GPSS - GPSS

Эта статья о Системе моделирования общего назначения (программное обеспечение). Для использования в других целях см. GPSS (значения).

Система моделирования общего назначения (GPSS) это дискретное время симуляция язык программирования общего назначения, где часы моделирования движутся дискретными шагами. Система моделируется, когда транзакции входят в систему и передаются от одной службы (представленной блоками) к другой. Он используется в основном как язык моделирования, ориентированный на последовательность операций;[1] это особенно хорошо подходит для таких проблем, как фабрика.

История

GPSS был разработан Джеффри Гордоном из IBM в начале 1960-х годов. Он назвал это граммОрдон ппрограммируемый Sимитация Sсистема. Название было изменено, когда IBM решила выпустить его как продукт.[2]

Часть нового названия «общего назначения» должна была создать стандарт в симуляциях очереди.

Первоначальные выпуски были для IBM 7044 & 7090 мэйнфреймы. Впоследствии были релизы для IBM 360,[3] Univac 1108 и CDC.[4][5][6]

Со временем были разработаны другие реализации на других языках, ориентированные на системы разного размера, в том числе DEC VAX, специализированный APL версия для крупномасштабных систем Univac,[7] и Macintosh, среди прочего.[8]

JGPSS

JGPSS (Система моделирования общего назначения Java) - это Ява инструмент, разработанный для обучения языку моделирования GPSS.[2][9]

Описание языка

GPSS напоминает КОНСТРУКТОР ЛЕГО структура, в которой разработчик модели выбирает блоки для конкретных функций, имитирующих определенную систему.[10]

Этот язык не является ни процедурным, ни объектно-ориентированным, ни функциональным программированием. Мир моделируется с помощью сущностей, движущихся по модели.[11] Эти сущности, называемые Сделки, рассматриваются как переход от Блокировать к Блокировать, где Блок - это строка кода, представляющая действия модуля, которые влияют на саму транзакцию или другие объекты.

Блоки могут быть ориентированы на оборудование (например, машины в мастерской) или на транзакции (например, части незавершенного производства, сигналы в электронных компонентах или документы в бюрократических процедурах). GPSS автоматически отслеживает статистику, которая в конце моделирования отображается в фиксированной форме в виде стандартного отчета. GPSS - один из старейших языков-кандидатов первого объектно-ориентированного подхода, потому что, хотя транзакции действительно являются экземплярами объектов модели, блоки являются методами в современной концепции ООП.

Сущности можно в общих чертах классифицировать на ресурсы, вычислительные объекты и статистические объекты.[11] Ресурсы, например Удобства и Склады представляют собой ограниченные ресурсы мощности. Вычислительные объекты, например Ампер переменные (переменные), Функции генераторы случайных чисел используются для представления состояния транзакций или элементов их среды. Статистические объекты, например Очереди или же Столы (гистограммы) собирают интересующую статистическую информацию.

Образец кода

Следующий пример взят из Моделирование с использованием GPSS,[12] это "Привет, мир!" GPSS и проиллюстрируем основные концепции.

Цель состоит в том, чтобы смоделировать один день работы парикмахерской. Клиенты приходят в случайном постоянном потоке, входят в магазин, выстраиваются в очередь, если парикмахер занят, стригутся в порядке очереди, а затем уходят из магазина. Мы хотим знать среднюю и максимальную очередь ожидания, а также количество клиентов.

       МОДЕЛИРОВАТЬ; Определить модель * * Сегмент модели 1 * GENERATE 18,6; Заказчик прибывает каждые 18 ± 6 млн. Стульев QUEUE; Введите строку ЗАХВАТИТЬ Джо; Захватить стулья парикмахера DEPART; Оставьте строку ADVANCE 16,4; Подстричься за 16 ± 4 млн RELEASE Joe; Освободите парикмахера ТЕРМИНАТ; Покинуть магазин * * Модель сегмента 2 * GENERATE 480; Таймер прибывает в time = 480 мин. TERMINATE 1; Остановить ход * * Контрольные карты * ПУСК 1; Начать один прогон END; Конечная модель

«Программа» находится между МОДЕЛИРОВАТЬ и КОНЕЦ заявления, и делится на «сегменты модели» и «карты контроля».

Первый сегмент моделирует клиентов. В СОЗДАТЬ блок создает поток транзакций и планирует их ввод в модель с равномерным распределением времени между поступлениями в диапазоне 18 ± 6. Ответственность программиста - интерпретировать эти транзакции как клиентов и понимать, что время следует считать в минутах. Сделки начинают свое существование в СОЗДАТЬ блокировать и переходить от блока к блоку в соответствии с определенными правилами, пока не достигнут ПРЕКРАТИТЬ которые удаляют их из модели.

Обычно транзакции переходят от одного блока к другому, поэтому транзакции клиентов покидают СОЗДАТЬ блок для входа в QUEUE Стулья блокировать. Этот блок имитирует очередь ожидания и соответственно собирает статистику. В этом примере он материализует ряд стульев, и в конце моделирования мы будем знать, среди прочего, максимальный размер очереди (сколько стульев необходимо) и среднее время ожидания. В ОЧЕРЕДЬ block требует в качестве параметра имени очереди, потому что в модели может существовать более одной очереди. Каждый связан с ОТПРАВИТЬ блок, который срабатывает, когда транзакция покидает очередь. GPSS запоминает, какие транзакции находятся в очереди, чтобы можно было узнать среднее затраченное время и убедиться, что ни одна транзакция с ошибками не покидает очередь без предварительного входа в нее.

После QUEUE стулья блок, транзакция попытается перейти к ЗАХВАТИТЬ Джо блок, блок, моделирующий захват Средство по имени Джо. Помещения моделируют одиночные серверы мощностью один. Если объект занят, ЗАХВАТЫВАТЬ откажет в праве входа в попытку транзакции. В этом примере покупатель будет ждать в ОЧЕРЕДЬ блокировать. Если он свободен или как только он станет доступным, транзакции будет разрешено захватить объект, пометить его как занятый для других транзакций и начать подсчет времени обслуживания и другой статистики, пока та же транзакция не пройдет соответствующий РЕЛИЗ Джо блокировать.

В ЗАХВАТЫВАТЬ / РЕЛИЗ пары связаны по имени объекта, потому что в модели может существовать много независимых объектов. Они могут моделировать операторов, таких как парикмахер, ремонтник, агент, а также части оборудования, такие как кран, заправочная станция, разрешительный документ и т. Д., Фактически все, что имеет емкость один. Для моделирования нескольких параллельных серверов, таких как бригада из пяти парикмахеров или печь вместимостью 10 человек, GPSS использует объекты с именами МЕСТО ХРАНЕНИЯс.

После того, как покупатель схватил Джо, она переходит к следующему заявлению: ADVANCE 16,4, задача которого - заморозить объект на заданный период времени, здесь случайное число, выбранное между 16-4 = 12 и 16 + 4 = 20 млн. Другие распределения времени обслуживания доступны через GPSS НАЗНАЧЕНИЕ (понятие несколько отличается от функции в других языках программирования). В течение этого времени другим транзакциям будет разрешено проходить через модель, блокируя некоторые другие средства, которые могут существовать в модели, но не Джо, потому что это средство занято замороженным клиентом. По прошествии установленного времени клиент проснется, перейдет к следующему утверждению, которое освободит Джо, и ПРЕКРАТИТЬ.

Тогда следующая транзакция в предыдущем блоке, то есть клиент, сидящий на стуле, сможет Схватить Джо. Для выбора «следующей» транзакции GPSS использует принцип «первым пришел - первым обслужен» с приоритетом. Другие политики выбора могут быть запрограммированы прямым манипулированием цепочка будущих событий юридическое лицо.

Параллельно с этим первым сегментом, моделирующим поведение клиентов, второй сегмент модели моделирует конец дня. В момент времени 480мин = 8ч сущность СОЗДАТЬd, что будет ПРЕКРАТИТЬ на следующем блоке. На этот раз ПРЕКРАТИТЬ как параметр 1, что означает, что специальный счетчик уменьшается на 1. Когда этот счетчик достигает 0, программа останавливается и вывод распечатывается. Этот специальный счетчик настраивается НАЧНИТЕ утверждение. В этом примере он установлен в единицу, таким образом, симуляция завершится после одного прогона 480 минут за моделированное время.

Вывод содержит:

ОБЪЕКТЫ СРЕДНЕЕ КОЛИЧЕСТВО СРЕДНИЙ ЗАХВАТ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЗАПИСИ ВРЕМЯ / TRAN TRANS. НЕТ. TRANS. НЕТ. Joe .860 26 15.884 26QUEUE МАКСИМАЛЬНОЕ СРЕДНЕЕ ИТОГО НУЛЕВОЙ ПРОЦЕНТ СРЕДНИЙ $ СРЕДНИЙ ТАБЛИЦА ТЕКУЩЕЕ СОДЕРЖАНИЕ СОДЕРЖАНИЕ ЗАПИСИ ЗАПИСИ НУЛЕВОЕ ВРЕМЯ / ТРАНС ВРЕМЯ / ТРАНС НОМЕР СОДЕРЖАНИЕ Стулья 1 .160 27 12 44.4 2.851 5.133 1 $ СРЕДНЕЕ ВРЕМЯ / ПЕРЕНОС = СРЕДНЕЕ ВРЕМЯ ВЫПОЛНЕНИЯ НУЛЕВОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ

Это указывает на то, что Джо был занят 86,0% времени, подстригся 26 клиентам и что в среднем на стрижку уходило 15,88 минут. Между прочим, Джо стриг волосы клиента номер 26, когда симуляция была закрыта. Не было никаких программных положений, чтобы парикмахер закончил стрижку перед закрытием магазина.

Это также указывает на то, что в ожидании своей очереди наблюдался максимум 1 покупатель, фактически количество ожидающих покупателей составляло в среднем 0,160. В общей сложности в очередь вошли 27 покупателей, поэтому покупатель номер 27 все еще сидел, ожидая своей очереди, когда Джо закрыл магазин. Из этих 27 клиентов 12 были обслужены без ожидания. Фактически, очередь была пустой 44,4% времени. Среднее время ожидания составило 2,851 минуты, а среднее время ожидания для 15 = 27-12 клиентов, которые действительно ждали, составило 5,133 минуты.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Арне Тесен; Дж. Уильям Шмидт (2014). Компьютерные методы исследования операций. ISBN  978-1483260747. GPSS - это язык моделирования, ориентированный на последовательность операций.
  2. ^ а б П. Фонсека Касас (2009). "jgpss, gpss-фреймворк с открытым исходным кодом для обучения моделированию" (PDF). упростить разработку полного инструмента моделирования в соответствии с синтаксисом GPSS. Эта статья представляет ... В оригинале GPSS означала Программируемую систему моделирования Гордона в честь Джеффри Гордона, ее создателя.
  3. ^ (GPSS / 360, в MFT / MVT, но не в DOS)
  4. ^ Д. К. Див (1968). «Техническая записка». IEEE Transactions по системной науке и кибернетике. 4 (4): 446–447. Дои:10.1109 / TSSC.1968.300174. IBM предлагает GPSS III для серий 7044 и 7090 и GPSS / 360 для более крупных 360 ... GPSS II также доступен на UNIVAC 1108
  5. ^ «Введение в GPSS» (PDF). о языке имитационного моделирования GPSS. ... вкратце; источники, сравнивающие GPSS и другие .... GPSS корпорации для оборудования Univac 1108)
  6. ^ Б. Лисков (1981). «Сессия GPSS». История языков программирования. ScienceDirect. стр.403–437. Дои:10.1016 / B978-0-12-745040-7.50013-2. ISBN  9780127450407. Предпосылки: Система моделирования общего назначения (GPSS) - это ... производители, которые выпустили версии GPSS: UNIVAC (Gorchow, 1968), CDC.
  7. ^ Набиль Р. Адам; Али Дограмачи (2014). Актуальные проблемы компьютерного моделирования. п. 25. ISBN  978-1483258034. Подобно GPSS ... в APL-версии GPSS, хотя APL является интерпретируемым языком. ... Univac Corporation, GPSS 1100 для системы UNIVAC 1108.
  8. ^ Введение в моделирование с помощью Gpss на ПК, MacIntosh и Vax. ISBN  0-1348-323-10.
  9. ^ "Система моделирования общего назначения Java". Изучите моделирование, создающее движок моделирования. JGPSS - это реализация системы GPSS, основанная на Java.
  10. ^ «GPSS 50 лет, но все еще молод». ResearchGate.net. 1 августа 2018 г. В 2011 году, GPSS, система моделирования общего назначения, ... классная комната студенты могут изучать очень простой конструктор Лего модель железной дороги
  11. ^ а б Стэнли Гринберг (1972). GPSS Primer. Нью-Йорк: Wiley-Interscience. ISBN  0471324906.
  12. ^ Шрибер, Томас (1974). Моделирование с использованием GPSS. Вайли. ISBN  9780471763109.

внешняя ссылка