Анализ эксплуатационного обслуживания ВЦ средней производительности

вводить в них в один и тот же момент времени наблюдаемые случайные

величины. Для этих целей включаются два блока - TABULATE, но если ввод в

таблицу случаен (значение величин (2), то этот подход не годен. В этом

случае используется необязательный элемент олеранд, называемый весовым

фактором, обозначающий число раз, которое величина, подлежащая

табулированию, должна вводится в таблицу. Это позволяет назначать разые

веса различным наблюдаемым величинам.

Сегмент "промежуточная выдача". и окончание моделирования в конце дня

используется последовательность GENERATE-TERMINATE (Рис.5.).

Cегменты представлены на рис.1 - 5.

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

Рассмотрим таблицу распределения (Табл. 3.1.)

Таблица 3.1

|Операторы GPSS |Назначение |

|Транзакты: | |

| 1-вый сегмент |ЭВМ, предназначенная для планового |

| |профилактического осмотра |

| 2-рой сегмент |ЭВМ-сервер, нуждающаяся во внеплановом ремонте |

| 3-тий сегмент |Диспетчер, открывающий в 8 ч утра ВЦ изакрывающий|

| |его через 8 ч |

| 4-тый сегмент |Наблюдатель, следящий за содержимым очереди для |

| |оценки распределения числа неисправных |

| |ЭВМ-серверов: Р1 - параметр, в который заносятся |

| |отметки времени Р2 - параметр, в который |

| |заносится дли- |

| 5-тый сегмент |Транзакт, обеспечивающий промежуточнуювыдачу |

| |результатов |

|Приборы: | |

| BAY R |Ремонтник |

|Функции: | |

| JQBS |Описывает равномерное распределениеот 1 до 3; |

| |получаемую величину можно интерпретировать как |

| |число, на 1 меньшее числа ЭВМ, прибывающих |

| |ежедневно на плановы осмотр |

| XPDIS |Экспоненциальная ф-ия распределения |

|Очереди: | |

| TRUBIL |ЭВМ-серверы которые стоят неисправные |

|Таблицы: | |

| LENTH |Таблица, в которую заносят число неисправных |

| |ЭВМ-серверов |

В табл.3.1 за единицу времени выбрана 1 минута.

Рассмотрим программу модели, составленную на языке GPSS.

XPDIS FUNCTION RN1,C24

0,0/.1,.104/.2,.222/.3,.355/.4,.509/.5,.69/.6,.915/.7,1.2

,75,1.38/.8,1.6/.84,1.85/.88,2.12/.9,2.3/.92,2.52/.94,2.81

.95,2.99/.96,3.2/.97,3.5/.98,3.9/.99,4.6/.995,5.3/.998,6.2

.999,7/.9998,8

JOBS FUNCTION RN1,C2

0,1/1,4

LENTH TABLE P2.0,1,W6

*

* MODEL SEGMENT 1

*

1 GENERATE 1440,,1,,2

2 SPLIT FN$JOBS,NEXT1

3 NEXT1 SEIZE BAY

4 ADVANCE 120,30

5 RELEASE BAY

6 TERMINATE

*

* MODEL SEGMENT 2

*

7 GENERATE 2880,FN$XPDIS,,,2

8 QUEUE TRUBL

9 PREEMPT BAY

10 ADVANCE 150,FN$XPDIS

11 RETURN BAY

12 DEPART TRUBL

13 TERMINATE

*

* MODEL SEGMENT 3

*

14 GENERATE 1400,,481,,3

15 PREEMPT BAY,PR

16 ADVANCE 960

17 RETURN BAY

18 TERMINATE

*

* MODEL SEGMENT 4

*

19 TRANSFER ,,,1,1,2,F

20 WATCH MARK 1

21 ASSIGN 2,0$TRUBL

22 TEST NE MP1,0

23 TERMINATE LENTH,MP1

24 TRANSFER ,WATCH

*

* MODEL SEGMENT 5

*

25 TRANSFER 7200..6241

26 TERMINATE 1

*

* CONTROL

*

START 5,,1,1

END

Логика работы модели

В моделе предполагается, что некоторое время, равное единице,

соответствует 8 ч утра первого дня моделирования.Затем, первая (по счёту)

ЭВМ выделенная диспетчером для планового осмотра, входит в модель, выйдя из

GENERANE. Далее, каждая следующая первая ЭВМ, будет поступать в модель

через 24 ч. ( блок 1, где операнд А=1440 ед.врем., т.е числу минут в 24 ч.

Первое появление 5 диспетчера на ВЦ произойдет в момент времени, равный

481(блок 14). Это соответствует окончанию восьмого часа. Второй раз

диспетчер появится через 24 часа.

Транзакт обеспечивающий промежуточную выдачу: впервые появится во

время, равное 6241, выходя из блока 25. Это число соответствует концу 8-го

часа пятого дня моделирования. ( 24 х 4 = 96 ч, 96 + 8 = 104. 104 х 60

=6240, 6240 + 1 = 6241 ч). Следующий транзакт появится через пять дней.

Блок 19 позволяет вести моделирование до времени в 35041, что

соответствует 25 дням плюс 8 ч, выраженных в минутах.

Приоритетная схема представлена в табл.3.2.

Таблица 3.2.

|Сегмент |Интерпретация транзактов |Уровень |

|модели | |приорит. |

|3 |Диспетчер |3 |

|1 |ЭВМ, прибывающие на плановый осмотр |2 |

|2 |ЭВМ-сервер, поступающая на внеплановый |2 |

| |ремонт | |

|4 |Транзакт, наблюдающий за очередью |1 |

|5 |Транзакты, обеспечивающие выдачу на печать |0 |

Чтение таблицы сверху вниз эквивалентно просмотру цепи текущиж

событий с начала и до конца моделирования

Результаты моделирования

Полученная статистика очереди ЭВМ-серверов на ремонт показывает, что

на конец 25 дня среднее ожидания составляет 595 вр.ед., или около 19 ч. В

среднем 0,221 ЭВМ-сервер ожидают обслуживания, и одновременно самое большее

время 4 машины находятся в ожидании. За 25 дней на внеп- лановый ремонт

поступило 13 машин.. Табличная информация указывает, что 83 % времени это

были ЭВМ-серверы , ожидающие внепланового ремонта, 12% времени в ожидании

находилась одна машина, 4% - две машины, и только 0,52% и 0,05% времени

одновременно ожидали три и четыре машины. Для удобства результаты сведены в

табл.3.3.

Таблица 3.3.

|Число ожидающих ЭВМ | Время ожида-ния в % |

| 0 машин |83 |

| 1 машина |12 |

| 2 машины |4 |

| 3 машины |0,52 |

| 4 машины |0,05 |

4. Минимизировать стоимость эксплуатационных расходов ВЦ средней

производительности.

Пусть в состав ВЦ входит 50 персональных компьютеров ( в дальнейшем

просто ЭВМ). Все ЭВМ работают по 8 ч в день, и по 5 дней в неделю. Любая

из ЭВМ может выйти из строя, и в любой момент времени. В этом случае её

заменяют резервной ЭВМ либо сразу, либо по мере её появления после

восстановления. Неисправную ЭВМ отправляют в ремонтную группу,

ремонтируют, и она становится резервной.

Необходимо определить, сколько ремонтников следует иметь, и

сколько машин держать в ремонте, оплачивая их аренду. Парк резервных

машин служит для подмены вышедших из строя ЭВМ. принадлежащих ВЦ. Оп- лата

арендных машин не зависит от того находятся они в эксплуатации , или в

резерве.

Цель анализа - минимизировать стоимость эксплуатации ВЦ. оплата

рабочих в ремонтной группе составляет 3,75$ в ч. Арендная плата за одну ЭВМ

составляет 30$ в день. Почасовой убыток при использовании менее 50 ЭВМ

оценивается примерно в 20$ за ЭВМ. этот убыток возникает из за общего

снижения промзводительности ВЦ. Считаем, что на ремонт вышедшей из строя

ЭВМ уходит примерно 7ч, и распределение этого времении равномерное.

Необходимо определить, сколько ремонтников следует иметь, и

сколько машин держать в ремонте, оплачивая их аренду. Парк резервных

машин служит для подмены вышедших из строя ЭВМ. принадлежащих ВЦ. Оплата

арендных машин не зависит от того находятся они в эксплуатации , или в

резерве.

Среднее время наработки на отказ каждой ЭВМ распределено так же

равномерно, и составляет 157 ( 25 ч. Это время и распределение оди- наково

для всех ЭВМ ВЦ, так и для арендуемых ЭВМ.

Так как плата за аренду не зависит оттого, используют эти ЭВМ или нет,

то и не делается попыток увеличить число собственных ЭВМ ВЦ.

Необходимо построить GPSS модель такой системы и исследовать на ней

дневные расходы при разном числе арендуемых ЭВМ при при одинаковом числе

ремонтников и от числа ремонтников при постоянном числе арендуемых ЭВМ.

Метод построения модели

Определим ограничения, которые существуют в моделируемой системе.

Существуют три ограничения.

1. Число ремонтников в ремонтной группе.

2. Минимальное число ЭВМ, одновременно работающих на ВЦ.

3. Общее число ЭВМ циркулирующих в системе.

Для моделирования 1 и 2 ограничений удобно использовать многоканальные

ус-ва ( термин взят из теории СМО), а третье ограничение-моделировать при

помощи транзактов. При этом ремонтники и работающие ЭВМ, находящиеся в

производстве, являются константами. При этом ЭВМ являются динамическими

объектами, циркулирующими в системе.

Рассмотрим состояния в которых может находиться ЭВМ. Пусть в настоящий

момент она находится в резерве. Тогда многоканальное ус-во NOWON (т.е. в

работе) используется для моделирования работающих ЭВМ, будет заполнено, и

резервные машины не могут войти в него. И тогда транзакт моделирующий

резервную ЭВМ может после многократных попыток войти в NOWON. Проходя через

блоки ENTER и ADVANCE транзакт моделирует время работы до тех пор, пока ЭВМ

не выйдет из строя.

После выхода из строя ЭВМ транзакт покидает NOWON . При этом возникает

возможность у другой резервной ЭВМ войти в него,и если транзакт ожидает

возможность войти в многоканальное ус-во MEN (ремонтная группа. которая

м.б. представлена даже одним ремонтником). Выйдя из MEN транзакт

становится восстановленной ЭВМ. После ремонта он покидает MEN , освобождая

ремонтника, который может начать немедленно ремонт другой ЭВМ. Сам транзакт

поступает в ту часть модели, из которой он начинает попытки войти в NOWON.

Общее число ЭВМ циркулирующих в системе равно 50 плюс три ЭВМ

резервных, и это число надо задать до начала прогона, используя

ограничительные поля блока GENERITE. Для определения времени прогона

будет использовать программный таймер, рассчитанный на время в 62440

ед.вр., что составляет 3 года, по 40 недель в году.

Рассмотрим таблицу определений (Табл.4.1).

Таблица 4.1

|Операторы GPSS |Назначение |

|Транзакты: | |

| 1-вый сегмент | ЭВМ |

| 2-рой сегмент | Таймер |

|Многоканальные ус-ва | |

| MEN | Ремонтник |

| NOWON | Накопитель на 50 ЭВМ наход. в |

| |раб. |

Рассмотрим блок-схему программы.

[pic]

[pic]

Программа

STORAGE 5$MEN,3/5$NOWON,50

*

* MODEL SEGMENT 1

*

1 CNTRL GENERATE ,,,53

2 ENTER NOWON ,

3 ADVANCE 157,25

4 LEAVE NOWON

5 ENTER MEN

6 ADVANCE 7,3

7 LEAVE MEN

8 TRANSFER ,BACK

*

* MODEL SEGMENT 2

*

GENERATE 6240

TERMINATE 1

*

* CONTROL

*

START 1

1 CNTRL GENERATE ,,,54

CLEAR

START 1

1 CNTRL GENERATE ,,,55

CLEAR

START 1

STORAGE 5$MEN,4

1 CNTRL GENERATE ,,,53

CLEAR

START 1

1 CNTRL GENERATE ,,,54

CLEAR

START 1

1 CNTRL GENERATE ,,,55

CLEAR

START 1

STORAGE 5$MEN,5

1 CNTRL GENERATE ,,,53

CLEAR

START 1

1 CNTRL GENERATE ,,,53

CLEAR

START 1

1 CNTRL GENERATE ,,,54

CLEAR

START 1

1 CNTRL GENERATE ,,,55

CLEAR

START 1

END

Оценка результатов

При фиксированном числе ремонтников и при достаточно малом числе

-арендуемых машин, расходы велики из-за снижения производительности ВЦ.

При большом числе Дарендуемых машин, расходы велики из-за их избыточного

числа. Очевидно, необходимо найти минимум между этими значениями (Рис.4.2).

[pic][pic]

При заданном числе арендуемых машин, число ремонтников так, как это

представлено на Рис.4.3.

При малом числе ремонтников, расходы велики из-за оплаты простаивающих

ремонтников.

В табл.4.2. показана величина нагрузки, проходящей через MOWON , как

функция "ремонтник-арендуемые машины". При заданном числе ремонтников

нагрузка растёт при увеличении числа арендуемых машины. Аналогично этому

при заданном числе арендуемых машины нагрузка растёт при увеличении числа

ремонтников.

Таблица 4.2

|Число занятых ремонтников |Число арендуемых машины |

| | 3 | 4 | 5 |

| 3 | 0,983 | 0,989 | 0,992 |

| 4 | 0,989 | 0,993 | 0,995 |

| 5 | 0,991 | 0,993 | 0,997 |

В табл.4.3 - 4.5 собраны значения расходов для соотношения "ре-

монтник-Дарендуемые машины" В табл. 4.3 показаны фиксированные значе- ния

оплаты труда ремонтников и арендуемой платы за машины..

Таблица 4.3

|Число занятых ремонтников |Число -арендуемых машин |

| |3 |4 |5 |

|3 |180 |210 |240 |

|4 |210 |240 |270 |

|5 |240 |270 |300 |

В табл 4.4 указана стоимость уменьшения производительности,ВЦ.

Таблица 4.4

|Число занятых ремонтников |Число -арендуемых машин |

| |3 |4 |5 |

|3 |136 |88 |64 |

|4 |88 |56 |40 |

|5 |73 |56 |24 |

В табл.4. показана сумма этих расходов.

Таблица 4.5

|Число занятых ремонтников |Число -арендуемых машин |

| |3 |4 |5 |

|3 |316 |298 |304 |

|4 |298 |296 |310 |

|5 |312 |326 |324 |

Из последней таблицы можно сделать вывод о том, что наиболее выгодным

соотношением является 4 ремонтника и 4 арендуемые машины.

Литература

1.Каган Б.М. и др. Основы эксплуатации ЭВМ М.Энергоатомиздат, 1991г.

2.Голованов О.В. и др. Моделирование сложных дискретных систем на

ЭВМ третьего поколения.М.Энергия, 1978 г.

3.Шрайбер Т.Дж. Моделирование на GPSS. М. Машиностроение. 1960г.

-----------------------

Сюда поместить рез. выполн. лаб. раб1 или любой другой - 2:3,4:5,6:7

Это убрать!!!

Убрать!!!

В этом разделе приведён пример.

Каждому рассмотреть свой вариант.

Убрать!!!

Осуществить распределение задач между ЭВМ, обеспечивающее оптимальную

нагрузку ЭВМ, входящих в состав ВЦ.

Этот пункт задания не выполнять !

Страницы: 1, 2