Имитационное моделирование процесса передачи данных | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 6 июля, печатный экземпляр отправим 10 июля.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Информационные технологии

Опубликовано в Молодой учёный №7 (245) февраль 2019 г.

Дата публикации: 13.02.2019

Статья просмотрена: 38 раз

Библиографическое описание:

Винокуров А. Ф. Имитационное моделирование процесса передачи данных // Молодой ученый. — 2019. — №7. — С. 98-100. — URL https://moluch.ru/archive/245/56528/ (дата обращения: 27.06.2019).



В статье решена задача имитационного модулирования средствами AnyLogic.

Ключевые слова: имитационная модель, моделирование, IT, компьютерное модулирование.

Постановка задачи:

Двухпроцессорный вычислительный комплекс (ВК) обслуживает три автоматизированных рабочих места (АРМ). Первое АРМ имеет абсолютный приоритет по отношению к остальным, а второе — более высокий приоритет по отношению к третьему АРМ. От первого АРМ поступают запросы на обслуживание, интервалы между которыми распределены равномерно [t1,t2] с. Интервалы времени поступления запросов от второго и третьего АРМ распределены по экспоненциальному закону с параметрами t3 и t4 соответственно. На обслуживание одного запроса 1-й категории любой процессор затрачивает время, экспоненциально распределенное с параметром t5 с, 2-й категории — t6 с, 3-й категории — t7 c. В оперативной памяти ВК организован накопитель емкостью L запросов.

Каждый процессор имеет конечную надежность. Длительность интервалов между отказами распределена по экспоненциальному закону с параметром t8 с. Длительность восстановления распределена по нормальному закону с параметрами t9 c и t10 c. При отказе любого процессора обслуживаемые и прерванные запросы теряются.

Исходные данные:

L — ёмкость накопителя = 5 запросов

t1 — средний интервал времени поступления запросов от АРМ1 = 32

t2 — среднеквадратическое отклонение интервала времени поступления запросов от АРМ1 = 5

t3 — средний интервал времени поступления запросов от АРМ2 = 25

t4 — средний интервал времени поступления запросов от АРМЗ = 42

t5 — среднее время обработки запросов от АРМ1 = 11

t6 — среднее время обработки запросов от АРМ2 = 7

t7 — среднее время обработки запросов от АРМЗ = 9

t8 — средний интервал времени возникновения отказов = 8000

t9 — среднее время восстановления = 18

t10 — среднеквадратическое отклонение времени восстановления = 2

Koef — коэффициент изменения t9 и t10 = 1

Созданию системы, действующей в реальном мире, предшествует моделирование — создание и анализ системы–заместителя, которая повторяет основные характеристики исходной, но позволяет снизить расходы (времени или денег) требуемые для проведения экспериментов [1].

По Ляпунову, математическое моделирование — это опосредованное практическое или теоретическое исследование объекта, при котором непосредственно изучается не сам интересующий нас объект, а некоторая вспомогательная искусственная или естественная система (модель), находящаяся в некотором объективном соответствии с познаваемым объектом, способная замещать его в определённых отношениях и дающая при её исследовании, в конечном счёте, информацию о самом моделируемом объекте [3].

Среди математических моделей, позволяющих адекватно описать и проводить анализ широкого класса систем, следует выделить имитационные модели.

В данной статье используется среда моделирования AnyLogic. AnyLogic — программное обеспечение для имитационного моделирования, разработанное российской компанией The AnyLogic. Инструмент обладает современным графическим интерфейсом и позволяет использовать язык Java для разработки моделей [2].

Построение модели

Рис. 1. Исследуемая модель

Проведём следующие исследования модели:

1. В течение 2 ч функционирования двухпроцессорного вычислительного комплекса исследуем зависимость вероятности потерь запросов от:

— емкости накопителя,

— интервалов времени выхода из строя,

— времени восстановления процессоров.

Для исследования нам понадобятся следующие переменные.

Рис. 2. Переменные

Таблица 1

Анализ работы системы в зависимости от ёмкости памяти

Ёмкость накопителя

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Вероятность потери запроса

23,3

18,4

8,4

8,3

6

6,1

3

2,8

1,1

1

Таблица 2

Анализ работы системы в зависимости от времени работы процессора

Время работы процессора до отказа

600

650

700

750

800

850

900

950

1000

1050

Вероятность потери запроса

8,3

6,9

6,8

6,5

5,7

4,3

4,1

4

4

3,9

Таблица 3

Анализ работы системы в зависимости от времени восстановления процессора

Мат ожидание (время восстановления)

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

Вероятность потери запроса

5,3

5,4

5,6

5,3

6,2

5,9

6,3

6

6,3

6,2

Анализ результатов

Рис. 3. Визуализация анализа работы системы в зависимости от времени восстановления процессора

В ходе выполнения этой работы были получены основные навыки решения задач по автоматизации технологических процессов в среде имитационного моделирования AnyLogic, что включает в себя проведение научно — исследовательской и проектно-конструкторской работы в области исследования и разработки сложных систем; способность ставить и проводить имитационные эксперименты с моделями процессов функционирования систем на современных ЭВМ для оценки вероятностно — временных характеристик систем. В результате выполнения работы получены результаты о работе сервера с учетом различной интенсивности генерации запросов.

Литература:

  1. Николенко С. Д. Глубокое обучение. Погружение в мир нейронных сетей: — Питер СПб.: ВАС, 2018. — 480 с.
  2. Бэзнис Б. В. Java для начинающих. Объектно-ориентированный подход в построение интерфейса Web-приложений. — СПб.: ВАС, 2018. — 680 с.
  3. Рашид Т. Г. Создаём нейронную сеть. — Вильямс, 2017. — 272 с
Основные термины (генерируются автоматически): интервал времени поступления запросов, анализ работы системы, вероятность потери запроса, время обработки запросов, двухпроцессорный вычислительный комплекс, имитационное моделирование, время восстановления, время восстановления процессора, время работы процессора, запрос.


Похожие статьи

Использование имитационного моделирования для анализа...

Во время работы модели автоматически строится график задержек в выбранном узле. Поскольку для БС крайне важно обеспечить высокую доступность (небольшое время отклика системы), то при анализе результатов имитационного моделирования необходимо обратить...

Отказы в системах реального времени | Статья в журнале...

Отказы в системах реального времени. Автор: Горбунов Владимир Владимирович. Рубрика: Технические науки.

В этой задаче рассматривается система из N процессоров, которые разделяются на рабочее множество процессоров и множество процессоров W: горячего...

Основы разработки баз данных реального времени

В статье кратко представлены основы разработки баз данных реального времени при создании автоматизированных систем реального времени. Такие базы данных могут быть полезны в области банковского дела, медицины, автоматизации сложных технологических процессов...

Построение и исследование имитационной модели системы...

Приводится имитационная модель системы контроля работы студентов, построенная в среде математического пакета Mathcad. Производятся измерения основных характеристик сервера при взаимодействии с клиентами разной функциональной толщины.

Особенности анализа характеристик видеотрафика в системе АМС

Случайный процесс поступления заявок (пакетов) в систему характеризуется законом

Система АМС нужна для анализа характеристик потоков заявок, представляющих пакеты или

На первом этапе пользователь загружает в систему файл, содержащий время прихода...

Построение имитационной модели JavaEE веб-приложения по...

Ключевые слова: имитационное моделирование, архитектура, системы массового обслуживания.

В настоящее время у многих пользователей Интернета и других веб-систем возникают проблемы с производительностью, такие как долгое ожидание ответа при...

Моделирование операционной системы реального времени...

В свое время группой сотрудников Университета [1] было разработано программное обеспечение для изготовленного на ПО «КОНТУР»

С точки зрения ПО наиболее сложным для студентов оказывается анализ принципов структурной организации системы и динамики...

Применение имитационной модели надежности при...

модель функционирования комплекса (набор данных, характеризующих систему эксплуатации в целом: циклограмма работы систем КА, вероятность постановки комплекса на дежурство, распределение плотности команды на целевое применение, интенсивности...

Объект как система массового обслуживания: моделирование...

Определим время безотказной работы системы (режущий инструмент, покрышка колеса автомобиля и т. д.), а затем и поток отказов системы в этоминтервале. Если инструмент может получить повреждение с вероятностью , то вероятность того...

Похожие статьи

Использование имитационного моделирования для анализа...

Во время работы модели автоматически строится график задержек в выбранном узле. Поскольку для БС крайне важно обеспечить высокую доступность (небольшое время отклика системы), то при анализе результатов имитационного моделирования необходимо обратить...

Отказы в системах реального времени | Статья в журнале...

Отказы в системах реального времени. Автор: Горбунов Владимир Владимирович. Рубрика: Технические науки.

В этой задаче рассматривается система из N процессоров, которые разделяются на рабочее множество процессоров и множество процессоров W: горячего...

Основы разработки баз данных реального времени

В статье кратко представлены основы разработки баз данных реального времени при создании автоматизированных систем реального времени. Такие базы данных могут быть полезны в области банковского дела, медицины, автоматизации сложных технологических процессов...

Построение и исследование имитационной модели системы...

Приводится имитационная модель системы контроля работы студентов, построенная в среде математического пакета Mathcad. Производятся измерения основных характеристик сервера при взаимодействии с клиентами разной функциональной толщины.

Особенности анализа характеристик видеотрафика в системе АМС

Случайный процесс поступления заявок (пакетов) в систему характеризуется законом

Система АМС нужна для анализа характеристик потоков заявок, представляющих пакеты или

На первом этапе пользователь загружает в систему файл, содержащий время прихода...

Построение имитационной модели JavaEE веб-приложения по...

Ключевые слова: имитационное моделирование, архитектура, системы массового обслуживания.

В настоящее время у многих пользователей Интернета и других веб-систем возникают проблемы с производительностью, такие как долгое ожидание ответа при...

Моделирование операционной системы реального времени...

В свое время группой сотрудников Университета [1] было разработано программное обеспечение для изготовленного на ПО «КОНТУР»

С точки зрения ПО наиболее сложным для студентов оказывается анализ принципов структурной организации системы и динамики...

Применение имитационной модели надежности при...

модель функционирования комплекса (набор данных, характеризующих систему эксплуатации в целом: циклограмма работы систем КА, вероятность постановки комплекса на дежурство, распределение плотности команды на целевое применение, интенсивности...

Объект как система массового обслуживания: моделирование...

Определим время безотказной работы системы (режущий инструмент, покрышка колеса автомобиля и т. д.), а затем и поток отказов системы в этоминтервале. Если инструмент может получить повреждение с вероятностью , то вероятность того...

Задать вопрос