АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА
ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС ИНСТИТУТЫ
Автоматты
электрлік байланыс кафедрасы
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЯ
ЖҮЙЕЛЕРІН ЖОБАЛАУДЫҢ АВТОМАТТАНДЫРЫЛҒАН
ЖҮЙЕЛЕРІНІҢ НЕГІЗДЕРІ
Зертханалық
жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік
нұсқаулар
(050719
– Радиотехника,
электроника және телекоммуникациялар мамандығының студенттері
үшін)
Алматы
2006
ҚҰРАСТЫРУШЫЛАР:
К.Х. Тұманбаева, Л.Ө. Балғабекова. Телекоммуникациялар
жүйелерін жобалаудың
автоматтандырылған жүйелерінің негіздері. Зертханалық
жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік
нұсқаулар (050719 – Радиотехника, электроника
және телекоммуникациялар мамандығының студенттері үшін). –
Алматы: АЭЖБИ, 2006. –
26 б.
Әдістемелік нұсқауларда «Телекоммуникациялар жүйелерін жобалаудың автоматтандырылған жүйелерінің негіздері» пәні
бойынша зертханалық жұмыстарды орындауға арналған
бастапқы мәндер мен кеңестер берілген.
Зертханалық жұмыстарды орындау кезінде студенттер, телекоммуникация жүйелерін жобалауда
қолданатын GPSS World имитациялық модельдеу жүйесімен
жұмыс істеуге үйренеді.
Без. - 3, кестелер - 2, библиогр. – 3 атау.
Пікір жазушы: техн. ғыл. канд., проф. Т.Қ.
Бектыбаев
Алматы энергетика және байланыс институтының
2006ж. жоспары бойынша басылады.
©Алматы энергетика және
байланыс институты, 2006 ж.
Кіріспе
«Телекоммуникациялар жүйелерін жобалаудың автоматтандырылған жүйелерінің негіздері» пәні бойынша зертханалық жұмыс студенттерді
GPSS World имитациялық модельдеу жүйесі негізімен жұмыс
істеуге бағдарланған.
Зертханалық жұмыстың мақсаты –
GPSS World имитациялық модельдеу жүйесімен жұмыс істеуде
студенттердің телекоммуникациялық жүйені жобалау кезінде
бастапқы іскерліктерімен дағдыларын өңдеп, компьютерлік
модельдеудің мүмкіндіктерімен таныстыру.
Әдістемелік нұсқауда имитациялық
модельдеу туралы бастапқы деректер, базалық түсініктер
және жаппай қызмет ету жүйесінің (ЖҚЖ) анықтамалары жазылып көрсетілген.
GPSS пакетімен танысу «MapInfo» және «System View»
программалық пакеттерді оқығаннан кейін іске асырылады. GPSS
World пакетін қолданудағы зертханалық жұмысты
орындауға оқу уақытының 4 сағаты бөлінген.
Зертханалық жұмыс «белсенді диалог»
тәртібіндегі терезелік интерфейстің көмегімен іске асатын
GPSS World-ң диалогтық мүмкіндіктерімен танысуға
арналған.
Зертханалық жұмысты орындау кезінде
студенттер модельдеуді жүйеге енгізіп, жүйені жүргізіп, GPSS World тілінде бірарналы ЖҚЖ
моделін өңдеп, нәтижелерін алады.
1 №1 зертханалық жұмыс
GPSS World имитациялық модельдеу
жүйесінде бастапқы менюмен жұмыс
істеу
1.1
Жұмыстың мақсаты: GPSS World имитациалық модельдеу жүйесінің
бастапқы менюінің мүмкіндіктерін оқып, үйрену,
жүйемен интерактивті тәртіпте жұмыс істеуді игеру.
1.2 Жұмысқа дайындық:
1.2.1 Жаппай қызмет ету жүйесіндегі имитациялық модельдеу
ұғымын оқып, меңгеру (зертханалық жұмыстарға дайындалу үшін
мәліметтер).
1.2.2 Әдістемелік нұсқауда
және /1,2,3/ әдебиеттерінде көрсетілген GPSS World
жүйесіндегі бастапқы менюдің пункттерін оқу.
1.3 Жұмысқа тапсырма
GPSS World жүргізу. Бастапқы менюдің
пункттерімен танысу. Экранда пайда болып отыратын менюдің командаларын, олардың мүмкіндіктерімен танысу. Берілген моделдің операторларын
еңгізу. Моделді жүргізу. Модельдеудің есептемесін алу.
1.4 Жұмысты орындау реті:
а) тапсырманың
нұсқасын оқытушыдан алу;
б) GPSS World жүйесін жүргізу;
в) бастапқы менюдің пункттерін оқу;
г) моделдің операторларын еңгізу;
д) модельдеу процессін іске қосу;
е) моделдердің
нәтижелерін экранда есептеме түрінде алу;
ж)
орындалған зертханалық жұмыстың есептемесін дайындау керек, онда модельді, модельдеудің
нәтижелерін және алынған мәліметтердің талдауын
көрсету керек.
1.5
Зертханалық жұмысқа дайындалу үшін материал
1.5.1 Имитациялық
модельдеу туралы бастапқы мәліметтер
Телекоммуникациялық жүйелерді (ТЖ) жобалау мен жаңартудың барлық сатыларындағы зерттеудің
негізгі жаңа тәсілі, модельдеу болып табылады. Модельдеу
тәсілдерімен ТЖ-гі талдау мен құрастырудың ең күрделі есептері шешіледі. Нақты бір объектімен
эксперимент жүргізу мүмкін болмаған кезде модельдеу
өңдеушіге жүйені (зерттеген және болжаған кезде)
талдауға мүмкіндік береді. Модельдеудің нәтижелері
бойынша ТЖ параметрлерінің және
олардың қасиеттерін сипаттайтын функционалдардың арасындағы
қатынасты тұрғызуға
болады; осы функционалдардың мәндерінің орнықты аймағын анықтайтын сапалы
заңдылықтарды зерттеуге болады; басқарудың рационалды
стратегиясын құру және тиімді параметрлерді
таңдауға байланысты есептер шығарылады.
ТЖ-ің математикалық моделі,
жүйенің қызмет етуінің негізгі процестерін
математикалық сипатта формальді түрде көрсетеді.
Өзінің құрылымы бойынша математикалық модельдеу,
жүйенің элементтерінің арасындағы өзара
іс-қимылдарының моделдерінен және де жүйеге
сыртқы әсер ету моделдерінен тұрады.
Математикалық модельдеудің маңызды
қасиеті оның әмбебаптығы. Бұл әдіс әр
жаңа есеп үшін арнайы құрылғыны
құруды талап етпейді, ол зерттеп отырған ТЖ-ң
жұмысының бастапқы шарты мен тәртіптерінің
параметрлерінің сан мәндерін жай ғана салыстырмалы
өзгертуін рұқсат етеді.
Математикалық модельдеу екі түрге бөлінеді:
аналитикалық және имитациялық модельдеу.
Аналитикалық модельдеуде математикалық модель
теңдіктер жүйелері түрінде іске асырылады. Қажетті
нәтиже аналитикалық (айқын түрде) немесе сандық әдістермен алынады. Кейбір жағдайларда жүйені аналитикалық сипаттау өте
күрделі болып, талап етілген нәтижелерді алу қиынға
соғады. Осындай жағдайларда имитациялық модельдеуді
қолдануға көшу керек болады.
Имитациялық модель ТЖ-нің логикалық
құрылымын, құбылыстар арасындағы байланысты,
олардың уақыт ішінде өзгеру ретін сақтай отыра, қызмет ету процесін толығымен
қайталайды
Имитациялық модельдеу кезінде жобаланған
жүйенің жүмысы компьютерде имитацияланады. Бұл кезде
математикалық модельдеу компьютер үшін программа түрінде іске
асады. Эксперименттердің нәтижесінде компьютерде статистика (санақ) жиналып, өңделіп және керекті мәліметтерді береді.
Осылайша жобалаған жүйенің сипаттамаларын алып және
оларға әсер ететін факторларды зерттеуге болады.
1.5.2 Жапай қызмет ету
(ЖҚЖ) жүйелерінің анықтамалары және негізгі
түсініктері
Телекоммуникациялық желілер мен жүйелерді
математикалық модельдеу кезінде ЖҚЖ теориясы қолданылады.
Бұл теорияның негізін қалаушы
даниялық математик А.К. Эрланг. Копенгаген телефон компаниясында жұмыс істеп жүріп,
1909 жылы жарық көрген “Ықтималдықтар теориясы және
телефондық сөйлесулер” жұмысында жаппай қызмет ету теориясының кейбір есептерін
қойып шешкен.
Әрбір ЖҚЖ өзінің
құрылымына қызмет ету арналары деп аталатын бірнеше қызмет ету құрылғысын
қосады. Арналардың рөлін
әртүрлі аспаптар, құрылғылар, байланыс жолдары,
автомашиналар және әртүрлі операцияларды орындайтын адамдар
атқара алады.
ЖҚЖ жүйесі бірарналы және
көпарналы бола алады.
Әрбір ЖҚЖ жүйенің кірісіне
кездейсоқ уақыт мезгілінде келіп түскен кейбір
тапсырыстардың ағынына қызмет ету үшін арналған.
Тапсырысқа қызмет ету кездейсоқ уақытқа созылады.
Тапсырысқа қызмет етілгеннен кейін арна босатылып, келесі
тапсырысты қабылдауға дайын болады.
Тапсырыс ағыны және оларға қызмет
ету уақытының кездейсоқ болуы, ЖҚЖ-ң бірқалыпсыз қызмет етуіне
әкеліп соғады: кейбір уақыт аралығында кірісте
тапсырыстар жиналып, қызмет етілуге кезекке тұрады немесе
жүйені тастап кетеді.
Осылайша, кез – келген ЖҚЖ – нің құрамында келесі үш негізгі
элементтер болады:
а) кірістегі тапсырыстар ағыны;
б) кезек;
в) қызмет ету арналары;
г) қызмет етілген тапсырыстар ағыны.
Әрбір ЖҚЖ өзінің параметрлеріне
байланысты: тапсырыстар ағынының сипаттамаларына,
қызмет ету арналарының санына, олардың өнімділігіне
және қызмет ету тәртібінде - нәтижелі түрде қызмет көрсету мүмкіндігі болады (өткізу қабілеті). Жалпы жағдайда
ЖҚЖ n арналардан тұрады. Кез-келген уақытта арна бос немесе
бос емес жағдайларында болады.
Кейбір уақыт мезетінде коммутация жүйесіне
тапсырыс келіп түсті делік. Егер жүйеде бос арна болса, онда
тапсырысқа қызмет етіледі.
Керсінше жағдайда тапсырыс кезекке тұрып, қызмет етілуін
күтеді.
1.5.3 GPSS World модельдеу жүйесі
Жоғарыда айтылғандай, имитациялық модел
компьютерлік бағдарлама болып табылады.
Оны кез-келген алгоритмдік тілде жазуға болады, бірақ күрделі
моделдерді іске асыру бұл жағдайда көп еңбекті
қажет етіп, модельдеудің мамандандырылған тілдерін
шығаруға мәжбүр етті.
Имитациялық бағдарламаларды жазу процесін
жеңілдететін модельдеудің ең бірінші тілі GPSS болды, оны осыдан қырық жыл бұрын IBM фирмасында
Джефри Гордон шығарды. GPSS тілі негізіне салынған GPSS World модельдеу
жүйесі 2000 жылы пайда болған Minuteman Software (АҚШ)
фирмасының бағдарлама түріндегі өнімі. Модельдеу
жүйесінің құрамына графикалық қосымшалар
мен мультимедиялық жабдықтар кіреді.
Айтып кететін жағдай, жүйе дискретті
және үзіліссіз процестерді моделдейді, әсіресе
телекоммуникация жүйесіндегі ЖҚЖ қарастырып, модельдеу
тиімді.
GPSS World студенттік болжамын ақысыз www.minutemansoftware.com/download
сайтынан алуға болады.
1.5.4 GPSS бастапқы менюі
Бағдарламаны жүргізу
үшін, жүйе орнатылған
каталогтағы GPSSW.exe файлын тышқанмен екі рет басу керек. GPSS
World жүйесінің бастапқы терезесі шығады.
.
1 сурет. GPSS World
жүйесінің бастапқы терезесі
Бастапқы терезенің бірінші жолында
(тақырып жолы) терезенің аты GPSS World көрсетілген. Ал
екінші жолда бастапқы менюдің пункттері, үшіншіде –
инструменттердің стандартты панелі орналасқан. Бастапқы
терезенің төменгі жолы, белгіленген команданың
қысқа сипаттамасын беретін жүйенің күйін
көрсететін жол.
Бастапқы меню GPSS World жүйесіндегі
барлық құралдарға қатынауды қамтамасыз
етеді. Мағынасы бойынша бастапқы меню осы жүйенің негізгі
басқару орталығы болып табылады.
Бастапқы менюдің пункттерін қарастырайық.
Меню File
File пункті
документтердің файлдарымен жұмыс істеу үшін қызмет
етеді. GPSS World жүйесіндегі имитациалық модельдеудің
файлдары Model терезесінде жазылып, gps. кеңейтілуінде сақталады,
ал текстік файлдар Text File терезесінде жазылып, txt. кеңейтілуінде
сақталады. Олардың құрастырылған
қалпы текстілік болғандықтан, оларды оқу және
редактор көмегімен өзгерту жеңіл тиеді.
Файлдарда өткен модельдеудің нәтижелері
жазылады. Бұл файлдар REPORT терезе құрамын
сақтағаннан кейін шығады. Бұл кезде файл gpr.
кеңейтілуі бар болады. Бұдан басқа, жүйелерді модельдеу
процесінде туындайтын хабарларды сақтауға болады. JOURNAL
терезесінде шығатын бұл хабарды, кеңейтілген sim. файлында сақтауға
болады.
File пунктіндегі меню келесі пункттердің
жинағынан тұрады:
- New…
- Open…
- Close…
- Save…
- Save As…
- Print…
- Internet
- Recent File
- Exit
New пунктін басқан кезде, жаңа
документ диалогтық терезе шығады. Model пунктінің
көмегімен модельдеу үшін жаңа файл және Text File
пунктінің көмегімен текстік файл ашуға болады. Файлдың
түрін таңдағаннан кейін, керекті тереземіз ашылады:
моделдейтін жүйені енгізу үшін – Untitled Model 1(аталмаған
модель 1) – немесе текстік файлды жазу үшін – Untitled Text File 1(аталмаған
текстілік файл 1).
Edit Менюі
Edit пунктін таңдаған
кезде мәтіні редакциялауға (түзетуге) арналған вызывает меню пайда болады. Бізге белгілі пункттерден Undo (отменить), Cut (кесіп
алу), Copy (көшіру), Paste (көшіргенді қою) басқа, ол тағы келесі пункттерден тұрады:
- Expression Window… диалогтық терезе Edit Expression Window шығады;
- Plot Window…(график терезесі) Edit Plot Window диалогтық терезе шығады;
- Insert GPSS Blocks…(GPSS блогын қою) тышқанның көмегімен керекті GPSS
блогын таңдап алуға, диалогтық терезе шығады (2-сурет).
2 сурет Insert GPSS Blocks диалогтық терезесі
2-суреттен көріп отырғанымыздай, диалогтық терезеге 53 блок кіреді екен. Егер
осылардың кез келгенін басып қалсақ, соған тиісті
диалогтық терезе шығады. Сіз GENERATE блогын басып
қалдық делік, керекті ақпаратты жазу үшін экранда
блоктың шаблоны шығады.
3сурет GENERATE блогының шаблоны
-
Insert Experiment (экспериментті
қой) тиісті экспериментті таңдау үшін менюді шақырады.
-
Settings... диалогтік терезені шақырады, онда жүйенің кейбір
күйлерін қалыптастыруға болады. .
Search менюі
Search (іздеу) пунктін таңдау курсордан қойылған белгіге дейін
тақырыпты белгілеуге, бағдарламаның тақырыбындағы
белгілерді қоюды және жоюды, керекті белгілерді қоюды, керекті жолға көшуді, қателерді тауып және
түзету қадамдарын іске асыра алады. Аталған амалдардың барлығын менюдін командаларының
көмегімен орындауға болады.
View менюі
Бастапқы менюдегі View пунктін таңдау панелі мен менюдегі әртүрлі терезелерді ашуға
мүмкіндік береді:
- Notices (хабар) Notices терезесі
шақырады;
- Toolbar (құралдар саймандары);
- Entity Details (элементті бөлшектеп көру);
- Simulation Clock (модельдеу сағаты).
Command менюі
Бастапқы менюдегі Command пунктін таңдау менюдегі келесі командаларды
шақырады:
-
Create Simulation(орындалып жатқан
моделді құру) берілген
моделдің трансляциясының басталуын, аяқталуын, уақытын,
күнін белгілеу (фиксация) трансляциясын орындап, транслятор
шақырады;
-
Retranslate
-
Repeat Last Command (соңғы команданы қайталау);
-
CONDUCT (басқару) экспериментті
өткізуге мүмкіндік береді;
-
START (жіберу)
-
STEP1 (1 қадам) бағдарламаның
қадаммен жұмыс істеуін қамтамассыз етеді;
-
HALT (тоқтау) модельдеу
процесін тоқтатады;
-
CONTINUE (жалғастыру) модельдеуді жалғастыруды қамтамассыз етеді;
-
CLEAR (тазалау) модельдеуді
бастапқы қалпына келтіреді;
-
RESET (тастау)
статистиканы бастапқы қалпына тастауды іске асырады;
-
SHOW (көрсету)
бастапқы параметрлерді
көрсетеді;
-
Custom… (қолдану) қолданушыға басқару командаларын еңгізуге мүмкіндік береді.
Window менюі
GPSS World жүйесі бірнеше тереземен тиімді
жұмыс істей алады. Әр бір моделге
арнаулы терезелер бөлінеді. Олардың ішіндегі
біреуі белсенді – ол қолданушы жұмыс істеп отырған.
Содай-ақ жүйе бірнеше тереземен бір уақытта жұмыс істей
алады. Бастапқы менюдегі Window
пунктін таңдау бірнеше тереземен жұмысты басқара алады. Меню
(Cascade, Tile) белгілі
командалардың қатарында керекті түрде жұмыс столына
терезелерді қоя алатын, келесі командаларды ұсынады:
-
Simulation Window (модельдеу терезесі)
керекті терезелерді шақыру үшін командалардан тұратын менюді шақырады;
-
Simulation Snapshot (модельдеу суреті) модельдеу суреттерінің терезелерінің
және осы уақытта ашық терезелердің тізімдерінен
тұратын менюді экранға шығарады.
Help менюі
Help (анықтама) анықтама жүйесінің менюін экран бетіне шығарады:
-
Help Topics (анықтаманы талап ету) анықтама жүйесін экран бетіне шығарады;
-
About GPSS World… (GPSS World
жүйесі туралы) жүйе бойынша қосымша мәліметтермен
қамтамасыз етеді.
1.6 Зертханалық жұмыстардың варианттары
Бірарналы жаппай қызмет ету жүйесіне кез-келген мезетте
тапсырыстар келіп түседі, егер арна бос болса, тапсырысқа қызмет етіледі, керісінше жағдайда кезек күтеді.
GPSS тілінде модель келесі блоктардан тұрады:
GENERERATE A, B; транзактың келіп түсуі
QUEUE 1; 1 кезекке қосылу
SEIZE 2; 2-ші қызмет ету арнасын алу
DEPART 1; кезектен шығу
ADVANCE A, B; транзактқа қызмет ету
RELEASE 2; 2-ші арналың қызмет етуден босауы
TERMINATE 1; транзактың жүйеден шығуы
START A
Берілген моделді GPSS World жүйесіне еңгізу,
модельдеу процесін іске қосып, нәтижелерін алыңыз.
Моделдің параметрлерін вариантқа байланысты алыңыз.
1 кесте
|
Вариант |
GENERATE блогының параметрлері |
ADVANCE блогының
параметрлері |
транзактар саны |
||
|
|
А |
В |
А |
В |
|
|
1 |
10 |
2 |
16 |
4 |
20 |
|
2 |
11 |
3 |
17 |
5 |
25 |
|
3 |
12 |
4 |
18 |
6 |
30 |
|
4 |
13 |
5 |
19 |
7 |
35 |
|
5 |
14 |
6 |
20 |
8 |
40 |
|
6 |
15 |
7 |
21 |
9 |
45 |
|
7 |
16 |
8 |
22 |
4 |
50 |
|
8 |
17 |
7 |
23 |
5 |
55 |
|
9 |
18 |
6 |
24 |
6 |
60 |
|
10 |
19 |
5 |
25 |
7 |
65 |
|
11 |
20 |
4 |
26 |
8 |
70 |
|
12 |
21 |
6 |
27 |
9 |
75 |
1- 4 варианттарда GENERATE блогындағы А операторын кестеде
берілген мәнінен бастап, h =1 қадамымен өсіріп, бес мәндер ұшін модельді іске
қосыңыз. Алынған нәтижелер негізінде А шамасымен
кезектің орта ұзындығы арасындағы байланысты график
түрінде тұрғызыңыз.
5 – 8 варианттарда ADVANCE блогындағы А операторын кестеде берілген
мәнінен бастап, h =1 қадамымен өсіріп, бес мәндер үшін модельді іске
қосыңыз. Алынған нәтижелер негізінде А шамасы мен
кезекте күту уақытының орта мәні арасындағы байланысты график
түрінде тұрғызыңыз.
9 – 12 варианттарда кестеде берілген транзактар санынан бастап, h =1 қадамымен өсіріп, бес мәндер ұшін
модельді іске қосыңыз. Алынған нәтижелер негізінде
транзактар саны мен кезекте күту уақытының орта
мәні арасындағы байланысты
график түрінде тұрғызыңыз.
1.7 Жасалған
жұмыс есебі
Жасалған жұмыс туралы есеп келесілерден
тұруы керек:
а) жасалған жұмыс күні, топтың
номірі, студенттің фамилиясы, зертханалық жұмыстың
тақырыбы көрсетілген титульдік парақтан;
б) жұмысты жасау үшін тапсырма мен
бастапқы мәндерден;
в) GPSS тіліндегі моделден;
г) модельдеудің
нәтижелері мен алынған мәліметтерге жасалған талдаудан;
1.8 Тексеру
сұрақтары:
1. Математикалық
модельдеу дегеніміз не?
2. Қандай модельдеуді
аналитикалық деп атаймыз?
3. Қандай модельдеуді
имитациялық деп атаймыз?
4. Имитациялық модельдеу
деп нені түсінесіз?
5. Жаппай қызмет ету
жүйесі дегеніміз не?
6. Телекоммуникациялық
жүйедегі транзакт деп нені айтуға болады?
7. GPSS World
жүйесінің қандай блоктарын білесіз және олар
қандай функцияларды атқарады?
8. Моделдің
операторларын еңгізу үшін, бастапқы менюдің қай
пунктін және экранда пайда болатын менюдің қай командасын
таңдау керек?
9. Модельдеу процесін іске
асыру үшін, бастапқы менюдің қай пунктін және
экранда пайда болатын менюдің қай командасын таңдау керек?
10. Модельдеудің
нәтижесін қалай көруге болады?.
11. Модельдеу
нәтижесінде моделдеген жүйеміздің жұмысы туралы
қандай мәліметтер алуға болады?
2 № 2 Зертханалық
жұмыс
Бір арналы жаппай
қызмет ету жүйесін модельдеу
2.1 Жұмыс мақсаты: GPSS-те бір арналы жаппай қызмет ету жүйесін моделдеп
үйрену, яғни моделдер құрастыру, эксперементтер жасау
және моделдеудің қорытындысын алу.
2.2 Жұмысқа дайындық
2.2.1
Бір арналы жаппай қызмет ету жүйесіне қажетті блоктар
функциясын оқу.
2.2.2 Моделдеу барысын жүргізу үшін GPSS World
жүйесінің негізгі менюінің бөлімдерін оқу.
2.2.3 Моделдеу процесінің ұзақтығын басқарып
үйрену.
2.3 Жұмысқа тапсырма
Өз
нұсқамызға сәйкес бір арналы жаппай қызмет ету
жүйесін моделдейміз.Жауабын
аламыз.
2.4 Жұмысты орындау реті
2.4.1 Оқытушыдан тапсырманы және нұсқаны алу.
2.4.2 ЖҚЖ-нің моделін құрастыру.
2.4.3 Моделдің оператрларын еңгізу.
2.4.4 Моделдеу процесін іске қосу.
2.4.5 Моделдеудің қорытындысын экран бетінде есеп түрінде
алу.
2.4.6 Зертханалық жұмыстың
жасалуының есебін дайындау, онда моделді, моделдеудің қорытындысын
және табылған мәндерінің талдауын дайындау.
2.5 Зертханалық жұмысқа дайындалуға арналған
материалдар.
2.5.1 GPSS моделдеу тілі
GPSS-General Purpose Simulation System, ортақ
мақсатты моделдеу жүйесі.
GPSS тілі жаппай қызмет ету жүйелерін модельдеуге
арналған.
Тапсырыс кездейсоқ
уақыт мезгілінде келіп түседі, кезекке тұрады және қызмет етілу
уақытын күтеді.
Тапсырыс транзакт деп аталады.Транзакт –
GPSS моделінің қозғалып тұратын элементі. GPSS моделінің мақсаты транзактті
жүргізіп отыру. Модельдеудің басында моделде бірде бір транзакт
болмайды. Олар модельдеу кезінде пайда болады, содан кейін жоғалып
кетеді. Моделдің кызмет ету логикасына байланысты транзакт бір уақыт мезгілінде пайда болады. Сол сияқты шыққанда да белгілі бір
уақыт мезгілінде шығады. Жалпы жағдайда моделде бірнеше транзакт болуы мүмкін,
бірақ қозғалып отыратын транзакт біреу ғана. Әр тразакттың өз жолы бар.
Операторлар моделдеу тілінде негізгі
элементтердің бірі. Олардың
үш түрі бар:
- блоктар;
- берілген мәліметтерді сипаттайтын операторлар;
- GPSS бұйрықтары;
Моделді құрастыруға елуден астам блоктар
беріледі. Олардың ішінен керектілері алынады да оларды арнаулы
түрде бірінен кейін бірін қойып құрастырамыз.
GPSS блоктарының форматы:
[<Белгі>]
<Операция > <Операндтар >; <Түсіндірмелер>
Белгі (блоктың аты). Таңбалар кезегі, әріптен басталады. Кейбір блоктарда бұл өріс қажетті (белгі немесе атау ретінде блоктар мен
бұйрықтардын аттары алынбайды).
Операция. Блоктар операциясының аты етістік болып келеді. Ол блоктын атқарытын негізгі қызметін
көрсетеді.
Операндтар. Блоктарда операндтар болуы мүмкін. Блоктың операндтары
жұмысты орындауға керекті
мәліметтерді береді. Блокта 7 ден артық
операнд қолданылуы мүмкін емес. Егер бір операнд блокта қажет болмаса, онда оның орнына үтір жазылады.
Түсіндірмелер. Қажеті аз өріс. Олар мына таңбамен бөлінеді «;».
GPSS
блогының негізгілерімен танысайық
1 блок GENERATE (шығару) - осы блоктың көмегімен
моделде транзакттар пайда болады. Бір моделдің ішінде мұндай
бірнеше блоктар болуы мүмкін.
Блоктың форматы:
GENERATE [A], [B], [C], [D], [E]
Операндтардың мәні:
A – екі көршілес транзакттың арасындағы уақыттың орта мәні;
В – кездейсоқ шамасының
мәндерінің шектерін көрсетеді;
С – осы блокта бірінші транзакттің
келіп түсу уақыты;
D – осы блок арқылы
келіп түсетін транзактардың
шекті саны;
Е – транзакттың
приоритетінің деңгейін көрсететін операнд. Жалпы жүйеде 128 деңгейді көрсетуге
болады.
Мысалы
GENERATE 18, 7
А=18, В=7. Түсу уақыты
кездейсоқ 11 мен 25 арасында болады. Яғни транзактардың келіп түсу мезгілдерінің
аралықтары кездейсоқ шама және (11, 25) аралығынан
алынады.
2 блок SEIZE (алу) - бұл блоктың
көмегімен жолдарды, арналарды, құрылғыларды аламыз.
Блок форматы:
SEIZE А,
мұндағы А- сандық немесе таңбалық блок аты.
3 блок RELEASE (босату)- бұл блок қызмет етіп тұрған блокты босатады, оны бос күйге ауыстырады.
Блок форматы: RELEASE А
А- босатылған
құрылғының аты.
4 блок ADVANCE (ұстау) бұл блок транзакттың ары
қарай жылжуын берілген уақытқа тоқтатады. Ол уақыт аралығы әдетте кездейсоқ болады.
Блок форматы:
ADVANCE А, [B]
мұнда А- қызмет ету уақытының орта мәні;
В-А- ның шекті мәнін
көрсетеді.
Транзакт әрқашан осы блокка кіре алады. Блокта бір уақытта бірнеше транзакт болуы
мүмкін.
Мысалы:
ADVANCE 30,5
Транзактты ұстау уақыты кездейсоқ шама, олар (25,35) аралығында бір қалыпты
үлестірілген.
5 Блок QUEUE (кезекке тұру) - бұл блоктың
көмегімен кезек ұйымдастырылады және кезек туралы
статистикалық деректер жиналады.
Блок форматы:
QUEUE А, [B]
мұнда А-кезектің аты немесе номірі.
В- кезектің өсуінің
бірлік саны.
6 Блок DEPART (кезектен шығу)- транзакт кезек элементі болмай қалады.
Блок форматы:
DEPART А,[B]
мұнда А-кезектің аты немесе номері
В- кезектің кемуінің бірлік
саны.
Моделде QUEUE және DEPART блоктары қолданылса, онда модельдеудің
соңында автоматты түрде
статистикалық мына шамаларды береді: кіріс есептегішінің
мәнін, кезектің ең үлкен мәнін, кезектің
орта мәнін, кезектің ұзындығын, кезекте күту
уақытының орта мәнін және т.с.с.
7 Блок TERMINATE (жою) - моделден транзактты жояды.
Блок форматы:
TERMINATE [A]
А-аяқтау санағышынан алып отыратын сан.
Аяқтау санағышы START операторы арқылы беріледі.
Оператор START(бастау)-модельдеу осы оператордан басталады.
оператор форматы:
START А, [B]
А- аяқтау санағышының мәні.Моделдеу А нолге
тең болғанша жүргізіледі. Санағыштың құрамындағыны
TERMINATE блогы азайтады.
В-статистиканы шығару операнды, егер В көрсетілмесе,
стандарттық статистика экранға шығады.
2.5.2 Моделдеу процесінің ұзақтығын басқару
GPSS моделдеу тілінде моделдеу процесінің ұзақтығын
басқару екі әдіспен жасалады:
- транзакттардың берілген саны шыққанан кейін модельдеуді аяқтау;
- берілген уақыт аралығы біткеннен кейін аяқтау.
Бірінші әдісте:
а) START командасындағы А операндына берілген транзактар саны
енгізіледі;
б) барлық транзактар моделден шығатын TERMINATE блогындағы А операндына 1 саны енгізіледі;
в) барлық басқа TERMINATE блогында 0 мәні енгізіледі.
Мысалы: Моделді құраушы моделді 100 транзакт өткеннен
кейін аяқтауды жобалады:
GENERATE 40, 5
...
TERMINATE 1
START 100
Екінші әдісте:
Моделге таймер-сегмент енгіземіз.
Ол екі блоктан тұрады GENERATE және TERMINATE блоктарынан. Бірінші блокта уақыт
көрсетіледі де екінші блокта 1 көрсетіледі. Барлық
басқа TERMINATE блогында 0 мәні енгізіледі. START операндында А - ға 1 беріледі.
Мысал - Құрастырушы уақыт
бірлігін 1мин деп алды. Жүйеде моделдің 8 сағ бойында жұмыс істеуін
моделдеу қажет.
Таймер-сегмент енгіземіз:
GENERATE 480
TERMINATE 1
Мысалда 8 сағаттан кейін ғана
таймердегі транзакт пайда болады, содан кейін ол жойылады да бағдарлама жұмысын
аяқтайды.
2.6 Зертханалық жұмыстың варианттары
1. Бір арналы ЖҚЖ құрастыруымыз қажет. Онда әр бір (23 
9) уақыт бірлігі аралығында 14 транзакт келіп
түседі. Оларға қызмет етілу уақыт бірлігі (20 
5).
2. Бір арналы ЖҚЖ
құрастыруымыз қажет. Онда әр бір (30 
5) уақыт бірлігі аралығында транзакт келіп түседі.Оларға
қызмет етілу уақыт бірлігі (27 
6). ЖҚЖ-ның 5 сағат ішіндегі жұмысын
моделдеу керек. Уақыт бірлігін
1мин. деп алыңыз.
3. Бір арналы ЖҚЖ құрастыруымыз қажет, онда 0-дік
уақыт мезетінде 25 приоритет деңгейімен 5 транзакт келіп
түседі. (20 
5) уақыт бірлігінде қызмет етіледі.
4. Бір арналы ЖҚЖ құрастыруымыз қажет. Онда әр бір (16 
8) уақыт бірлігі аралығында (бірінші транзакт 20 минутта келеді) 10
транзакт келіп түседі. Оларға қызмет ету уақыт бірлігі
(12 
3).
5. Бір арналы ЖҚЖ құрастыруымыз қажет. Онда әр бір (30
5) уақыт бірлігі аралығында транзакт келіп түседі.Оларға
қызмет ету уақыт бірлігі (27 
6). ЖҚЖ-ның 5 сағат ішіндегі жұмысын
моделдеу керек. Уақыт бірлігі
1мин.
6. Бір арналы ЖҚЖ құрастыруымыз қажет, онда 0-дік
уақыт мезетінде 12 приоритет
деңгейімен 7 транзакт келіп түседі.Оларға (12 
4) уақыт бірлігінде қызмет етіледі.
7. Бір арналы ЖҚЖ құрастыруымыз қажет. Онда әр бір (13 
5) уақыт бірлігі аралығында 50 транзакт келіп
түседі.Оларға қызмет ету уақыт бірлігі (10 
2).
8. Бір арналы ЖҚЖ құрастыруымыз қажет. Онда әр бір (12 
5) уақыт бірлігі аралығында транзакт келіп түседі. Оларға
қызмет ету уақыт бірлігі
(17 
7). ЖҚЖ-ның 8 сағат ішіндегі жұмысын
моделдеу керек. Уақыт бірлігі
1мин.
9. Бір арналы ЖҚЖ құрастыруымыз қажет, онда 0-дік
уақыт мезетінде 12 приоритет деңгейімен 9 транзакт келіп
түседі. Оларға (15 
3) уақыт бірлігінде қызмет етіледі.
10. Бір арналы ЖҚЖ құрастыруымыз қажет. Онда (12 
4) уақыт бірлігі аралығында (бірінші транзакт 10 минутта келеді) 30 транзакт келіп
түседі.Оларға қызмет ету уақыт бірлігі (16 
4).
11. Бір арналы ЖҚЖ құрастыруымыз қажет. Онда (25 
5) уақыт бірлігі аралығында транзакт келіп түседі. Оларға
қызмет етілу уақыт бірлігі (30 
6). ЖҚЖ-ның 5 сағат ішіндегі жұмысын
моделдеу. Уақыт бірлігі 1мин.
12. Бір арналы ЖҚЖ құрастыруымыз қажет, онда 0-дік
уақыт мезетінде 5 приоритет деңгейімен 10 транзакт келіп
түседі. Оларға (18 
6) уақыт бірлігінде қызмет етіледі.
2.7 Жасалған жұмыс есебі
Жасалған жұмыс есебі келесілерден тұруы керек:
а) зертханалық
жұмыстың аты, студенттің тегі, топ нөмірі,
жұмыстың
орындалған күні көрсетілген титульдік парақтан;
б) тапсырма және
берілген бастапқы мәндер;
в) құрастырылған модель;
г) модельдеудің қорытындысы;
2.8 Тексеру сұрақтары
1. ЖҚЖ түсетін транзакттар санын қалай береміз?
2. Екі көрші транзакттардың келіп түсетін уақыт мезеттерінің
аралығын қалай береміз?
3. Орта қызмет ету уақытын қалай беруге болады?
4. GENERATE блогында неше операнд болуы мүмкін?
5. GENERATE блогының әр операндының қызметі?
6. ADVANCE блогында қанша операнд болуы
мүмкін?
7. ADVANCE блогының әр операндының қызметі?
8. GPSS World жүйесінде
моделдеу процесінің ұзақтығын басқарудың қандай әдістері бар?
Әдебиеттер тізімі
1. Боев В.Д. Моделирование систем. Инструментальные средства GPSS World: Учебное пособие. – СПб.:
БХВ-Петербург, 2004.
2. Кудрявцев Е.М. GPSS World. Основы имитационного моделирования
различных систем. – М.: ДМК Пресс, 2004.
3. Томашевский В., Жданова Е.
Имитационное моделирование в среде GPSS. - М.: Бестселлер, 2003.
Мазмұны
Кіріспе
3
1 №1
зертханалық жұмыс
4
1.1 Жұмыстың мақсаты
4
1.2 Жұмысқа
дайындық 4
1.3 Жұмысқа тапсырма
4
1.4 Жұмысты орындау реті
4
1.5 Зертханалық жұмысқа
дайындалу үшін материал 5
1.5.1 Имитациялық
модельдеу туралы бастапқы мәліметтер 5
1.5.2 Жапай қызмет ету
(ЖҚЖ) жүйелерінің анықтамалары
және негізгі
түсініктері
6
1.5.3 GPSS World модельдеу жүйесі 7
1.5.4 GPSS бастапқы менюі
8
1.6 Зертханалық жұмыстардың варианттары
13
1.7 Жасалған жұмыстың есебі
15
1.8 Тексеру сұрақтары 15
2 № 2 зертханалық
жұмыс
16
2.1 Жұмыстың мақсаты
16
2.2 Жұмысқа дайындық
16
2.3
Жұмысқа тапсырма
16
2.4 Жұмысты орындау реті
16
2.5 Зертханалық жұмысқа дайындалуға арналған
материалдар. 17
2.5.1 GPSS моделдеу тілі
17
2.5.2 Моделдеу процесінің ұзақтығын басқару 20
2.6 Зертханалық жұмыстардың варианттары
21
2.7 Жасалған жұмыстың есебі
22
2.8 Тексеру сұрақтары
23
Әдебиеттер
тізімі
24
Жин.
жоспары 2006, реті 79
Күмісай Хасенқызы Тұманбаева
Ләйлім Өзбекқызы Балғабекова
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЯЛАР ЖҮЙЕЛЕРІН ЖОБАЛАУДЫҢ
АВТОМАТТАНДЫРЫЛҒАН ЖҮЙЕЛЕРІНІҢ НЕГІЗДЕРІ.
Зертханалық
жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік
нұсқаулар
(050719 – Радиотехника, электроника және
телекоммуникациялар мамандығының студенттері үшін)
Редакторы Ж.А. Байбураева
Басуға
қол қойылды_____ Пішімі 60х84 1/16
Таралымы _______дана
№ 1 баспаханалық қағаз
Көлемі
_____ оқу-есепті баспа.т. Тапсырыс _______
Бағасы
Алматы энергетика және байланыс институтының
көшірмелі-көбейткіш бюросы
050013 Алматы, А.
Байтұрсынұлы көшесі, 126