У нас уже 17884 рефератов, курсовых и дипломных работ
Заказать диплом, курсовую, диссертацию


Быстрый переход к готовым работам

Мнение посетителей:

Понравилось
Не понравилось





Книга жалоб
и предложений

 





Название Анализ специальных дисциплин обслуживания в системах обработки данных на базе моделей многофазных систем массового обслуживания
Количество страниц 99
ВУЗ Севастопольский национальный технический университет
Год сдачи 2010
Бесплатно скачать 4285.doc 
Содержание ВВЕДЕНИЕ 4
1 СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ЗАДАЧИ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ И ИССЛЕДОВАНИЯ ИХ ХАРАКТЕРИСТИК 8
1.1 Аналитический обзор методов построения моделей систем обработки данных 8
1.2 Классификация средств аналитического и имитационного моделирования вычислительных 10
1.3 Выбор критерия оценки эффективности системы обработки данных 11
1.4 Аналитический обзор средств имитационного моделирования систем массового обслуживания 14
1.4.1 Стратегия построения моделирующей системы 16
1.4.2 Обзор средств для реализации модели 22
1.5 Цель и задачи исследований 24
2 ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ С ПРОСТЕЙШИМ ВХОДЯЩИМ ПОТОКОМ ЗАЯВОК И ПРОИЗВОЛЬНЫМИ ПОТОКАМИ ОБСЛУЖИВАНИЯ 26
2.1 Аналитическая модель простейшей СМО с бесприорететной дисциплиной обслуживания 30
2.2 Аналитическая модель простейшей СМО с относительными и абсолютными приоритетами 44
2.3 Выводы 49
3 ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СМО С ПРОИЗВОЛЬНЫМИ ПОТОКАМИ ОБСЛУЖИВАНИЯ 50
3.1 Состав компонетов моделируемой СМО 50
3.2 Алгоритм моделирования 51
3.3 Описание компонентов системы 54
3.3.1 Назначение компонентов системы 55
3.3.2 Структура заявки 57
3.3.3 Компонент TFieldNames 57
3.3.4 Компонент TCustomUnit 58
3.3.5 Компонент TDispatcher 59
3.3.6 Компонент TGenerator 60
3.3.7 Компонент TQueue 60
3.3.8 Компонент TDevice 61
3.3.9 Компонент TTerminator 62
3.3.10 Компонент TMultyDevice 62
3.3.11 Компонент TAdvQueue 65
3.4 Определение статистических характеристик системы 65
4 ИССЛЕДОВАНИЕ СТАЦИОНАРНОГО РЕЖИМА СМО С ПРОИЗВОЛЬНЫМИ ПОТОКАМИ СОБЫТИЙ 67
4.1 Исследование зависимости функции штрафа от закона распределения времени обслуживания 67
4.2 Исследованиефункции штрафа для систем, состоящих из нескольких обслуживающих устройств 71
4.3 Исследование функции штрафа для систем обработки данных с учетом приоритетов 75
4.4 Выводы 77
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 78
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 80
ПРИЛОЖЕНИЕ Текст библиотеки моделирующих компонентов среды визуального программирования Delphi 82



ВВЕДЕНИЕ
Применение современных средств вычислительной техники тесно связано с использованием вероятностных методов, позволяющих оценивать характеристики объектов с учетом различных случайных факторов при определении точности, быстродействия, надежности и т.п. Используемые методы проектирования сложных систем основаны на ряде упрощающих допущений и предположений. Эти упрощения часто приводят к тому, что в проектах систем, предназначенных для систематического решения определённого перечня задач, имеются существенные погрешности при определении потребности в ресурсах. При этом наблюдается завышение потребностей, поскольку, во-первых, расчёты требуемых значений параметров ресурсов производятся по экстремальным значениям всех параметров рабочей нагрузки, а, во-вторых, разработчики стремятся к увеличению запаса производительности для гарантированного выполнения заданных функций проектируемой системы.
Для эксплуатируемых систем важным является анализ их занятости, выявление неиспользуемых ресурсов и возможностей по дозагрузке. Существующие методы и средства измерения занятости и оценки производительности не всегда приемлемы и не позволяют прогнозировать качество функционирования системы при том или ином изменении перечня решаемых задач, рабочей нагрузки или структуры системы.
Для современных вычислительных систем характерна работа в режиме решения потока случайных по своим характеристикам задач, поступающих в случайные моменты времени. Случайность характерна и для отдельных подсистем, таких как подсистема «процессор - основная память» (случаен поток команд, выбираемых устройством управления процессора из памяти), внешние запоминающие устройства (случайно время доступа к хранящемуся в накопителе файлу) и т.д. Анализ и синтез подобных систем с учетом вероятностного характера протекающих в них процессов возможен методами теории массового обслуживания.
При решении задач анализа и синтеза систем массового обслуживания предполагается знание совокупности свойств исследуемой системы массового обслуживания (СМО), каждое из которых может быть измерено, т.е. оценено количественно. Некоторые свойства СМО можно рассматривать как первичные (параметры СМО); остальные свойства относятся к вторичным (характеристики СМО). При решении задач анализа и синтеза СМО должен быть известен также критерий эффективности, устанавливающий способ оценки качества системы.
Процесс поступления в СМО заявок на обслуживание является в общем случае случайным и может рассматриваться как поток однородных событий, происходящих через случайные промежутки времени. Наибольшее распространение в теории массового обслуживания получил простейший поток заявок, т.е. поток, обладающий свойствами стационарности, ординарности и отсутствия последействия. Допущение о простейшем потоке позволяет получить аналитические зависимости характеристик СМО от параметров входного потока. Вследствие отсутствия последействия в простейших потоках процессы в СМО являются марковскими, что позволяет применять для их исследования хорошо разработанный аппарат теории марковских цепей.
Методы исследования СМО с простейшими потоками событий позволяют исследовать как динамику (переходный режим), так и статику (установившийся режим) достаточно разнообразных СМО, однако их применение в области вычислительной техники ограничено в связи тем, что предположение о простейшем характере потоков обслуживания плохо согласуется с характером потоков обслуживания в реальных вычислительных системах. Один из прогрессивных методов исследования сложных систем без ограничения на характер входного потока и дисциплины обслуживания - это имитационное моделирование. Этот метод широко используется для анализа организационных и технических систем различного назначения.
Имитационное моделирование обеспечивает возможность испыта¬ния, 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.
Целью данной работы является анализ специальных дисциплин обслуживания в системах обработки данных на базе моделей многофазных СМО. Оценка эффективности функционирования СМО осуществляется с помощью функции штрафа, которая определяется суммой линейных штрафных функций за ожидание заявки в очереди и недогруз канала обслуживания.
В первом разделе рассматриваются результаты системного анализа задачи построения моделей систем обработки данных и исследования их характеристик. На основании аналитического обзора работ Н.М. Саломатина, С.И. Майорова, И.Н. Альянаха, А.И. Петренко, И.В. Прангишвили, Слепцов А. И., Юрасова А. А., Лебедева А.Н., Чернявского Е.А. и др. выполнена классификация методов моделирования сложных систем. В процессе анализа задачи был предложен и обоснован критерий оценки эффективности функционирования систем обработки данных; рассматриваются методы аналитического и имитационного моделирования применительно к исследованию характеристик агрегата «процессор-память» системы обработки данных.
Второй раздел посвящен вопросам исследования аналитической модели модуля центрального процессора системы обработки данных. Выдвигается предположение о том, что поток событий в системе является произвольным. Исследуется поведение функции оценки эффективности функционирования модуля в зависимости от интенсивности входного потока, быстродействия центрального процессора и трудоемкости обработки сообщений.
В третьем разделе рассматриваются вопросы создания системы имитационного моделирования средствами среды Delphi. Предлагается оригинальная методика, согласно которой моделирующие компоненты являются непосредственно частью среды визуального программирования.
Четвертый раздел посвящен анализу результатов имитационного моделирования различных агрегатов системы обработки данных с приоритетной и бесприоритеной дисциплиной обслуживания данных.
В заключении подводятся итоги работы. Исходные тексты программ некоторых моделирующих компонентов приведены в приложении.

Список литературы ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате проведенного в данной работе комплекса теоретических и экспериментальных исследований получены следующие основные результаты и выводы:
1) В результате системного анализа проблемы и литературных источников установлено, что в настоящее время разработка моделей агрегатов систем обработки информации с произвольными потоками событий является актуальной и важной задачей. Предположение о простейшем потоке плохо согласуется с характером потоков обслуживания в реальных вычислительных системах.
2) Предложен и обоснован критерий для оценки эффективности функционирования агрегатов системы обработки данных.
3) На основании предложенного критерия и методов теории массового обслуживания построена аналитическая модель модуля центрального процессора системы обработки информации. Исследовано поведение функции штрафа в зависимости от быстродействия процессора и трудоемкости обработки сообщений. Установлено, что в стационарном режиме функция оценки эффективности имеет локальный экстремум, что позволяет аргументировано осуществлять выбор типа центрального процессора в зависимости от рода решаемых задач.
4) Так как аналитическое моделирование совместного функционирования агрегатов системы обработки данных при отказе от предположения о простейшем характере потоков событий в системе является чрезвычайно сложной и трудоемкой задачей для исследования их функционирования разработана система имитационного моделирования средствами компонентов среды визуального программирования Delphi.
5) Построены имитационные модели и исследовано поведение функции оценки эффективности работы системы при различных предположениях о законах распределения и времени обслуживания требований. Установлено, что положение локального экстремума исследуемой функции определяется не только значением среднего времени поступления и обслуживания заявок, но и видом функции распределения.
6) Выполнен анализ результатов имитационного моделирования совместного функционирования агрегатов системы обработки данных при бесприоритетной и приоритетной дисциплине обслуживания.
7) Результаты работы могут найти применение при разработке новых систем обработки информации и управления для оценки характеристик проектируемой системы и аргументированного выбора ее технического состава и структуры.




1. Соломатин Н.М., Шертвитис Р.П., Макшанцев М.М. Выбор микроЭВМ для информационных систем.-М.:Высшая школа.,1987. – 120 с.
2. Вероятностные методы в вычислительной технике /под ред. А.Н.Лебедева.- М.: Высшая школа, 1978.-408с.
3. Альянах И.Н. Моделирование вычислительных систем.-Л: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1988.-223 с.
4. Петренко А. И., Семенков О. И. Основы построения систем автоматизированного проектирования.— К. : Вища шк., 1984.— 297 с.
5. Прангишвили И. В. Микропроцессоры и локальные сети микро-ЭВМ в распределенных системах управления.—М.: Энергоиздат, 1985.— 272 с.
6. Вейцман К. Распределенные системы мини- и микро-ЭВМ/Пер, с англ. В. И. Шяудкулиса и В. А. Шапошникова; Под ред. Г. П. Васильева.—М.:Финансы и статистика, 1982.—382 с.
7. Слепцов А. И., Юрасов А. А. Автоматизация проектирования управляющих систем гибких автоматизированных производств / Под ред. Б.Н. Малиновского.-К.: Техника, 1986.-110 с.
8. Пранявичюс Г.И. Модели и методы исследования вычислительных систем. – Вильнюс: Мокелас, 1982. – 227 с.
9. Артамонов Г. Т., Брехов О. М. Аналитические вероятностные модели функционирования ЭВМ.— М, : Энергия, 1978.— 368 с.
10. Сергиенко И.В. Математические модели и методы решения задач дискретной оптимизации. - Киев : Наук. думка, 1985.-384 с.
11. Железнов И.Г. Сложные технические системы (оценка характеристик). - М: ВШ, 1984 г.
12. Бусленко В. Н. Автоматизация имитационного моделирования сложных систем,— М. Наука, 1977.— 240 с.
13. Марков А.А. Моделирование информационно-вычислительных процессов. – М.:МГТУ, 1999.- 360 с.
14. Советов Б. Я.. Яковлев С. А. Моделирование систем.— М., Высш. шк., 1985.—271 с.
15. Брукс Ф. П. Как проектируются и создаются программные комплексы.—М.:Наука, 1979-151 с.
16. Конопка Р. Создание оригинальных компонент в среде Delphi.-Киев : Диалектика, 1996.-376 с.
17. Клейнрок Л. Введение в теорию массового обслуживания.-М:Мир,1990г.-675 с.
18. Башарин Г. П., Толмачев А. Л. Теория сетей массового обслуживания и ее приложения к анализу информационно-вычислительных систем// Итоги науки и техники.—М.; 1983.—Т. 21.—С. 3—209.
19. Саломатин Н. А. и др. Имитационное моделирование в оперативном управлении производством / Н. А. Саломатин, Г. В. Беляев, В, Ф. Петроченко, Е. В. Прошлякова.—М.: Машиностроение, 1984.—208 с.
20. Сергеев Г.Г., Скатков А.В. Моделирование устройств средствами среды Delphi. В кн.Автоматизация проектирования дискретных систем //Материалы второй международной конференции.- Минск: Институт технической кибернетики АН Беларуси, 2006.- С.29-33
21. Киндлер Е. Языки моделирования; Пер. с англ. М.: Энергоатомиэдат, 1985.-288 с.
22. Евтушенко Ю.Г., Мазурик В.П. Программное обеспечение систем оптимизации. - М.; Знание, 1989.
23. Грицык В.В. Распараллеливание алгоритмов обработки информации в системах реального времени.-К.: Наук. думка, 1981.-216 с.
24. Буч Г. Объектно-оринетированное программирование с примерами применения.- М.: Конкорд, 2006. – 519 с.
Стоимость доставки работы, в гривнах:

(при оплате в другой валюте, пересчет по курсу центрального банка на день оплаты)		 0
Скачать бесплатно 4285.doc 





Найти готовую работу


ЗАКАЗАТЬ

Обратная связь:


Связаться

Доставка любой диссертации из России и Украины

Вход для партнеров

Регистрация

Восстановить доступ

Материал для курсовых и дипломных работ


Ссылки:

Выполнение и продажа диссертаций, бесплатный каталог статей и авторефератов

Счетчики:

Besucherzahler
счетчик посещений

© 2006-2024. Все права защищены.
Выполнение уникальных качественных работ - от эссе и реферата до диссертации. Заказ готовых, сдававшихся ранее работ.