Разработка программы моделирования СМО - Программирование, компьютеры и кибернетика дипломная работа

Главная

Программирование, компьютеры и кибернетика
Разработка программы моделирования СМО

Технология разработки и тестирования программного обеспечения в среде Visual Studio на примере создания программы моделирования систем массового обслуживания. Аналитические и имитационные методы моделирования с разными дисциплинами обслуживания заявок.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

программа массовый обслуживание моделирование
Цель работы - изучить технологию разработки и тестирования программного обеспечения в среде Visual Studio на примере создания демонстрационной программы моделирования СМО, изучить и реализовать аналитические и имитационные методы моделирования СМО с разными дисциплинами обслуживания заявок.
В процессе работы был выполнен обзор методов моделирования разомкнутых систем массового обслуживания, программных средств их реализации. Реализована демонстрационная программа, моделирующая процесс функционирования СМО с разными дисциплинами обслуживания заявок, расчет основных характеристик эффективности работы СМО на основе применения имитационного и аналитического методов моделирования, выполнено тестирование разработки.
Основные конструктивные и технико-эксплуатационные показатели: визуализация процесса моделирования, надежность, удобство работы, интуитивно понятный интерфейс.
Программная разработка может использоваться без ограничений при обучении студентов различных технических специальностей при изучении курса «Моделирование систем массового обслуживания».
Во многих областях человеческой деятельности ставятся и решаются задачи, связанные с моделированием поведения некоторой системы в течение времени. Моделирование системы может преследовать разные цели: наблюдение за ходом процесса работы системы, оценка эффективности функционирования системы и ее оптимизация.
Примером такой системы может послужить организация работы станции технического обслуживания. Так число механиков (обработчиков требований) не является случайно взятым, а рассчитано исходя из загруженности СТО в конкретные дни и даже часы, в праздники. Руководство станции следит, чтобы очередь клиентов (требования) была минимальной, и в то же время механиков без работы не было.
Решением подобных задач занимается теория систем массового обслуживания. Под системой массового обслуживания (СМО) понимают динамическую систему, предназначенную для эффективного обслуживания потока заявок (требований на обслуживание) при ограничениях на ресурсы системы [9].
В теории систем массового обслуживания (СМО) обрабатываемую заявку называют требованием. В общем случае под требованием понимают запрос на удовлетворение некоторой потребности, например, разговор с абонентом, посадка самолета, покупка продуктов, получение материалов на складе.
Средства, обслуживающие требования, называются обслуживающими устройствами или каналами обслуживания. Например, к ним относятся каналы телефонной связи, посадочной полосы, мастера-ремонтники, билетные кассиры, погрузочно-разгрузочные точки на базах и складах.
Основной задачей теории СМО является изучение режима функционирования обслуживающей системы и исследование явлений, возникающих в процессе обслуживания. Также, в теории СМО возникают задачи оптимизации: каким образом достичь определенного уровня обслуживания (максимального сокращения очереди или потерь требований) при минимальных затратах, связанных с простоем обслуживающих устройств.
В общем, модели СМО очень распространены и применяются во многих сферах деятельности человека и реализуются при помощи вычислительных систем.
Одной из разновидностей СМО является СМО со взаимопомощью между каналами обслуживания. В ряде случаев встречаются СМО, в которых для ускорения процесса обслуживания допускается подключение нескольких каналов к работе над одной заявкой. Например, два или несколько рабочих могут одновременно ремонтировать один станок или автомашину, по одному самолету может стрелять несколько зенитных орудий, вычисления для одной задачи могут быть, распараллелены между несколькими ЭВМ. При этом возникает задача наилучшего распределения каналов обслуживания по работам, связанным с обслуживанием поступающих заявок.
В рамках бакалаврской работы разрабатывается демонстрационная программа моделирования СМО с разными дисциплинами обслуживания заявок двумя методами: аналитическим, имитационным. Оба метода реализуются в одной программе. Программа позволяет преподносить информацию в удобном для восприятия виде, обладает дружественным интерфейсом. Есть возможность сопровождения процессам моделирования наглядными графиками.
В качестве среды разработки была выбрана динамично развивающаяся на сегодняшний день технология С#. Обладая широкими возможностями для программирования, она в тоже время имеет преимущество в быстродействии при моделировании трудоемких процессов, что, несомненно, делает ее одной из лучших инструментов для разработки демонстрационных программ [7].
При моделировании систем используют два подхода: классический (индуктивный), сложившийся исторически первым, и системный, получивший развитие в последнее время [6, 14].
При классическом подходе реальный объект, подлежащий моделированию, разбивается на подсистемы, выбираются исходные данные для моделирования и ставятся цели, отражающие отдельные стороны процесса моделирования. По отдельной совокупности исходных данных ставится цель моделирования отдельной стороны функционирования системы, на базе этой цели формируется некоторая компонента будущей модели. Совокупность компонент объединяется в модель. Таким образом, происходит суммирование компонент, каждая компонента решает свои собственные задачи и изолирована от других частей модели. Применим подход только для простых систем, где можно не учитывать взаимосвязи между элементами (компонентами) системы.
Системный подход - методологическая концепция, основанная на стремлении построить целостную картину изучаемого объекта с учетом важных для решаемой задачи элементов объекта, связей между ними и внешних связей с другими объектами и окружающей средой. В основе системного подхода лежит рассмотрение системы как интегрированного целого, причем это рассмотрение при разработке начинается с главного - формулировки цели функционирования. Важным для системного подхода является определение структуры системы - совокупности связей между элементами системы, отражающих их взаимодействие.
Существуют структурные и функциональные подходы к исследованию структуры системы и ее свойств. При структурном подходе выявляются состав выделенных элементов системы и связи между ними. При функциональном подходе рассматриваются алгоритмы поведения системы (функции - свойства, приводящие к достижению цели).
Первые задачи теории массового обслуживания (ТСМО) были рассмотрены сотрудниками Копенгагенской телефонной компании, датским ученым А.К. Эрлангом (1878 г. - 1929 г.) в период между 1908 и 1922 гг. Эти задачи были обусловлены стремлением упорядочить работу телефонной сети и разработать методы, позволяющие заранее повысить качество обслуживания потребителей в зависимости от числа используемых устройств. Оказалось, что ситуации, возникающие на телефонных станциях, являются типичными не только для телефонной связи. Работа аэродромов, работа морских и речных портов, магазинов, библиотек, радиолокационных станций и комплексов, терминальных классов, вычислительных систем и сетей, автоматизированных систем управления и т.д. может быть описана в рамках ТСМО.
Классификация СМО. Выделяют различные признаки классификации СМО: системы с отказами и системы без отказов; замкнутые и разомкнутые; многоканальные и одноканальные; с равными (с точки зрения порядка обслуживания) заявками и с приоритетными заявками.
В системе с отказами (с потерями, с конечной длиной очереди) заявка, пришедшая в момент, когда все каналы обслуживания заняты или заняты все места в очереди, получает отказ и покидает систему. В системе без отказов (без потерь, с бесконечной длиной очереди) такая заявка не покидает систему, а становится в очередь и ждет, пока не освободится какой-нибудь канал. Время ожидания в общем случае неограниченно.
В замкнутых СМО в системе циркулирует определенное конечное число заявок (конечное число требований). В разомкнутых СМО количество заявок, поступающих в систему - теоретически бесконечно.
В n - канальной CМО одновременно могут обслуживаться n заявок, в одноканальной системе - только одна заявка. В простейшем случае каждый канал характеризуется своей производительностью (интенсивностью обслуживания заявок). Если в СМО поступают заявки нескольких типов, то для каждого типа заявок может быть задана соответствующая интенсивность обслуживания. Интервал между поступлением заявок в систему и длительность обслуживания заявки каналом в общем случае - это случайные величины с заданными законами распределения.
Заявки в СМО могут иметь одинаковый приоритет и разный приоритет. При поступлении в СМО нескольких типов заявок с разными приоритетами могут быть организованы отдельные очереди для заявок каждого типа. Кроме размера, для каждой такой очереди указывается приоритет находящихся в ней заявок. Приоритеты обычно кодирует целыми числами 0,1,2,3,…, причем, чем меньше число, тем меньше приоритет соответствующих заявок. При наличии приоритетной организации в СМО на обслуживание в первую очередь выбираются заявки с высшими приоритетами.
Различают заявки с относительным и абсолютным приоритетами. Если заявка с абсолютным приоритетом поступила в CMО в тот момент, когда на обслуживании находятся заявка с меньшим приоритетом, то поступившая заявка сразу начинает обслуживаться, прерывая на время своего обслуживания находящуюся там заявку. Вытесненная таким образом заявка возвращается в начало своей очереди и ожидает продолжение обслуживания (дообслуживания), либо выводится из системы. Для заявок с относительным приоритетом их приоритет вступает в действие не в момент их поступления в СМО, а в момент выбора следующей заявки из очереди (из очередей) на обслуживание. Прерываний в этом случае нет. Приоритеты заявок также бывают статические (постоянные) и динамические (изменяющиеся во времени).
- в расчете выходных характеристик СМО, характеризующих эффективность функционирования системы (вероятность простоя системы, вероятность отказа в обслуживании, среднее число заявок в системе, среднее число занятых каналов, среднее время ожидания в очереди и т.д.);
- в оценке и анализе эффективности функционирования СМО на основе рассчитанных характеристик;
- в оптимизации характеристик функционирования СМО.
Процесс, протекающий в системе S, называется Марковским процессом с дискретными состояниями и непрерывным временем (или непрерывной Марковской цепью), если выполняется условие: для любого фиксированного момента времени условные вероятности состояния системы в будущем зависят только от состояния системы в настоящем и не зависят от того, когда (на каком шаге) и откуда система перешла в это состояние [9].
Если в такой системе все потоки, переводящие систему из состояния в состояние Пуассоновские, то процесс называется Марковским случайным процессом «гибели и размножения». Термин ведет начало от биологических задач, процесс описывает изменение численности популяции. Переход из состояния в состояние происходит в момент гибели или рождения особи.
На практике значительная часть систем может описываться в рамках схемы «гибели и размножения». Рассмотрим эту схему в общем виде и решим соотве тствующую систему алгебраических уравнений для нахождения предельных вероятностей состояний системы в стационарном режиме.
На рисунке 1.2 представлен граф состояний системы, описываемой процессом «гибели и размножения».

Рисунок 1.2. Граф состояний системы, описываемой процессом «гибели и размножения»
Для нулевого состояния алгебраическое уравнение Колмогорова имеет вид:
Для первого состояния алгебраическое уравнение Колмогорова имеет вид:
В силу (1.1) можно сократить равные друг другу члены и получим:
Аналогичные уравнения получаются для всех состояний системы. В результате система уравнений Колмогорова имеет вид:
Для решения системы (1.2) из первого уравнения выразим :
Аналогично вероятности всех состояний выражаются через . Подставим полученные выражения в нормировочное условие:
Остальные вероятности находятся через p 0 .

Концептуальная модель процесса обслуживания покупателей в магазине. Описание системы моделирования GPSS. Разработка моделирующей программы на специализированном языке имитационного моделирования в среде AnyLogic. Результаты вычислительных экспериментов. курсовая работа [906,9 K], добавлен 12.07.2012
Схема межпроцессного взаимодействия; создание программы моделирования обслуживания заявок в системе с двумя очередями и одним обслуживающим прибором. Структура сообщений, параметров и ограничения очередей; кодирование и функциональное тестирование. курсовая работа [33,3 K], добавлен 12.05.2013
Система GPSS World как мощная универсальная среда моделирования как дискретных, так и непрерывных процессов, предназначенная для профессионального моделирования самых разнообразных процессов и систем. Системы массового обслуживания. Листинг программы. курсовая работа [499,6 K], добавлен 25.12.2013
Основные сведение о системе моделирования GPSS и блоки, используемые при моделировании одноканальных и многоканальных систем массового обслуживания. Разработка модели работы ремонтного подразделения в течение суток с использованием программы GPSS World. курсовая работа [36,4 K], добавлен 11.02.2015
Характеристика системы массового обслуживания, куда поступают заявки обслуживания. Особенности моделирования системы массового обслуживания. Имитация работы системы массового обслуживания с относительными приоритетами. Отчеты полного факторного плана. курсовая работа [1,1 M], добавлен 14.07.2012
Программные средства имитационного моделирования систем массового обслуживания. Программная среда Matlab, ее структура и основные компоненты, функциональные особенности, а также назначение. Разработка подсистем моделирования. Инструкция пользователя. дипломная работа [3,3 M], добавлен 10.07.2017
Создание библиотеки классов имитационного моделирования и реализация алгоритма имитационного моделирования системы массового обслуживания "Модель комиссионного магазина". Использование для разработки среды программирования C++. Словарь предметной области. курсовая работа [581,0 K], добавлен 23.01.2013
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Разработка программы моделирования СМО дипломная работа. Программирование, компьютеры и кибернетика.
Написать Сочинение Осень В Парке
Доклад: Современные свадебные традиции и обычаи
Дипломная работа: Антиоксидантные свойства дигидрокверцетина
Курсовая работа по теме Способы учета сомнительных требований
Реферат: Налоговые споры по гражданским понятиям
Программа имитационного моделирования работы банка
Курсовая Работа Титульный Лист Иэуп
Реклама В Сфере Культуры Курсовая
Контрольная работа: Политическая программа В. Мономаха
Скачать Обоснование Актуальности Дипломной Работы Корпоративное Право
Источники Предпринимательского Права Реферат
Реферат На Тему Понятие И Содержание Трудового Договора
Дипломная работа по теме Противление злу смехом. Н.Тэффи
Курсовая работа по теме Проблематика коллективных прав в конституционном праве
Педагогическое Воспитание Реферат
Реферат: Проблемы комплексной безопасности в XXI веке. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: 2. Практическая политика Екатерины II по отношению к дворянству и крестьянству
Курсовая работа: Эмансипация несовершеннолетнего гражданина
Реферат: Учет деятельности организаций розничной торговли. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Экономическая сущьность налогов. Порядок исчисления и уплаты. Скачать бесплатно и без регистрации
Координатно-векторний метод розв’язування стереометричних задач - Математика курсовая работа
Привчання собак до пошуку та виявлення речей людини на ділянці місцевості - Биология и естествознание реферат
Разработка программы "Калькулятор" - Программирование, компьютеры и кибернетика курсовая работа