Прохождение задания в интегрированной в СВПИМ системе МИКРОСИМ

В рамках данного дипломного проекта, система имитационного моделирования МИКРОСИМ была интегрирована в Систему Визуального Программирования Имитационных Моделей в рамках единой программой оболочки. Поэтому этапы прохождения задания в МИКРОСИМ претерпели существенное изменение.

Работа с моделирующей системой начинается с запуска редактора сетевых моделей. В котором разработчиком создается графическое изображение сегмента, задаются атрибуты фишек, процедуры временных задержек, трансформации и управления для переходов. После чего осуществляется экспорт графического изображения в текстовое описание, с запоминанием в файле с расширением. JOM. Например, SEG.JOM. В случае многосегментной модели, необходимо создать предварительно графическое представление и осуществить обработку каждого из сегментов, с последующим их объединением в готовую модель средствами, предоставляемыми СВПИМ.

Далее осуществляется запуск МИКРОСИМ, процесс моделирования в котором состоит из двух основных стадий: построения модели и решения (выполнения) созданной модели. Эти стадии, как было рассмотрено в специальной части проекта, реализуются двумя самостоятельными подсистемами — креативной и исполнительной, работающими в диалоговом режиме.

рис 3.2.

Запуск МИКРОСИМ осуществляется непосредственно из редактора (пункт меню «файл / запустить Microsim», (рис 3.2) что увеличивает удобство его использования, и исключает необходимость выхода из редактора с целью осуществления процесса моделирования в среде МИКРОСИМ. Однако совместное использование СВПИМ и МИКРОСИМ не является обязательным.

Работа с МИКРОСИМ начинается как обычно, с работы в креативной подсистеме.

Работа в креативной подсистеме

В креативную подсистему входят несколько разных обрабатывающих программ, запускаемых в определенном порядке. Исполнительная подсистема состоит из единственного загрузочного модуля.

Рассмотрим более подробно этапы построения модели и соответствующие им программные модули креативной подсистемы. Основная задача этой подсистемы — подготовка к сборке всех сегментов, из которых должна состоять создаваемая модель.

Работа с креативной подсистемой начинается с работы в ее текстовом редакторе, который предоставляет исследователю возможность просмотра и редактирования текстового описания модели на ЯОМ, а также редактирование файлов на ЯЗП (пункт меню «Model / Parameters…», рис. 3.3).

рис. 3.3.

Описание каждого сегмента на ЯОМ, созданное при помощи СВПИМ подвергается следующим последовательным преобразованиям:

компиляция сегмента с языка ЯОМ на язык турбо Паскаль (получаются два компонента сегмента — сетевой и процедурный, первый из них запоминается в файле с расширением NET, а второй — в файле с расширением PAS);

компиляция процедурного компонента сегмента с языка Туpбо Паскаль с использованием компилятора командной строки (получается модуль в формате TPU, который запоминается в файле с расширением TPU).

Первый этап осуществляется специальным препроцессором (компилятором) системы моделирования. В результате этого преобразования в двух разных файлах получаются два компонента — сетевой и процедурный. Сетевой компонент отражает Е-сетевую структуру сегмента, а процедурный компонент объединяет в себе все процедуры данного сегмента, выраженные на языке Паскаль.

Как уже отмечалось, стандартное расширение двух названных файлов — NET и PAS. Например, после второго преобразования сегмента из файла SEG. JOM будут получены два файла SEG.NET и SEG.PAS.

Второй этап — это компиляция полученного процедурного компонента с языка Туpбо Паскаль. Это делается с помощью стандартного компилятора, работающего в режиме командной строки. Результатом этого этапа преобразования является файл с расширением TPU, содержащий модуль в формате TPU.

Таким образом, конечным результатом обработки одного сегмента компилирующей подсистемой являются два файла с расширениями NET и TPU (например, SEG.NET и SEG. TPU). Соответствующая пара файлов должна быть получена для каждого из сегментов, входящих в модель.

Следует отметить, что при разработке модели использование СВПИМ не является обязательным. Исследователь может не использовать возможности СВПИМ, либо использовать их частично. В этом случае к стадии построения модели следует добавить еще один этап, этап редактирования и модификации описания сегмента, который осуществляется во встроенном в МИКРОСИМ специальном текстовом редакторе, либо в любом другом доступном редакторе текстовых файлов.

Назначение исполнительной подсистемы — проведение экспериментов при выполнении модели. Функции исполнительной подсистемы реализует отдельный загрузочный модуль. Его работа происходит в диалоговом режиме взаимодействия с пользователем.

Исполнительная подсистема завершает создание готовой к выполнению Е-сетевой модели и обеспечивает проведение имитационных экспериментов с этой моделью. Следует отметить, что появление подсистемы визуального отображения процесса интерпретации моделей, налагает ряд требований направленных на обеспечение возможности и правильности последующей визуализации процесса работы Е-сетевой модели.

Первое из требований заключается в указании предложения TRACE ALL при задании параметров модели. Сам по себе язык задания параметров предназначен для контроля состояния сформированных Е-сетевых моделей на стадии их выполнения (интерпретации). ЯЗП дает возможность задавать начальную маркировку позиций в сегментах модели, устанавливать или изменять значения сетевых переменных и сетевых массивов, назначать и отменять сбор статистики по избранным позициям и переходам модели, задавать и сбрасывать признак трассировки срабатывания переходов при выполнении модели, специфицировать условия остановки выполнения модели (не считая истечения заданного модельного времени и возникновения особых ситуаций). Все изменения, вносимые в Е-сетевую модель с помощью предложений ЯЗП, не требуют повторной компиляции и сборки модели, что упрощает проведение экспериментов над однажды скомпилированной и скомпонованной моделью. Как было отмечено выше, ввод предложений ЯЗП осуществляется либо непосредственно в исполнительной подсистеме, либо, с помощью текстового редактора в файл с расширением .JZP, который обрабатывается компилятором ЯЗП непосредственно перед запуском модели на исполнение.

Вторым требованием является наличие свободного дискового пространства, которое необходимо для создания файла, содержащего информацию о процессе интерпретации, используемого в дальнейшем в СВПИМ, при визуализации работы модели.

В качестве третьего требования, хотелось бы указать необходимость грамотного указания единиц времени моделирования. Проведенные исследования и эксперименты показали, что даже для небольших моделей несовпадение в указании модельного времени при описании модели на ЯОМ и единицы времени, указанном при запуске модели может привести к увеличению необходимого для создания требуемого файла объема дискового пространства. Например, для модели многотерминальной вычислительной системы состоящей из процессора и трех терминалов, задания с которых поступают через интервалы времени, равные соответственно 10, 20 и 30 секунд, указание при запуске модельного времени в микросекундах приводит к тому что при времени моделирования равном одной секунде, файл имеет объем порядка 18-ти Мбайт. При правильном указании единиц времени моделирования файл с результатами работы той же модели за время равное 1000 секунд, имеет объем порядка 17-Кбайт.

Работа в исполнительной подсистеме

Интерпретатор реализует алгоритм функционирования Е-сетевой машины, и таким образом обеспечивает моделирование параллельных процессов, протекающих в Е-сети, состоящей из сегментов, входящих в модель. Интерпретатор использует подпрограммы сбора статистики для накопления статистической информации об исследуемых характеристиках модели (например, о длинах очередей, числе срабатываний переходов и т. д.). Диагностические сообщения интерпретатора о ходе моделирования помещены в отдельный файл.

По окончании моделирования подпрограммы обработки статистики обеспечивают выдачу результатов моделирования в виде гистограмм и таблиц, содержащих значения исследуемых характеристик модели (например, средние длины очередей, коэффициенты занятости позиций и т. д.).

По желанию исследователя результаты моделирования могут быть сохранены в файле, для дальнейшего их изучения и обработки.

Для проведения экспериментов с моделью, требующих больших затрат машинного времени, предусматриваются возможности сохранения модели в файле и последующей загрузки модели из файла в оперативную память для продолжения моделирования.

Для контроля за правильностью сборки модели и корректностью работы интерпретатора исполнительная подсистема позволяет просматривать модель путем получения справочной информации о содержимом структур данных, составляющих сетевые компоненты сегментов.

Следует отметить, что имя создаваемого для подсистемы визуализации файла совпадает с именем модели.

Процесс визуального отображения интерпретации модели

По окончании работы в среде МИКРОСИМ осуществляется возврат в среду редактора СВПИМ, в котором можно либо продолжить разработки новых моделей либо обратиться к просмотру визуально отображения процесса интерпретации ранее обработанных моделей. Для осуществление последнего в СВПИМ предусмотрена специальная кнопка (рис. 3.4), расположенная в центре панели управления, активизирующая подсистему графического отображения. Необходимо, чтобы графическое изображение сегмента или сегментов исследуемой модели было открыто. Рекомендуется также закрыт все остальные окна (свойства, объединение, текстовое описание) для того, чтобы они не закрывали собой части изображения.

рис3.4.

Начало визуального отображения происходит с запроса имени файла (рис. 3.5). Файл должен находится в каталоге MICROSIM / BIN, в противном случае система диагностирует ошибку, либо в каталоге MNEDITOR, при условии, что MICROSIM отсутствует на дисках.

рис 3.5.

Если файл обнаружен, появляется запрос на необходимость пошагового отображения процесса моделирования. Если ответ на запрос утвердительный — демонстрация срабатывания каждого следующего перехода осуществляется после нажатия клавиши Enter и т. д. В противном случае возникает запрос на установление величины коэффициента визуальной задержки. Установление ее величины предоставляется на выбор пользователя. Если исследователя не устраивает установленная им задержка, он может остановить процесс и запустить его вновь с указанием другой, необходимой ему задержки.

После установления режимов работы подсистемы на экране начинается процесс визуального отображения интерпретации (рис3.6). Прежде всего, осуществляется начальная маркировка модели. Процесс интерпретации реализуется по всем правилам функционирования элементарных Е-сетей. Сработавший переход отмечается красным цветом и происходит перемещение фишек. В случае очередей, количество фишек в них отмечается соответствующей цифрой. При каждом срабатывании перехода в системе в строке статуса редактора предусмотрено отображение текущего модельного времени, на момент окончания активной фазы сработавшего перехода.

рис3.6.

Этап визуализации может быть остановлен нажатием той же кнопки. При этом появится запрос на удаление обрабатываемого файла. Если пользователь считает, что не возникнет необходимость возвращаться к наблюдению за работой данной схемы, на запрос следует ответить утвердительно.

Просмотр результатов моделирования

рис 3.7.

Как было отмечено выше, результаты моделирования в виде таблиц, содержащих информацию о результатах интерпретации модели, могут быть просмотрены в самой подсистеме, либо сохранены в файл, с расширением по умолчанию — *.dat. Поскольку работа в редакторе подразумевает осуществление всех этапов исследования модели в его рамках, была учтена и необходимость просмотра файла. Для этого нужно выбрать пункт меню «Файл/Результат» (рис3.7). И открыть требуемый для просмотра файл.(рис. 3.8).

рис. 3.8