Описание объекта моделирования

Введение

Модели?рование — исследование объектов познания на их моделях; построение и изучение моделей реально существующих объектов, процессов или явлений с целью получения объяснений этих явлений, а также для предсказания явлений, интересующих исследователя. В силу многозначности понятия «модель» в науке и технике не существует единой классификации видов моделирования: классификацию можно проводить по характеру моделей, по характеру моделируемых объектов, по сферам приложения моделирования (в технике, физических науках, кибернетике и т. д.).

Процесс моделирования включает три элемента:

  • субъект (исследователь),
  • объект исследования,
  • модель, определяющую (отражающую) отношения познающего субъекта и познаваемого объекта.

Компьютерная модель — компьютерная программа, работающая на отдельном компьютере, суперкомпьютере или множестве взаимодействующих компьютеров (вычислительных узлов), реализующая представление объекта, системы или понятия в форме, отличной от реальной, но приближенной к алгоритмическому описанию, включающей и набор данных, характеризующих свойства системы и динамику их изменения со временем.

Компьютерные модели стали обычным инструментом математического моделирования и применяются в физике, астрофизике, механике, химии, биологии, экономике, социологии, метеорологии, других науках и прикладных задачах в различных областях радиоэлектроники, машиностроения, автомобилестроения и других различных областях. Компьютерные модели используются для получения новых знаний о моделируемом объекте или для приближенной оценки поведения систем.

Компьютерное моделирование является одним из эффективных методов изучения сложных систем. Одним из объектов изучения моделирования являются сети передачи данных — системы связи компьютеров или вычислительного оборудования (серверы, маршрутизаторы и другое оборудование).

Впервые в мире вычислительная сеть была применена в советском комплексе ПРО «Система А» (генеральный конструктор Г. В. Кисунько), возведённом в 1956—1960 годах в Казахстане. В сеть были объединены разработанные Институтом точной механики и вычислительной техники АН СССР компьютеры «Диана I» и «Диана II».

В настоящее время существует множество систем моделирования, позволяющие выполнять задачи различного характера: Arena, AnyLogic, GPSS, BPwin, ARIS Toolset.

GPSS (General Purpose Simulation System — система моделирования общего назначения) — язык моделирования, используемый для имитационного моделирования различных систем, в основном систем массового обслуживания. Так же может использоваться для моделирования вычислительных сетей и других различных процессов.

Таким образом, моделирование – важная область науки, изучающая различные процессы, объекты и явления. Существует множество программных средств, позволяющих создавать и анализировать модели.

Постановка задачи

Требуется разработать и отладить модель локальной сети на языке GPSS. Схема модели предложена на рисунке 1.

Описание объекта моделирования

Рисунок 1

Описание объекта моделирования

Компьютерные сети, называемые также сетями передачи данных, являются логическим результатом эволюции двух важнейших научно-технических отраслей современной цивилизации — компьютерных и телекоммуникационных технологий. Компьютерная сеть представляет собой сложную и дорогую систему, решающую ответственные задачи и обслуживающую большое количество пользователей.

С одной стороны, сети представляют собой частный случай распределенных вычислительных систем, в которых группа компьютеров согласованно решает набор взаимосвязанных задач, обмениваясь данными в автоматическом режиме. С другой стороны, компьютерные сети могут рассматриваться как средство передачи информации на большие расстояния, для чего в них применяются методы кодирования и мультиплексирования данных, получившие развитие в различных телекоммуникационных системах.

Существует много различных классификаций компьютерных сетей. Самой распространенной из них является следующая классификация.

Сети бывают:

  • локальные – объединяют компьютеры, находящиеся недалеко друг от друга, например, стоящие в соседних комнатах, в одном здании;
  • глобальные – компьютеры могут находиться в разных городах и странах. Глобальные сети, как правило, объединяют несколько локальных сетей.

Во многих организациях, в которых эксплуатируются персональные компьютеры, создаются локальные вычислительные сети. Это делается потому, что они предоставляет ряд значительных преимуществ, по сравнению с использованием отдельных компьютеров.

Разделение ресурсов – позволяет экономно использовать ресурсы в информационной системе. Например, производить печать со всех компьютеров на одном принтере, использовать один дисковод DVD и т.д.

Разделение данных – позволяет иметь доступ с разных рабочих мест к файлам, которые расположены на других компьютерах. Благодаря разделению данных можно организовать работу нескольких пользователей по созданию общего документа.

Разделение программных средств – позволяет пользователям использовать программы, установленные на других компьютерах.

В локальной компьютерной сети компьютеры могут соединяться между собой, используя различные среды доступа: медные проводники (витая пара), оптические проводники (оптические кабели) и через радиоканал (беспроводные технологии). Отдельная локальная вычислительная сеть может иметь связь с другими локальными сетями через шлюзы, а также быть частью глобальной вычислительной сети (например, Интернет) или иметь подключение к ней.

Маршрутизация в локальных сетях используется простая, если она необходима. Чаще всего это статическая либо динамическая маршрутизация.

Internet – это глобальная компьютерная система, которая:

  • логически взаимосвязана пространством глобальных уникальных адресов (каждый компьютер, подключаемый к сети имеет свой уникальный адрес);
  • способна поддерживать коммуникации (обмен информацией);
  • обеспечивает работу высокоуровневых сервисов (служб), например, WWW, электронная почта, телеконференции, разговоры в сети и другие.

Internet является одноранговой сетью, т.е. все компьютеры в сети равноправны, и любой компьютер можно подключить к любому другому компьютеру. Таким образом, любой компьютер, подключенный к сети, может предлагать свои услуги любому другому.

Надо отметить, что Internet – это не только каналы связи. В узлах этого всемирного соединения установлены компьютеры, которые и содержат нужную информацию и предлагающие различные информационные и коммуникационные услуги. Эти компьютеры называются серверы (хосты).

Серверы содержат информационные ресурсы. К ресурсам относятся любые базы данных, например, законодательные, научно-технические, коммерческие, рекламные, информацию из газет и журналов, файлы, программы, Web-страницы и т.д.

Сервер предоставляет услуги другим компьютерам, запрашивающим информацию, которые называют клиентами (пользователями, абонентами). Таким образом, работа в Internet предполагает наличие передатчика информации, приемника и канала связи между ними.

Для взаимодействия между собой программ в Internet используют протоколы.

Протокол передачи данных – набор соглашений интерфейса логического уровня, которые определяют обмен данными между различными программами. Эти соглашения задают единообразный способ передачи сообщений и обработки ошибок при взаимодействии программного обеспечения.

Таким образом, каждая программа, претендующая на работу в сети, должна следовать определенным правилам для приема и передачи данных.

Выбор решения

Для выполнения поставленной задачи была промоделирована часть исходной системы коммуникации. Модель скомпонована из 13ти клиентских компьютеров, 6ти локальных серверов и связей между ними. Передача осуществляется «свитчем», то есть передача информации от одного компьютера к другому происходит через специальные адреса. Модель выбранного решения, рассмотренная на примере передачи данных от ПК0 на ПК11 выглядит следующим образом (Рис. 3):

Описание объекта моделирования

Рисунок 2

Маршрут 1: С0 – С1 – С2 – С3 – С4– С5 – С6 – С7 – С8 – С9 – С10– С11.

Маршрут 2: С0 – С12 – С6– С7 – С13– С11.

Описание блоков

Модель (программа) на языке GPSS представляет собой последовательность операторов (их называют блоками), отображающих события, происходящие в системе при перемещении транзактов.

Операторы (блоки) GPSS имеют следующий формат:

[]

В данной работе используются следующие блоки:

GENERATE – блок, который определяет точку входа транзакций в модель.

GATE — блок, проверяющий состояния устройств, памятей, логических ключей (NU — устройство не занято; SNF — память не заполнена).

LEAVE — выводит транзакт из памяти.

ENTER — помещает транзакт в память.

TERMINATE – уничтожает транзакции, входящие в него.

START – запуск имитации модели.

ADVANCE – внесение задержек в прохождение.

RELEASE – освобождение устройства.

TRANSFER — пересылка сообщения на указанный блок.

SEIZE — занятие устройства или ожидание его освобождения для последующего занятия.

Заключение

В ходе выполнения курсовой работы были изучены основы работы локальных сетей, основные блоки языка имитационного моделирования GPSS и их использование при разработке модели. Была разработана и отлажена часть модели локальной сети на языке GPSS в соответствии с рис. 1. Также, были рассчитаны исходные данные передачи и внесены в модель. Был составлен отчёт, таблицы и график, что позволяет оценить результаты работы модели. Моделирование системы прошло успешно, и были получены результаты.

ТАЙНАЯ ЛЮБОВЬ 15 СЕРИЯ Сюжет и описание (Украина)


Похожие статьи.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: