdach

Rafał Lemancewicz, I8E1S1

Sprawozdanie – projekt i implementacja symulatora Sieci SMO

Wojskowa Akademia Techniczna, Podstawy symulacji, Zajęcia

laboratoryjne

11

2.4.

Przebieg symulacji

Podczas procesu symulacji następuje wyświetlanie poniższych informacji:

◦

czas wystąpienia zdarzeń

◦

rodzaj zdarzeń

Przykładowe komunikaty wyświetlane podczas symulacji:

Generator: Wygenerowano klienta nr.: 4

Gniazdo1 klient nr: 4 priorytet 14

Gniazado1 dodano klienta nr: 4 SimTime 0.069467

Generator: Wygenerowano klienta nr.: 5

Gniazdo1 klient nr: 5 priorytet 17

Gniazdo1 dodano klienta nr: 5 SimTime 0.069467

Gniazdo1 pobrano do obslugi klienta nr 3 czas: 0.069467

Gniazdo1 pobrano do obslugi klienta nr 5 czas: 0.069467

Rafał Lemancewicz, I8E1S1

Sprawozdanie – projekt i implementacja symulatora Sieci SMO

Wojskowa Akademia Techniczna, Podstawy symulacji, Zajęcia

laboratoryjne

12

2.5.

Wyniki symulacji

Wynikami symulacji są następujące charakterystyki:

◦

Średnie czasy przebywania klienta

◦

Liczba klientów

◦

Liczba zajetych kanałów

◦

Liczba klientów w kolejce

◦

Prawdopodobieństwa

Rafał Lemancewicz, I8E1S1

Sprawozdanie – projekt i implementacja symulatora Sieci SMO

Wojskowa Akademia Techniczna, Podstawy symulacji, Zajęcia

laboratoryjne

13

2.6.

WIelokrotne przeprowadzenie eksperymentów

Eksperyment można przeprowadzić wielokrotnie dzięki ręcznemu wprowadzaniu
danych przez użytkownika. Dane (wyniki) są zapisywane do pliku. Wynik
przeprowadzenia eksperymentu widoczny jest w czasie działania programu.

Rafał Lemancewicz, I8E1S1

Sprawozdanie – projekt i implementacja symulatora Sieci SMO

Wojskowa Akademia Techniczna, Podstawy symulacji, Zajęcia

laboratoryjne

14

2.7.

Wnioski

Możliwość wielokrotnego przeprowadzenia eksperymentu dla różnych danych
pokazuje, że program nie zawsze będzie działać. Wszystko zależy od tego jakie dane
będziemy wpisywać między innymi dla poszczególnych rozkładów. Może zaistnieć
sytuacja, że w wyniku źle dobranych danych nie nastąpi pożądany przepływ
klientów. Stąd wniosek, że dane nie mogą być dowolne. Warto także podkreślić, że
wpływ na działanie SMO ma również liczba oczekujących klientów. Im większa liczna
klientów i krótsza kolejka tym dłuższa jest symulacja.

W programie istnieje możliwość włączenia lub wyłączenia komunikatów w trakcie
działania symulacji. Włączenie komunikatów pozwala nam obserwować jak
następuje przypływ klientów w poszczególnych SMO, czy jest on zajęty, czy klient
jest obsługiwany itp.

Rafał Lemancewicz, I8E1S1