Тема 3.3 Создание имитационной модели на языке GPSSW

Основные правила и операторы языка GPSS

Для описания имитационной модели на языке GPSS полезно представить ее в виде схемы, на которой отображаются элементы СМО - устройства, накопители, узлы и источники . Описание на языке GPSS есть совокупность операторов (блоков), характеризующих процессы обработки заявок. Имеются операторы и для отображения возникновения заявок, задержки их в ОА, занятия памяти, выхода из СМО, изменения параметров заявок (например, приоритетов), вывода на печать накопленной информации, характеризующей загрузку устройств, заполненность очередей и т.п.
Каждый транзакт, присутствующий в модели, может иметь до 12 параметров. Существуют операторы, с помощью которых можно изменять значения любых параметров транзактов, и операторы, характер исполнения которых зависит от значений того или иного параметра обслуживаемого транзакта.
Пути продвижения заявок между ОА отображаются последовательностью операторов в описании модели на языке GPSS специальными операторами передачи управления (перехода). Для моделирования используется событийный метод. Соблюдение правильной временной последовательности имитации событий в СМО обеспечивается интерпретатором GPSSPC - программной системой, реализующий алгоритмы имитационного моделирования.

Структура операторов GPSS

В записи оператора выделяют три части: метку, название, поле переменных.
Пример оператора:

110 L1 GENERATE 30,5 Первый сегмент модели
2....6.8.................18 ..19.............................................................70
<метка><название> <поле переменных> <комментарии>

В поле переменных выделяют подполя, разделяемые при записи запятыми и служащие для указания чисел, стандартных числовых атрибутов (СЧА), символов, обозначающих метки, идентификаторов, указателей разновидностей операторов и т.п. Подполя могут быть пустыми. Возможна запись комментария после последнего непустого поля через пробел.
Стандартные числовые атрибуты служат для сокращенного указания различных величин, фигурирующих в модели.
Примеры СЧА: К126 - константа, равная 126; V2 - переменная N 2; Q4 - длина очереди N 4; X5 - хранимая величина N 5; FN7 - функция N 7; P4 - значение параметра N 4 транзакта; *6 - содержимое параметра N 6 транзакта; S*3 (или FN*3) - память (или функция), определенная в параметре N 3 транзакта.

Основные операторы языка GPSS

Основные операторы языка GPSS приведены в виде примеров с конкретными значениями подполей в поле переменных.

GENERATE 12,4,50,5,1 - генерация транзактов, интервалы времени между появлениями транзактов распределены равномерно в диапазоне [12-4, 12+4], первый транзакт появится с задержкой в 50 единиц модельного времени, всего будет создано 5 транзактов, приоритет транзактов равен единице.

GENERATE 12,4,50,,1 - то же, но количество генерируемых транзактов неограничено.

GENERATE 6, FN$FFF,50,5,1- то же, но интервал времени между появлениями транзактов есть целая часть произведения числа 6 на значение функции FFF.

FNK FUNCTION RN1,C4
0,0/0.1,0.8/0.5,1.6/1.0,1.9
- описание функции FNK, ее аргументом является случайная величина (на это указывает значение RN1), равномерно распределенная в диапазоне [0,1], функция является непрерывной числовой (указатель С), заданной таблично четырьмя точками: (0;0), (0.1; 0.8), (0.5, 1.6), (1.0; 1.9).

FNK FUNCTION *2,D4
0,12/1,9/2,8/3,6
- то же, но аргументом является значение второго параметра транзакта, для которого вычисляется значение дискретной величины (D) числовой функции FNK, заданной таблично четырьмя узловыми точками. Это текущее значение округляется до ближайшего большего значения аргумента в узловой точке.

SEIZE PLOT - занятие устройства PLOT приходящим на его вход транзактом; если устройство занято, то транзакт задерживается в очереди к этому устройству.

RELEASE PLOT - освобождение устройства PLOT обслуженным транзактом.

ENTER MEM,12- занятие транзактом 12 единиц емкости в накопителе MEM.

LEAVE MEM,*2 - освобождение k единиц памяти в накопителе MEM, гдк k - значение 2-го параметра транзакта.

STR STORAGE 4096 - описание накопителя STR емкостью 4096 единиц.

TERMINATE 3 - удаление транзакта из системы, при этом содержимое итогового счетчика уменьшается на 3 единицы, моделирование заканчивается, если содержимое счетчика станет равным или меньше нуля.

ADVANCE A,B - задержка транзакта на время, определенное содержимым полей A и B, смысл величин, записываемых в этих подполях , такой же, как и в блоке GENERATE.

SPLIT 3,LLL,6 - копирование транзактов, в данном случае создаются три копии исходного транзакта, исходный транзакт направляется в следующий по порядку блок, а созданные копии - в блок с меткой LLL, при этом параметр 6 основного транзакта увеличивается на единицу, а транзактов - копий - на 2, 3, 4 соответственно.

ASSEMBLE 5 - объединение транзактов, первый из вошедших в блок транзактов продолжит движение в системе после того, как в блок придут еще четыре транзакта.

ASSIGN 2,NAP- изменение параметров транзактов, в данном случае второй параметр транзакта получит значение NAP.

ASSIGN 3+,V4 - изменится значение третьего параметра транзакта - к нему прибавится значение V4.

TRANSFER ,MET - безусловная передача управления оператору с меткой (номером) MET.

TRANSFER BOTH,LAB1,UNN - переход к оператору с меткой LAB1, если он невозможен, то к оператору с меткой UNN , если и он невозможен, то транзакт задерживается до следующего момента дискретного модельного времени, в который повторяются указанные попытки перехода.

TRANSFER .4,AAA,LAB- транзакт с вероятностью 0.4 переходит к оператору с меткой LAB и с вероятностью 0.6 к оператору с меткой AAA.

TRANSFER PICK,STK7,STK21 - равновероятный переход к операторам с номерами STK7, STK7+1, STK7+2, . . . , STK21.

TRANSFER FN,AAA,5 - переход к оператору, метка которого равна сумме значения функции AAA и числа 5.

TRANSFER P,4,41 - переход к оператору, метка которого равна сумме значения параметра N 4 транзакта и числа 41.

TRANSFER SBR,PRC,7 - переход к оператору PRC с записью в параметр N 7 транзакта метки данного оператора.

LOOP 6,MET - организация цикла - переход 5 раз к оператору с меткой MET и на шестой раз - к следующему по порядку оператору.

TEST E V7,K256,LAB- переход по условию (условная передача управления): в позициях 13-18 записывается знак отношения, в первых двух подполях поля переменных записываются сравниваемые величины, если условие выполняется, то перехода нет, иначе переход есть к оператору с меткой LAB. Символы отношений: G - больше, L - меньше, E - равно, NE - неравно, LE - меньше или равно, GE - больше или равно. В данном примере перехода нет, если V7 = 256, иначе переход к оператору с номером LAB.

QUEUE SQV- оператор организации очереди, длина очереди SQV увеличивается на единицу.

DEPART SQV - то же, но длина очереди уменьшается на единицу.

PRIORITY 2- транзакту присваивается приоритет 2.

SIMULATE - начальная карта программы, если разработчик намерен выполнить прогон модели. Если эта карта отсутствует, то интерпретатор проверяет правильность записи модели на языке GPSS, но прогона модели не выполняет.

START 100,,25 - занесение значения 100 в итоговый счетчик, вывод накопленных статистических данных производится с интервалом изменения содержимого итогового счетчика в 25 единиц.

TABULATE MAT7- в соответствующий интервал гистограммы с именем MAT добавляется единица.

MAT7 TABLE P3,8,1,5 - описание таблицы (гистограммы) MAT7, предназначенной для табулирования величины, значения которой находятся в третьем параметре транзакта, входящего в оператор TABULATE MAT7, верхний предел левого интервала гистограммы равен 8, ширина каждого последующего интервала равна 1, всего интервалов 5.

5 VARIABLE X2 - K25 - вычислительный оператор, в данном случае из хранимой величины N 2 вычитается число 25 и результат присваивается переменной N 5.

SAVEVALUE 5,*3 - хранимая величина N 5 (X5) получает значение третьего параметра транзакта.

Основные команды интерпретатора GPSSPC

@<имя файла>- загрузить исходный текст модели

SAVE <имя файла>- сохранить текст модели

DISPLAY[<строка N 1>],[< строка N 2>] - вывести на экран текст модели, начиная со строки N1 , до строки N 2.

DELETE [<строка N 1>],[<строка N 2>] - удалить из программы текст, начиная со строки N1 , до строки N 2.

EDIT <номер строки> - отредактировать строку текста

CLEAR- сбросить всю статистику модели в ноль (включая таймеры абсолютного и относительного модельного времени), возвратить все транзакты в пассивный буфер .

END- завершить работу интерпретатора.