Методические указания для студентов по выполнению Лабораторной работы №6 «Моделирование телекоммуникационного узла микрорайона в GPSS World» для специальности 09.02.03 «Программирование в компьютерных системах»


Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
УФИМСКИЙ КОЛЛЕДЖ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ, ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ И БЕЗОПАСНОСТИ
Методические указания
для студентов по выполнению
Лабораторной работы №6 «Моделирование телекоммуникационного узла микрорайона в GPSS World»
для специальности 09.02.03 «Программирование в компьютерных системах»
по дисциплине «Интеллектуальные информационные системы»
РАЗРАБОТЧИКИ:
___________ А.Р. Туктарова
Уфа 2016
ПРЕДИСЛОВИЕ
Методические указания для студентов по выполнению лабораторных работ являются частью основной профессиональной образовательной программы Государственного бюджетного образовательного учреждения среднего профессионального образования «Уфимский государственный колледж радиоэлектроники» по специальности СПО 09.02.03 «Программирование в компьютерных системах» в соответствии с требованиями ФГОС СПО третьего поколения.
Методические указания для студентов по выполнению лабораторных работ адресованы студентам очной, заочной и заочной с элементами дистанционных технологий форм обучения.
Методические указания созданы в помощь для работы на занятиях, подготовки к лабораторным работам, правильного составления отчетов.
Приступая к выполнению лабораторной работы, необходимо внимательно прочитать цель и задачи занятия, ознакомиться с требованиями к уровню подготовки в соответствии с федеральными государственными стандартами третьего поколения (ФГОС-3), краткими теоретическими сведениями, выполнить задания работы, ответить на вопросы для закрепления теоретического материала и сделать вывод.
Отчет о лабораторной работе необходимо выполнить и сдать в срок, установленный преподавателем.
Наличие положительной оценки по лабораторным работам необходимо для получения зачета по дисциплине, поэтому в случае отсутствия студента на уроке по любой причине или получения неудовлетворительной оценки за лабораторную работу необходимо найти время для ее выполнения или пересдачи.
Правила выполнения лабораторных работ
1. Студент должен прийти на лабораторное занятие подготовленным к выполнению лабораторной работы.
2. После проведения лабораторной работы студент должен представить отчет о проделанной работе.
3. Отчет о проделанной работе следует выполнять в журнале лабораторных работ на листах формата А4 с одной стороны листа.
Оценку по лабораторной работе студент получает, если:
студентом работа выполнена в полном объеме;
студент может пояснить выполнение любого этапа работы;
отчет выполнен в соответствии с требованиями к выполнению работы;
студент отвечает на контрольные вопросы на удовлетворительную оценку и выше.
Зачет по выполнению лабораторных работ студент получает при условии выполнения всех предусмотренных программой лабораторных работ после сдачи журнала с отчетами по работам и оценкам.
Внимание! Если в процессе подготовки к лабораторным работам или при решении задач возникают вопросы, разрешить которые самостоятельно не удается, необходимо обратиться к преподавателю для получения разъяснений или указаний в дни проведения дополнительных занятий.
Обеспеченность занятия (средства обучения):
Учебно-методическая литература:
Н.М. Светлов, Г.Н. Светлова Информационные технологии управления проектами. - М.: ИНФРА-М, 2011. - 232 с.
В. В. Володин Управление проектом. - М.: Московский финансово-промышленный университет «Синергия», 2011.
Ю.И. Попов, О.В. Яковенко Управление проектами. - М.: НИЦ ИНФРА-М, 2011. - 208 с.
М.В. Романова Управление проектами. - М.: ИД ФОРУМ: НИЦ ИНФРА-М, 2011. - 256 с.
Сооляттэ А. Ю. Управление проектами в компании: методология, технологии, практика. - М.: Московский финансово-промышленный университет «Синергия», 2012.
Управление проектами журнал. [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www. http://pmmagazine.ru/.
Microsoft Project форум разработчиков. [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.microsoftproject.ru.
Microsoft Office официальный сайт разработчика. [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://office.microsoft.com.
Лабораторное оборудование и инструменты:
Персональный компьютер;
Мультимедиа проектор.
Рабочая тетрадь.
Программное обеспечение: MS Project
5. Карандаш простой, линейка, ручка.
Порядок выполнения отчета по лабораторной работе
Ознакомиться с теоретическим материалом по лабораторной работе.
Выполнить предложенное задание.
Продемонстрировать результаты выполнения предложенных заданий преподавателю.
Ответить на контрольные вопросы.
Записать выводы о проделанной работе.
Лабораторная работа № 6
Моделирование телекоммуникационного узла микрорайона в GPSS World
Теоретические сведения:
Для создания транзактов и моделирования их поступления в модель предназначен блок GENERATE, который имеет следующий формат:
GENERATE A,[B],[C],[D],[E],[F],[G],[H],[I]
A – среднее значение интервала времени между моделируемыми транзактами (по умолчанию – 0);
B – величина разброса возможных значений времени;
C – модельное время генерации первого транзакта;
D –максимальное количество моделируемых транзактов.E – приоритет транзактов (по умолчанию – 0, т.е. самый низкий приоритет);
F,…, I – количество и формат параметров транзактов (по умолчанию – 12 параметров формата «полуслово»).
Для задержки транзактов в течение заданного интервала модельного времени используется блок ADVANCE. Формат блока:
ADVANCE A,[B]
Операнды A и B аналогичны соответствующим операндам блока GENERATE.
Для изменения значений параметров транзакта используется блок ASSIGN, который имеет следующий вид:
ASSIGN A,B,[C],[D]
A – номер изменяемого параметра с указанием режима изменения: накопление (+), вычитание (–), замещение (без дополнительных символов);
B – число, изменяющее значение параметра;
C – имя функции, применяемой для модификации значения параметра;
D – формат изменяемого параметра: PF, PH, PB или PL (по умолчанию – PH).
PFj – значение j-го параметра текущего транзакта форматом «слово» (может принимать целые значения от минус 2147483647 до плюс 2147483647);
PHj – значение j-го параметра текущего транзакта форматом «полуслово» (может принимать целые значения от минус 32768 до плюс 32768);
PBj – значение j-го параметра текущего транзакта форматом «байт» (может принимать целые значения от минус 255 до плюс 255);
PLj – значение j-го параметра текущего транзакта форматом «плавающаяточка» (может принимать дробные значения от минус 16777215 до плюс16777215).
Для создания копий транзакта используется блок SPLIT формата
SPLIT A,[B],[C]
A – число создаваемых копий;
B – метка блока, к которому отправляются копии исходного транзакта (сам исходный транзакт безусловно переходит в следующий после SPLIT блок);
C – номер параметра, который используется для присвоения копиям последовательных номеров.
Для удаления транзактов из модели используется блок TERMINATE, который имеет следующий вид:
TERMINATE [A]
операнд A указывает число (по умолчанию – 0), на которое уменьшается содержимое счетчика завершений, значение которого задается командой START.
Для моделирования работы одноканальных устройств систем массового
обслуживания в GPSS предназначены блоки SEIZE, RELEASE. Занятие транзактом одноканального устройства моделируется блоком SEIZE, а его освобождение – блоком RELEASE:
SEIZE A
RELEASE A
A – имя устройства, занимаемого (освобождаемого) транзактом.
Для моделирования многоканальных устройств систем массового обслуживания в GPSS предназначены блоки ENTER и LEAVE. Занятие транзактом одного из приборов многоканального устройства моделируется блоком ENTER, а его освобождение – блоком LEAVE:
ENTER A,[B]
LEAVE A,[B]
A – имя многоканального устройства, занимаемого (освобождаемого)транзактом;
B – число занимаемых (освобождаемых) приборов многоканального устройства (по умолчанию – 1).
При работе с многоканальными устройствами необходимо предварительно указать количество приборов устройства с помощью оператора
A STORAGE B
A – имя многоканального устройства;
B – количество приборов многоканального устройства.
Для сбора и обработки статистики по очередям используются блок и QUEUE и DEPART. Блок может быть установлен в любой точке программы,в котором предполагается возникновение очереди, и имеет следующий формат:
QUEUE A,[B]
A – имя очереди, в которую заносится транзакт;
B – число мест в очереди, занимаемых транзактом.
Блок DEPART освобождает требуемое число мест в очереди при вхождении в него транзакта. Формат блока:
DEPART A,[B]
Операнды A и B определяются аналогично блоку QUEUE.
Блок TRANSFER изменяет маршрут движения транзактов в зависимостиот значения первого операнда (в основном или альтернативном направлении) при определенном состоянии оборудования: обслуживающих устройств, очереди, логических ключей и тому подобном
TRANSFER [A],B,[C],[D]
A – режим перехода;
B – метка первого альтернативного блока;
C – метка второго альтернативного блока;
D – константа, используемая для относительной переадресации транзактов.
Если операнд A блока TRANSFER отсутствует, то транзакт, поступивший в блок TRANSFER, безусловно отправляется в блок с меткой, которая указана в операнде B.
Если операнд A – число от 0 до 1, то он определяет вероятность перехода транзакта по адресу C. При этом операнд B определяет альтернативный адрес.
Если операнд A равен «BOTH», то транзакт делает попытку перемещения в блок с меткой B. При невозможности войти в блок с адресом B, транзакт перемещается в блок с меткой, указанной в операнде C.
Если операнд A равен «ALL», то транзакт делает попытку перемещения в блок с меткой B. При невозможности войти в данный блок, транзакт делает попытку перемещения в блок, следующий за блоком с адресом B через D блоков, если и эта попытка безуспешна – то в блок, следующий за блоком с адресом B через 2D блоков. Адрес последнего блока, в который может перемещаться транзакт, записывается в операнде C.
Блок TEST определяет направление движения транзакта в зависимости от выполнения условия, заданного алгебраическим соотношением:
TEST XX A,B,[C]
XX – знак логической операции: L – меньше, G – больше, E – равно, LE – меньше или равно, GE – больше или равно, NE – не равно;
A, B – сравниваемые значения;
C – метка блока, куда перемещается транзакт в случае невыполнения заданного условия.
При выполнении условия, записанного в блоке TEST, транзакт переходит в следующий блок. В противном случае он направляется в блок с меткой, содержащейся в операнде C. Если операнд C не задан, то транзакт задерживается в блоке TEST до выполнения условия.
Задача:
В телекоммуникационный узел поступают вызовы с 2495 внутренних абонентов микрорайона и внешние звонки с транспортной сети. Для пакетной передачи речи в микрорайоне выбрана технология АТМ. Обработку телефонных звонков в телекоммуникационном узле осуществляет коммутатор АТМ АSX–4000. Коммутатор состоит из входного и выходного буфера и процессора. Процессор находится между входным и выходным буфером. В буфере накапливаются поступающие пакетами (ячейками) телефонные звонки. В процессоре осуществляется контроль и распределение ячеекпо линиям передачи.
Емкость буфера коммутатора ASX–4000 cоставляет 4500000 ячеек. Если при поступлении ячейки буфер оказывается заполненным, то ячейка получает отказ.
Звонки от абонентов микрорайона проходят во внешнюю сеть по уплотнённой линии передачи. Скорость линии транспортной сети составляет 100 Мбит/с. Данная линия передачи может обслужить в среднем 1000 разговоров в минуту, так как средняя продолжительность разговора 1,5 мин, кодеком ежесекундно производится 8000 считываний разговора и каждое считывание преобразуется в последовательность длиной в 1 байт, таким образом в течение 1,5 минут разговора передается 720 000 байт (8000 байт * 90 секунд).
Длина единицы данных (ячейки) в технологии АТМ равна 53 байтам, из которых 5 байт занимает служебная информация, составляющая заголовок и 48 байт – полезная информация (разговор). Таким образом, для передачи разговора длительностью 1,5 минуты требуется сформировать и передать 15000 ячеек (720000 байт/48 байт).
Для линии абонентского доступа телефонная нагрузка на сеть за час составляет 0,12 Эрл (7,2 минут). Так как средняя продолжительность телефонного разговора составляет 1,5 минуты, то абонент линии совершает в среднем за час 4,8 разговора (7,2 минут/1,5 минуты). Для передачи одного разговора требуется сформировать и передать 15000 ячеек, следовательно, за час формируется в среднем 72000 ячеек (15000 ячеек * 4,8 разговоров); за секунду – 20 ячеек (72000 ячеек/3600 секунд). Количество интервалов между ячейками, сформированными за секунду, равно 19. Следующая ячейка приходит каждые 0,0526 секунд (1 секунда/19 интервалов). 0,056 секунд – экспоненциальная величина.
Для линии транспортной сети телефонная нагрузка на сеть за час составляет
0,9 Эрл (54 минуты). Так как средняя продолжительность телефонного разговора составляет 1,5 минуты, то в среднем за час передаётся 36 абонентских разговоров от абонентов микрорайона к абонентам внешней сети и наоборот (54 минуты/1,5 минуты). Для передачи одного разговора требуется сформировать и передать 15000 ячеек, следовательно, за час формируется в среднем 540000 ячеек (15000 ячеек * 36 разговоров); за секунду – 150 ячеек (540000 ячеек/3600 секунд). Количество интервалов между ячейками, сформированными за секунду, равно 149. Следующая ячейка приходит каждые 0,0067 секунд (1 секунда/149 интервалов).
0,0067 секунд – экспоненциальная величина.
Обработка ячейки в коммутаторе занимает 0,007 секунд. Примерно в 10% ячеек коммутатором обнаруживаются ошибки; эти ячейки не передаются по линиям передачи.
Ячейки, получившие отказ в передаче из-за переполнения буфера или обнаруженных ошибок, снова поступают в коммутатор по той же линии передачи примерно через 0,1 секунды (экспоненциальная случайная величина) после отказа.
Требуется смоделировать процесс функционирования коммутатора AТМ ASX–4000 в течение 3600 секунд. В модели необходимо выделить следующие элементы: первая внутренняя абонентская линия, поступающая в коммутатор от одного абонента микрорайона, внешняя уплотнённая транспортная линия, буфер коммутатора и процессор коммутатора. Для упрощения моделирования в процессе моделирования с внутренней сети используется одна одноканальная абонентская линия, многоканальная уплотнённая транспортная линия имитируется в процессе моделирования как одноканальная система, так как со стороны абонента А внутренней линии одновременно совершается разговор с одним внешним абонентом Б.
Задание на лабораторную работу:
1. Запустить GPSS World
2. Открыть модель телекоммуникационного узла микрорайона mine.gps3. Определить назначение каждой строки модели.
4. Запустить модель и провести моделирование
5. По результатам моделирования откроется окно отчета, изображенное на рисунке. Определить по данному отчету:
– коэффициент использования каждого канала обслуживания (первой внутренней линии, внешней линии, процессора, буфера);
– среднее содержимое накопителя (буфера);
– среднее количество требований, пройденных по каждому каналу обслуживания за время моделирования;
– максимальное содержимое накопителя;
– общее количество входов требований в очередь за всё время моделирования
– средняя длина очереди за всё время моделирования;
– состояние готовности каждого канала обслуживания на момент окончания процесса моделирования.

Отчет должен содержать:
1. Название работы
2. Модель GPSS World с описанием назначения каждой строки модели
3. Значения результатов моделирования по указанным параметрам
4. Вывод о работе

Приложенные файлы

Добавить комментарий