УДК 49.38.49

МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ СВЯЗИ В ПРОГРАММНОЙ СРЕДЕ GPSS WORLD

Тлеубаева Жанна Серикбаевна

Таразский государственный университет им.М.Х.Дулати, г.Тараз,

Основным современным методом исследования телекоммуникационных систем (ТС) на всех стадиях их разработки, проектирования и модернизации является моделирование.

При имитационном моделировании на компьютере имитируется работа проектируемой системы. Математическая модель при этом реализуется в виде программы для компьютера. В результате экспериментов на компьютере собирается статистика, обрабатывается и выдается необходимая информация. Таким образом, можно получить характеристики проектируемой системы, исследовать факторы, влияющие на них.

По сравнению с непосредственным экспериментом на станции или сети связи моделирование на ЭВМ обладает рядом преимуществ: его можно применить к новым, еще не разработанным системам распределения информации; работу исследуемой системы можно проверить в самых разнообразных условиях.

Пакет GPSS (General Purpose Simulation System – система моделирования общего назначения) предназначен для имитационного моделирования дискретных систем и входит в число наиболее распространенных и используемых на практике средств автоматизации имитационного моделирования . Одна из последних версий пакета GPSS для персональных компьютеров, работающей под управлением операционной системы Windows называется GPSS World.

Пакет GPSS реализует собственный язык имитационного моделирования, в основу которого положен транзактный способ организации квазипараллелизма и способ изменения модельного времени «шагом до следующего события»[1].

Задача моделирования состоит в следующем: магистраль передачи данных состоит из двух каналов (основного и резервного) и общего накопителя. При нормальной работе сообщения передаются по основному каналу за 7 ± 3 с. В основном канале происходят сбои через интервалы времени 200 ± 35 с. Если сбой происходит во время передачи, то за 2 с запускается запасной канал, который передает прерванное сообщение с самого начала и с той же скоростью. Восстановление основного канала занимает 5 ± 1 мин. После восстановления резервный канал выключается и основной канал продолжает работу с очередного сообщения. Сообщения поступают через 10 ± 2 с и остаются в накопителе до окончания передачи. В случае сбоя передаваемое сообщение передается повторно по запасному каналу.

Нужно смоделировать работу магистрали передачи данных в течение 30 мин. Определить загрузку запасного канала, частоту отказов канала и число прерванных сообщений.

В программной среде GPSS World набираем текст программы, в которую вводим значения из задачи.

Рисунок 1 Текст программы

После компиляции модели вызываем отчет, по которому можно сделать выводы о достоинствах и недостатках модели. Загрузка каналов связи, длина очереди в канале 1 и в канале 2, время нахождения транзакта в очереди и другие важные для моделирования значения можно просмотреть на этом отчете[2].

Рисунок 2 Отчет по результатам моделирования

Дальше можно проводить эксперименты с моделью:

- увеличение интенсивности входного потока;

- смена принципа выбора устройства;

- ликвидация потерь в сети связи

Итак, студенты специальности 5В071900 – «Радиотехника, электроника и телекоммуникации» строят модель магистрали передачи данных, которая состоит из двух каналов – основного и резервного, а также общего накопителя. При нормальной работе магистрали сообщения передаются по основному каналу. Когда в основном канале происходят сбои, сообщения передаются по резервному каналу до восстановления основного.

Целью экспериментов является оптимизация исходной модели.

В первом эксперименте при увеличении интенсивности потока был увеличен входной поток требований. Каналы при этом загружены очень неравномерно, в СМО имеются потери.

Во втором эксперименте студенты производят смену принципа выбора устройства и поэтому заявки были распределены в зависимости от коэффициента занятости каждого из каналов. В этом случае заявки распределяются между каналами равномерно, но потери все равно присутствуют. Для устранения потерь в модели системы связи был проведен третий эксперимент[3].

Третий эксперимент был направлен на уменьшение потерь в модели сети связи и предполагал параллельную работу обоих каналов в обычном режиме, а не только при сбое в системе. Проведенный эксперимент показал, что при работе системы в предложенном режиме потери в СМО значительно сокращаются, загруженность каналов является неравномерной, но не критической и СМО вполне нормально функционирует при предложенной нагрузке.

Итак, научившись работать в программной среде GPSS World студенты моделируют различные ситуации с потоком данных в сетях связи, учатся делать выводы по работе модели и предлагать разработчикам более оптимальную модель.

Список литературы

1. Кудрявцев Е.М. GPSS World. Основы имитационного моделирования различных систем: научное издание/ Е. М. Кудрявцев. - М.: ДМК Пресс, 2004. - 317 с.

2. Томашевский B.H., Жданова Е.Г. Имитационное моделирование средствами системы GPSS/PC: Учеб. пособие. – K.: I3MH, НТТУ КПИ, 2008.-123c.

3. Шрайбер Т.Дж. Моделирование на GPSS. – M.: Машиностроение, 2000.-593c.