Система имитационного моделирования v 1.0

Имитационное моделирование - это метод исследования, основанный на замене анализируемой динамической системы имитатором и проведении экспериментов над имитатором для получения информации о системе-оригинале. Имитатором чаще всего является специальное программное обеспечение, для реализации которого используется ВС. Таким образом, имитационное моделирование ВС заключается в разработке программного обеспечения, имитирующего ее работу.
В процессе разработки имитационной модели создается математическая модель системы и внешних воздействий, определяются временные изменения состояний системы под влиянием внешних воздействий, формируются выборки значений выходных характеристик и определяются их стохастические оценки. Если моделируется детерминированная система, то выборки значений выходных параметров не делаются.
Модель системы со структурным принципом управления представляет собой совокупность моделей элементов и их функциональных взаимосвязей. Модели элементов (обслуживающих приборов) - это, прежде всего, набор правил (алгоритмов) поведения устройства по отношению к заявкам (входным воздействиям) и правил изменения со­стояний элемента. Функциональные взаимосвязи определяют возмож­ные пути продвижения заявок от входа к выходу системы.
Модель системы с программным принципом управления - это в основном формализованное описание параллельно протекающих процессов с указанием используемых ресурсов и алгоритмов управления процессами.
Модель внешних воздействий - это правила определения моментов поступления входных сигналов (заявок), маршрута заявок в системе в соответствии с алгоритмами обработок, приоритетами обслуживания, трудоемкостями обслуживания и др.
Разрабатываемое программное обеспечение рассчитано для построения имитационных моделей систем массового обслуживания, в частности вычислительных систем.  Следовательно, согласно ТЗ, программное обеспечение должно содержать модели источника заявок, очереди, обслуживающего устройства и терминатора.
Модель источника заявок должна иметь распределения:

• Экспоненциальное
  

• Нормальное
  

• Пуассона
  

Реализация источника заявок заключается, главным образом, в реализации генератора случайных чисел. Генератор случайных чисел может быть реализован:

• аппаратным способом, где генерация случайных чисел происходит в специальной электронной приставке;
• табличным способом, где случайные числа оформляются в виде таблицы и помещаются в файл. Такой способ рационален при сравнительно небольшом объеме таблицы, и соответственно файла, т.к. файл помещается в ОП;
• алгоритмическим способом, где генерация случайных чисел происходит с помощью специальных алгоритмов по мере возникновения.

                 На цифровых ЭВМ невозможно получить идеальную последовательность хотя бы потому, что на ней можно оперировать только конечным множеством чисел. Кроме того, для получения случайной величины используются алгоритмы. Поэтому такие последовательности, являющиеся по своей сути детерминированными, называются псевдослучайными.
Генератор случайных чисел генерирует не сами заявки, а временной интервал в соответствии с заданным законом распределения, в котором должен появиться транзакт.
Модель очереди должна поддерживать четыре режима выборки заявки: fifo и lifo без приоритета, fifo и lifo с относительным приоритетом. Очередь может быть в виде списка, но должна быть проверка на конечность очереди.
Модель обслуживающего устройства должна иметь времена распределения аналогичные распределениям источника заявок, кроме того, добавлен постоянный закон распределения.
Перемещением заявок управляют процедуры источника, очереди, обслуживающего устройства и терминатора. Заявка генерируется в процедуре источника заявок. Там же планируется ее переход к следующему блоку модели. Информация о запланированном событии помещается в список будущих событий (СБС), указывается время, номер блока, указатель на заявку, и тип действия. Эти записи отсортированы по времени и приоритету события. Каждый блок, через который проходит заявка заносит те или иные данные в СБС, лишь в блоке «терминатор» происходит удаление заявки без планирования какого-либо действия в будущем. Процесс моделирования заключается в исполнении первой строки СБС с последующим ее удалением. При этом модельному времени присваивается значение времени в данной строке СБС. Когда список оказывается пуст, то моделирование прекращается и производится вывод рассчитанных данных.
Одна и та же процедура может быть вызвана несколькими транзактами. Это позволяет нам сделать мультизадачная операционная система. Но вызываться она должна в разные моменты времени. Если пренебречь временем вызова, по сравнению со временем работы процедуры, получим  квазипараллельную обработку транзактов. Одновременный вызов процедуры несколькими заявками невозможен аппаратно на машине с одним процессором.

Данная программа позволяет произвести расчет характеристик модели любых сложных систем, которые можно представить в виде сетей, состоящих из элементов систем массового обслуживания (генераторов заявок, очередей, обслуживающих устройств). Система имитационного моделирования v 1.0 отлично подходит для проектирования высокопроизводительных вычислительных систем и сетей, а также для практических занятий по соответствующим дисциплинам. Для построения модели не требуется знать языки имитационного моделирования, программное обеспечение имеет удобный графический интерфейс. Точность полученных характеристик проверена аналитическим методом на разных моделях.
Данное программное обеспечение является инструментальной средой для визуального имитационного моделирования.