Операторы организации списка пользователя

Списки пользователя используются для сокращения времени моделирования, а также для создания сложных дисциплин обслуживания.При движении по модели заявки могут быть заблокированы, например, при проверке состояния устройств операторами GATE и TEST. Если заблокированные заявки находятся в СТС, то при их большом количестве планировщик расходует много времени на просмотр СТС с целью выбора очередной заявки для продвижения. Для экономии машинного времени заблокированные заявки целесообразно помещать в списки пользователя и оставлять их там до тех пор, пока не будут выполнены условия, позволяю­щие их дальнейшее продвижение. Кроме того, размещение ожидающих заявок в списках пользователя позволяет организовать раз­личные дисциплины очередей, отличающиеся от дисциплины FIFO (первым при­шел – первым обслужен), реализованной в списке текущих событий.

Список пользователя представляет собой некоторый буфер, в который могут временно помещаться заявки, выведенные из СТС. В отличие от списков текущих и будущих событий заявки вводятся в список пользователя и вы­водятся из него не автоматически, а по решению пользователя в соответствии с логикой модели при помощи специальных операторов.

Для ввода заявок в список пользователя служит оператор LINK (ввести в список), который может быть использован в двух режимах: условном и безусловном.

LINK – ввод заявок в список пользователя. Рассмотрим безусловный режим, в котором оператор LINK имеет следующий фор­мат записи:

[имя] LINK А,В

Операндом А задается имя или номер списка пользователя, в который безу­словно помещается заявка, вошедший в оператор LINK. Операнд В определяет, в какое место списка пользователя следует поместить вошедшую заявку. Допустимые значения:

- FIFO – заявка помещается в конец списка;

- LIF0 – заявка помещается в начало списка;

- PR – заявки упорядочиваются по убыванию приоритета;

- Р – заявки помещаются позади тех заявок, значения соответству­ющего параметра которых меньше (в порядке возрастания);

- M1 – заявки помещаются в порядке возрастания относительного вре­мени пребывания в модели.

В качестве операнда В могут использоваться и другие СЧА, кроме указанных СЧА заявок: арифметическая переменная, функция, а также выражение в скобках. В этом случае выполняется вычисление указанного опе­рандом В для активной заявки и для всех остальных заявок, уже на­ходящихся в списке пользователя, начиная с начала очереди. После этого производится упорядочивание заявок в списке пользователя по убыва­нию вычисленного значения. Например:

- LINK 3,FIFO – помещает заявки в конец списка пользователя с номером 3 в порядке их поступления в оператор;

- LINK Otst,P$Pol – помещает заявки в список пользователя с именем Otst, упорядочивая их по возрастанию параметра с именем Pol.

Условия, при которых заявка помещается в список пользователя, в безу­словном режиме проверяются средствами, предусмотренными разработчи­ком модели. Например, направить заявку в список пользователя в случае занятости устройства можно так следующим образом:

. . .

GATE NU Rem1,Wait

SEIZE Rem1

. . .

Wait LINK Otst,FIFO

. . .

Если устройство Rem1 занято, то оператор GATE не впускает заявку в оператор SEIZE, а на­правляет ее в оператор LINK с именем Wait, и заявка вводится в конец списка пользователя с именем Otst. Аналогично:

. . .

GATE U Rem1,Met1

LINK Otst,FIFO

Met1 SEIZE Rem1

. . .

Здесь устройство Rem1 проверяется на занятость. Если устройство занято, заявка про­ходит к следующему оператору LINK и помещается в список пользователя с именем Otst. В случае незанятости устройства, заявка направляется к оператору SEIZE с меткой Met1 и занимает свободное устройство.

В рассмотренных примерах предполагается, что список пользо­вателя неограничен. При моделировании реальных систем список пользователя может использоваться для имитации, например, входного накопителя, емкость ко­торого ограничена. Это ограничение можно реализовать сле­дующим образом:

Emk EQU 10

. . .

GATE NU Rem1,Wait

SEIZE Rem1

. . .

Wait TEST L CH$Otst,Emk,Term1

LINK Otst.LIFO

Если устройство Rem1 занято, то оператор GATE не позволяет заявке войти в оператор SEIZE, а на­правляет ее в оператор TEST с меткой Wait, находящийся перед оператором LINK. Если текущее содержимое списка пользователя с именем Otst меньше заданной ем­кости Emk, заявка проходит в список пользователя, в противном случае на­правляется к оператору с меткой Term1.

Ввод заявок в список пользователя в условном режиме. Для ввода заявок в список пользователя используется оператор LINK фор­мата:

[имя] LINK А,В,[C]

Операндом С указывается метка оператора, к которому переходит активная заявка в случае, если индикатор (флаг) списка пользователя установлен в 0 (вы­ключен). Индикатор имеется у каждого списка пользователя. Когда операнд С не ис­пользуется, т. е. оператор LINK работает в безусловном режиме, индикатор уста­навливается в 1 (включается) и все вошедшие в оператор LINK заявки поме­щаются в список пользователя.

Рассмотрим использование списка пользователя в условном режиме:

. . .

LINK Nak,M1,Met1

Met1 SEIZE Can

ADVANCE V$Zad

RELEASE Can

UNLINK Nak,Met1,1

. . .

Заметим, что если бы оператор LINK в этом примере был использован без операнда С, то модель не работала бы, так как все заявки, входящие в оператор LINK, помещались бы в список пользователя и ни одна из них не попала бы в устройство Can.

В примере с использованием оператора С индикатор списка пользователя управляется операторами LINK и UNLINK (см. вывод заявок из списка пользователя). Если в операторе LINK используется операнд С, оператор UNLINK при обнаружении того, что список пользователя пуст, сбрасывает индикатор в 0 (выключает). Первая заявка, вошедший в оператор LINK, находит индикатор в выключенном состо­янии, поэтому не помещается в список пользователя, а направляется к оператору сметкой Met1, указанной операндом С. После этого оператор LINK устанавливает индикатор в 1 (включает).

Следующая заявка может войти в оператор LINK либо раньше, чем тот закончит обслуживание предыдущей, либо после того, как это обслужива­ние завершится. Если следующий заявка войдет в оператор LINK раньше, чем будет закончено об­служивание в устройстве с именем Саn предыдущей заявки, она будет помещена в список пользователя. Если обслуживание предыдущей заявки за­кончится раньше, чем очередная заявка войдет в оператор LINK, то обслуженная заявка (она же выводящая) войдет в оператор UNLINK и будет обнаружено, что список пользователя пуст. Оператор UNLINK установит индикатор списка пользо­вателя в 0 (выключит). Поэтому следующая заявка вновь будет направлен к оператору с меткой Met1, а не помещен в список пользователя.

Таким образом оператор LINK в условном режиме и оператор UNLINK управляют помещением заявок в список пользователя: если список пуст, заявка в него не помеща­ется, а направляется к оператору с меткой, указанной операндом С.

Операторы LINK и UNLINK предоставляют возможность пользователю формировать свои списки в динамике вне зависимости от списков задержки, которые ав­томатически управляются системой GPSS World. При применении операторов LINK и UNLINK операторы QUEUE/DEPART для сбора статистики об очереди не используются, так как почти все те же данные можно получить из статистики о списке пользователя.

UNLINK – вывод заявок из списка пользователя. Вывод заявок из списка пользователя. Для вывода одного или нескольких заявок из списка пользователя и по­мещения их обратно в список текущих событий служит оператор UNLINK (вывести из списка), имеющий следующий формат:

[имя] UNLINK X A,B,C,[D],[E],[F]

Операндом А указывается имя или номер списка пользователя. Операнд В – метка оператора, в который переходят выведенные из списка поль­зователя заявки.

Операндом С указывается число выводимых заявок или ключевое слово ALL (по умолчанию). Операнды D и Е вместе с условным оператором X определяют способ и условия вывода заявок из списка пользователя. Значения оператора X те же, что и в операторе TEST (см. ЛР№5). В случае, когда условный оператор X должен использоваться, но не указан, по умолчанию он принимает значение Е (равенство). Если операнды D и Е не используются, не указывается и условный оператор X. В этом случае заявки выводятся с начала списка, а количество выводимых заявок определяется обязательным операндом С.

Операнд D может быть: булевой переменной; номером параметра заявки; ключевым словом BACK. Если операнд D является булевой переменной, операнд Е и оператор X не ис­пользуются. Булева переменная вычисляется относительно заявки, нахо­дящейся в списке пользователя. Если результат не равен нулю, т. е. условие вывода выполняется, заявка выводится. Количество выводимых заявок опре­деляется операндом С. Однако выведено может быть и меньше, чем указано операндом С: по числу ненулевых результатов вычисления булевой перемен­ной. Кроме того, и заявок в списке пользователя может быть меньше, чем указано операндом С. Если операндом D указано ключевое слово BACK, операнд Е и условный оператор X также не используются, а заявки выводятся с конца списка в коли­честве, определяемом обязательным операндом С. Если операнд D не булева переменная и не ключевое слово BACK, должны быть указаны операнд Е и условный оператор X. Операнд D вычисляется относи­тельно заявки, находящейся в списке пользователя, и используется в ка­честве номера параметра, значение которого сравнивается с результатом вы­числения операнда Е. Если операнд D задает параметр, а операнд Е не используется, значение па­раметра заявки из списка пользователя сравнивается со значением такого же параметра выводящей заявки. Если они равны, заявка выводится из списка пользователя. И в этом случае количество выводимых заявок оп­ределяется операндом С.

Операндом F указывается имя оператора, куда переходит заявка, выходящая из оператора UNLINK, если из списка пользователя не выведена ни одна заявка. Если операнд F не используется, выходящая заявка переходит в следующий оператор независимо от количества выведенных заявок. Например:

- UNLINK 4,Apd,1 – выводит из списка пользователя с номером 4 одну заявку с начала списка и направляет ее в оператор с меткой Apd;

- UNLINK Otst,Mars,1,BACK – выводит из списка пользователя с именем Otst одну заявку с конца списка и перенаправляет ее в оператор с меткой Mars;

- UNLINK E P$Wiw,App1,ALL,App2,P$App2,App3 – выводит из списка пользователя, номер которого записан в параметре Wiw вы­водящей заявки, и направляет в оператор с меткой Арр1 все заявки, содержимое параметра Арр2 которых равно содержимому одноименного параметра выводящей заявки. Если таких параметров в списке не окажется, то выво­дящая заявка будет направлена в оператор с меткой АррЗ, в противном случае – к следующему оператору.

Отметим следующие особенности выполнения оператора UNLINK. Во-первых, если опе­ранды D и Е содержат ссылки на СЧА заявок, операнд D вычисляется относи­тельно заявок в списке пользователя, а операнд Е – относительно активной заявки. Во-вторых, после вывода заявок из списка планировщик продолжа­ет или начинает продвижение заявки с наивысшим приоритетом, а при равенс­тве приоритетов отдает предпочтение заявке-инициатору вывода.

Рассмотрим примеры использования списков пользователя для организации сложных дисциплин обслуживания. Пусть в одноканальной СМО с ожиданием требуется организовать дисциплину обслуживания, при которой приоритет отдается заявкам с на­именьшим временем обслуживания. Реализация такой модели приведена в примере 4.

Пример 4

GENERATE (Exponential(23,0,200)) ; Источник заявок

ASSIGN Nbl,(Exponential(34,0,120)) ; Записать в параметр время

;обслуживания

GATE NU Evm.Otst ; ОУ свободно?

Арр1 SEIZE Evm ; Занять ОУ

ADVANCE P$Nbl ; Обслуживание

RELEASE Evm ; Освободить ОУ

UNLINK Pol,Арр1,1 ; Вывести из списка пользователя

TERMINATE ; Выход обслуженных заявок из СМО

Otst LINK Pol, P$Nbl ; Список пользователя

GENERATE 3600 ; Время моделирования

TERMINATE 1

В параметр с именем Nbl поступающих в модель заявок в операторе ASSIGN записывается случайное время обслуживания, вычисляемое с использованием встроенного генератора экспоненциального распределения. Если ОУ Evm свободно, то оператор GATE впускает заявку в оператор SEIZE, и ОУ занимается на время P$Nbl. Если же в момент поступления заявки ОУ занято, то оператор GATE перенаправляет заявку в оператор LINK с меткой Otst, который вводит ее в список пользователя Pol, упорядочивая заявки по возрастанию времени обслужи­вания, записанного в параметре P$Nbl. Оператор UNLINK по освобождении ОУ вы­водит с начала списка заявку с наименьшим временем обслуживания, обес­печивая тем самым заданную дисциплину.

Пусть в одноканальной СМО с ожиданием требуется организовать дисциплину обслуживания, при которой заявки не обслуживаются, если они находятся в очереди более Vrem единиц модельного времени. Реализация такой модели показана в примере 5.

Пример 5

Vrem EQU 250 ; Время ожидания в очереди

Preb BVARIABLE (AC1-P1) 'LE' Vrem ; Определение булевой переменной

GENERATE (Exponential(23,0,120)) ; Источник заявок

ASSIGN Nbl,(Exponential(34,'0,'150)) ; Записать в параметр

GATE NU Evm,Otst ; ОУ свободно?

Арр1 SEIZE Evm ; Занять ОУ

ADVANCE P$Nb ; Обслуживание

RELEASE Evm ; Освободить ОУ

UNLINK Pol,App1,1,BV$Preb, ,Term2 ; Вывести из списка

Term1 TERMINATE ; Обслуженные заявки

Term2 TERMINATE ; Потерянные заявки

Otst ASSIGN 1,AC1 ; Записать в параметр абсолютное

; модельное время

LINK Pol,P1 ; Список пользователя

GENERATE 3600 ; Время моделирования

TERMINATE 1

В параметр Nbl поступающих в модель заявок в операторе ASSIGN записывается случайное время обслуживания. В список пользователя с именем Pol заявки помещаются также, как в предыдущем примере. Перед оператором LINK вставлен оператор ASSIGN с меткой Otst, который в первый параметр заявки Р1 записывает абсолютное модельное время в момент помещения ее в список пользователя.

В качестве операнда D оператора UNLINK используется булева переменная Preb, в которой сравнивается время пребывания заявки в очереди с заданным ограничением Vrem. Время нахождения в очереди определяется как разность между абсолютным модельным временем в момент входа выводящей заявки в оператор UNLINK и абсолютным модельным временем помещения заявки в список пользователя, хранящимся в параметре Р1. При входе выво­дящей заявки булева переменная вычисляется относительно заявки, находящейся в списке пользователя. Если результат вычисления не нулевой, т. е. заданное в.булевой переменной условие выполняется, выводится одна заявка, так как операнд С равен 1.

По количеству заявок, вошедших в оператор TERMINATE с меткой Met2, можно увидеть в скольких случаях в списке пользователя не оказалось заявок, время обслуживания которых было меньше или равно заданному ограничению пребывания в очереди.