Содержание

Введение в курс «Моделирование». 6

Дневная форма обучения. 7

Заочная форма обучения. 11

Конспект лекций.. 14

1. Основы моделирования. 15

1.1. Общие понятия. Классификация моделей. 15

1.2. Режимы функционирования и задачи анализа технических объектов моделирования 20

2. Методология моделирования. 25

2.1. Системный подход к моделированию.. 25

2.2. Иерархия вычислительных систем. Математический аппарат моделирования на различных уровнях декомпозиции. 27

2.3. Моделирование структурных примитивов. 30

2.3.1. Задача управления. 31

2.3.2. Задача идентификации. 33

2.4. Вероятностное моделирование. Метод Монте-Карло. 39

3. Моделирование вычислительных сетей и систем.. 44

3.1. Автоматная концепция функционального моделирования. 44

3.1.1. Абстрактные конечные автоматы.. 45

3.1.2. Сети Петри. 49

3.2. Модели массового обслуживания. 58

3.3. Аналитическое моделирование систем массового обслуживания. 62

3.3.1. Обслуживание с ожиданием без потерь. 64

3.3.2. Обслуживание с ограниченным временем ожидания. 66

3.3.3. Обслуживание с ограниченным временем пребывания. 68

3.3.4. Модели приоритетного обслуживания. 70

3.4. Имитационное моделирование систем массового обслуживания. 71

3.4.1. Элементы имитационных моделей систем массового обслуживания. 72

3.4.2. Способы управления модельным временем.. 73

3.4.3. Алгоритмы имитационного моделирования для событийного управления модельным временем.. 74

3.4.4. Алгоритмы имитационного моделирования для пошагового управления модельным временем.. 76

Лабораторный практикум... 83

Лабораторная работа №1. Функциональный анализ цифровых схем с использованием дискретных детерминированных моделей. 84

Теория. 84

Ход выполнения работы.. 87

Практические рекомендации по выполнению работы и использованию программного обеспечения моделирования. 87

Варианты индивидуальных заданий. 94

Лабораторная работа №2. Моделирование структурных примитивов. Решение задач управления и идентификации. 97

Теория. 98

Ход выполнения работы.. 100

Практические рекомендации по выполнению работы и использованию программного обеспечения моделирования. 101

Варианты индивидуальных заданий. 114

Лабораторная работа №3 Статистическое моделирование одноканальных СМО безприоритетного обслуживания однородного потока заявок. 118

Теория. 118

Ход выполнения работы.. 119

Практические рекомендации по выполнению работы и использованию программного обеспечения моделирования. 120

Варианты индивидуальных заданий. 130

Лабораторная работа №4. Статистическое моделирование многоканальных СМО безприоритетного обслуживания неоднородного потока заявок с ограничением очередей обслуживания. 132

Теория. 133

Ход выполнения работы.. 133

Практические рекомендации по выполнению работы и использованию программного обеспечения моделирования. 134

Пример 1. Двухфазная одноканальная разомкнутая СМО с экспоненциальным распределением времени поступления и обслуживания. 137

Пример 2. Трехканальная СМО с общей неограниченной очередью.. 138

Пример 3. Трехканальная СМО с независимыми очередями для обслуживания потока заявок трех типов. 140

Пример 4. Двухканальная СМО с ограниченной очередью.. 143

Варианты индивидуальных заданий. 145

Лабораторная работа №5. Статистическое моделирование многоканальных СМО приоритетного обслуживания неоднородного потока заявок с ограничением времени ожидания. 154

Теория. 155

Ход выполнения работы.. 155

Практические рекомендации по выполнению работы и использованию программного обеспечения моделирования. 156

Пример 1. Одноканальная СМО с ограничением времени ожидания обслуживания 159

Пример 2. Одноканальная СМО с абсолютным приоритетом обслуживания заявок определенного типа. 162

Варианты индивидуальных заданий. 164

Лабораторная работа №6. Статистическое моделирование отказов и ошибок обслуживания в многоканальных СМО с ограничением коэффициентов использования устройств обслуживания 168

Теория. 168

Ход выполнения работы.. 168

Практические рекомендации по выполнению работы и использованию программного обеспечения моделирования. 169

Пример 1. Трехканальная СМО с распределением обслуживания в зависимости от коэффициентов использования устройств. 176

Пример 2. Двухканальная СМО с резервным каналом для обслуживания во время отказов основного канала. 179

Пример 3. Двухканальная СМО с резервным каналом для обслуживания во время отказов доступа к ограниченной очереди основного канала. 180

Пример 4. Одноканальная СМО с ошибками обслуживания. 183

Варианты индивидуальных заданий. 185

Лабораторная работа №7. Моделирование систем массового обслуживания сетями Петри 203

Ход выполнения работы.. 203

Практические рекомендации по выполнению работы и использованию программного обеспечения моделирования. 203

Пример 1. Сеть Петри для моделирования процессов отказов и устранения неисправностей 206

Пример 2. Сеть Петри для моделирования процесса пакетирования заявок с переменным размером пакета и параллельного обслуживания. 211

Пример 3. Сеть Петри для моделирования магистрального канала передачи данных 213

Варианты индивидуальных заданий. 214

Контроль успеваемости.. 221

Первая аттестация. 222

Вторая аттестация. 224

Экзамен. 226

Вопросы к экзамену. 226

Типы экзаменационных задач. 228

Курсовое проектирование.. 232

Методические указания. 233

Содержание пояснительной записки. 233

Организация проектирования, защита и оценка. 238

Основы моделирования в GPSS World. 241

Объекты языка имитационного моделирования GPSS. 241

Операторы модификации атрибутов и параметров заявок. 252

Операторы изменения последовательности движения заявок. 261

Операторы объектов аппаратной категории. 264

Операторы получения статистических результатов. 265

Операторы организации списка пользователя. 267

Специальные операторы.. 274

Электронные материалы по курсу.. 278

Литература.. 281

Приложение 1. Элементы стандартного отчета GPSS. 284

Приложение 2. Основные операторы GPSS. 289

Приложение 3. Стандартные числовые атрибуты GPSS. 294

Приложение 4. Пакетирование заявок. 298