Далее, происходит расчет показателей по формулам, соответствующим типам распределения входного потока и потоков обслуживания, и вывод результатов расчета (см. главу 2).

3.4 Имитационная модель

При расчете показателей с помощью имитационного моделирования вначале создается двумерный массив переходов — a1(i, k), где k — номер станции, а i — номер заявки. При создании данного массива с использованием случайных чисел, имитируются процесс прохождения заявок по станциям (на основании заданных коэффициентов переходов) и процесс отбраковки заявок (на основании заданных вероятностей снятия заявок на выходе станций). Если заявка пришла на станцию, то массиву в этой позиции присваивается значение 1; если же заявка не пришла на станцию, то массиву в данной позиции присваивается нулевое значение. Одновременно с созданием массива переходов производится расчет количества снятых заявок по станциям — NumRef(k).

Далее, для каждой станции формируется входной массив (времен прихода заявок на станцию) — a2(i, k) и выходной массив (времен выхода заявок со станции) — a3(i, k), где k — номер станции, а i — номер заявки. Входной массив первой станции образуется с использованием вспомогательной функции Rexp(T As Single) — для экспоненциального распределения (или функции Rnorm(MT As Single, DT As Single) — для нормального распределения). Выходной массив первой станции образуется из входного массива, с использованием тех же функций и функции Gener(nst As Integer). Входные массивы последующих станций образуются в соответствии с массивом переходов из выходных массивов предыдущих станций. В случае, когда заявки попадают на вход данной станции с нескольких станций (sort > 1), производится сортировка времен прихода заявок по возрастанию, с использованием вспомогательной функции Sort1(nst As Integer). После создания входного массива, на каждой последующей станции, создается выходной массив, с использованием входного массива и вспомогательных функций: Gener(nst As Integer), Rexp(T As Single) и Rnorm(MT As Single, DT As Single).

Функции Rnorm(MT As Single, DT As Single) и Rexp(T As Single) преобразуют случайную величину X, равномерно распределенную на интервале (0;1) — Rnd, в случайную величину Y, распределенную, соответственно, по нормальному или экспоненциальному закону и предназначены для генерации нормального и экспоненциального распределения с заданными параметрами.

Функция Sort1(nst As Integer) — реализует алгоритм пирамидальной сортировки. Этот алгоритм требует  операций. В нашем случае, сортируются не элементы, а индексный массив, причем таким образом, чтобы нулевые элементы исключались из сортировки (см. рис. 3).

                                                           Начало

                                                   l1 = nr(nst)/2 + 1

                                                   t1=nr(nst)

                                                                         Н                                                                                                                         Н

                                                              l1 > 1?                                                                                 j1 < t1?

                    R1 = a2(Ind(t1), nst)                 Д                                                                                 Д

          a2(Ind(t1), nst) = a2(Ind(1), nst)                         l1 = l1 - 1                     Н                                 Н         a2(Ind(j1)<

                                                                                                                                      j1 = t1?                           a2(Ind(j1+1)?

                             t1 = t1-1                                  R1 = a2(Ind(l1), nst)

                                                                                                                                      Д                                    Д

                Н                                                                                                                                                            j1 = j1 +1

                              t1 = 1?                                             j1 = l1                            a2(Ind(i1),nst)=R1

                                      Д                                             i1 = j1                                            Н           R1 >=

                   a2(Ind(1), nst) = R1                                                                                                  a2(Ind(j1),nst)?

                                                                                      j1 = 2j1

                              Конец                                                                                                                 Д

                                                                                                                     a2(Ind(i1), nst) = a2(Ind(j1), nst)

рис. 3

Функция Gener(nst As Integer) предназначена для генерации, с учетом нахождения заявок в очереди и простоев станции, выходного массива из входного. Она позволяет, учитывая тип распределения времени обслуживания и отбрасывая не пришедшие на станцию элементы, получить времена выхода заявок со станции(см. стр П2 приложения)

Далее, происходит расчет всех необходимых показателей, с использованием созданных массивов времен поступления и выхода заявок со станций и вывод результатов расчета (см. стр П30 приложения).

Результаты расчета выводятся, как численные показатели — с помощью компонентов TextBox и в виде гистограмм, с использованием компонентов PictureBox.

3.5 Сценарий работы программы

Сразу после старта программы на экране появляется форма «Модель многофазной многопоточной системы обслуживания» Эта форма предназначена для ввода исходных данных. В правом верхнем углу на данной форме расположена надпись «Исходные данные». Ниже помещаются общие параметры, которые пользователь должен ввести для исследования работы системы. Общие параметры включают:

Количество рабочих станций — K;

Распределение времени между заявками (экспоненциальное или нормальное);

Число заявок на входе в систему — N;

Среднее время между заявками;

Стандартное отклонение [в % от среднего] —для нормального распределения.

Общие параметры представлены в виде окон для ввода значений, с пояснением, какой параметр пользователь будет вводить в данное окно. Пользователь выбирает, как распределено время между заявками и, в зависимости от выбора, при указании нормального распределения появляется, а при выборе экспоненциального распределения исчезает окно для ввода значения стандартного отклонения.

Для ввода параметров пользователь должен щелчком мыши нажать на помещенную внизу формы кнопку «Ввод». После нажатия все окна для ввода общих параметров высветятся голубым цветом и станут активными. Пользователь должен ввести значения во все активные окна, перемещая курсор с помощью мыши, щелкая ею в том окне, куда он собирается ввести следующий параметр.

После ввода всех необходимых параметров необходимо повторно нажать на кнопку «Ввод» для задания связей между рабочими станциями. В случае ввода количества станций превышающего предусмотренные работой программы 10, после нажатия на кнопку «Ввод» пользователю выдается сообщение об ошибке: «Количество станций не более 10 [десяти]!» и для дальнейшей работы необходимо изменить значение на корректное.

После повторного нажатия на кнопку «Ввод», на экране появляется форма «Задание связей между рабочими станциями». В левом верхнем углу данной формы расположены три кнопки: «Создать связь», «Убрать связь» и «Загрузить связи». В зависимости от количества рабочих станций, заданного пользователем в общих параметрах, на форме расположены от 1 до 10 рабочих станций. Каждая станция представлена в виде двух кнопок (левой и правой), вплотную прилегающих друг к другу. Левая кнопка станции обозначена «S» (Station), а правая показывает номер данной рабочей станции (от 1 до 10). Для задания связей между станциями нужно:

1.   Нажать на кнопку «Создать связь»;

(далее вводятся все необходимые связи)

2.   Нажать на правую кнопку (с указанием номера) той станции, откуда пойдет связь;

3.   Нажать на левую кнопку (с обозначением «S» ) той станции, куда пойдет связь.

Чтобы убрать связь между станциями, нужно:

1.   Нажать на кнопку «Убрать связь»;

(далее удаляются все необходимые связи)

2.   Нажать на правую кнопку (с указанием номера) той станции, откуда идет связь;

3.   Нажать на левую кнопку (с обозначением «S» ) той станции, куда идет связь.

Возможно задать только связи, идущие от станции с меньшим номером к станции с большим номером.

Связи обозначаются линиями, соединяющими станции, с кружком на том конце, куда приходит связь.

Чтобы ввести связи, нужно нажать на кнопку «Загрузить связи».

После нажатия на кнопку «Загрузить связи», на экране появляется форма «Создание матрицы связей». Эта форма представляет собой матрицу коэффициентов связи между станциями. В зависимости от того, какие связи задал пользователь в форме «Задание связей между рабочими станциями», становятся активными соответствующие этим связям поля матрицы (окна для ввода значений коэффициентов связи). Строки матрицы пронумерованы от 1 до 9, столбцы пронумерованы от 2 до 10. Строка обозначает ту станцию, откуда идет связь, столбец — ту станцию, куда связь приходит. В активные окна пользователь должен внести значения коэффициентов связей, соответствующих вероятностям того, что заявка пойдет именно по данному каналу связи. Внизу этой формы расположены три кнопки: «Возврат», «Проверить» и «Загрузить». После того, как пользователь задал значения всех коэффициентов, он должен нажать на кнопку «Проверить» для проверки корректности введенных значений. Так как сумма вероятностей выхода заявки со станции по всем каналам должна быть равна единице, то по каждой станции проводится проверка выполнения этого условия и значение приводится к корректному (вероятность последней, задаваемой по строке связи, считается как единица минус сумма вероятностей всех предыдущих связей по этой строке). Если сумма вероятностей всех связей, кроме последней больше единицы, то пользователю выдается сообщение «Суммарная вероятность не может быть больше единицы!» и все окна этой строки очистятся, после чего пользователь должен заново задать эти значения и повторить проверку корректности. После проверки корректности нужно загрузить значения коэффициентов, нажав на кнопку «Загрузить». Кнопка «Возврат» позволяет вернуться в форму «Задание связей между рабочими станциями».

После нажатия на кнопку «Загрузить» на экране появляется форма «Модель многофазной многопоточной системы обслуживания» для задания параметров рабочих станций. Параметры рабочих станций располагаются под общими параметрами и включают:

Распределение времени обслуживания для всех станций (экспоненциальное или нормальное);

Среднее время обслуживания для каждой станции;

Вероятность снятия заявки на выходе i-ой станции;

Стандартное отклонение [в % от среднего] —для нормального распределения.

В зависимости от количества рабочих станций, указанного в общих параметрах (от 1 до 10) станет активным аналогичное количество окон для ввода каждого параметра (параметры рабочих станций вводятся для каждой станции в отдельности). Пользователь выбирает, как распределено время обслуживания станций и, в зависимости от выбора, при указании нормального распределения появляется, а при выборе экспоненциального распределения исчезает ряд окон для ввода значений стандартных отклонений.

Внизу формы, под параметрами рабочих станций, рядом с кнопкой «Ввод» располагаются кнопки «Старт», «По формулам», «Повтор» и «Стоп». Для начала имитационного моделирования после ввода общих параметров и параметров рабочих станций необходимо нажать на кнопку «Старт». Для запуска расчета по формулам необходимо нажать на кнопку «По формулам». При указании пользователем в параметрах рабочих станций вероятности снятия заявки на выходе какой-либо станции большей или равной единице после нажатия на кнопку «Старт» или кнопку «По формулам» пользователю выдается сообщение об ошибке: «Вероятность не может быть больше единицы!!!» и для дальнейшей работы необходимо изменить значение на корректное. Кнопка «Повтор» предназначена для повторения процесса моделирования, кнопка «Стоп» завершает работу программы.

После нажатия на кнопку «Старт» или на кнопку «По формулам» происходит моделирование и на экране появляется форма «Результаты моделирования многофазной системы обслуживания». Эта форма состоит из двух частей (представленные на двух страницах): «Графики» и «Числовые результаты». Для выбора страницы в верхней части формы помещены две закладки «Графики» и «Числовые результаты», при нажатии на которые пользователь сможет ознакомиться соответственно с графическими или числовыми результатами.

При нажатии на закладку «Графики», на экране появятся графические результаты моделирования. Они представлены шестью окнами с графическим отображением шести параметров для заданных в исходных данных значений. Параметры при имитационном моделировании включают:

Среднее время ожидания;

Среднее время простоя;

Максимальная длина очереди;

Число снятых заявок;

Среднее время нахождения заявки на станции;

Максимальное время пребывания заявки на станции.

Параметры при расчете по формулам включают:

Среднее время ожидания обслуживания;

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16