ЗМІСТ Лекційні курси для гр.А19201
ВСТУП Експлуатація засобів обчислювальної техніки вимагає поряд з підготовкою фахівців для роботи з експлуатації ЕОМ додання обчислювальним машинам властивостей пристосованості до процесів обслуговування, що передбачає наявність спеціальних апаратно-програмних засобів підтримки експлуатації. Розробка концепції експлуатаційного обслуговування машини та апаратно-програмних засобів підтримки експлуатації є невід'ємною частиною загального процесу проектування ЕОМ. Тому вивчення таких питань займає важливе місце в підготовці інженерів за спеціальністю "Обчислювальні машини, комплекси, системи та мережі". ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ експлуатаційного обслуговування ЕОМ 1.1.Особенності ЕОМ як об'єкта експлуатаційного обслуговування. Експлуатація будь-якого об'єкта складається з його експлуатаційного використання та експлуатаційного обслуговування. Під останнім розуміють сукупність операцій процедур і процесів, призначених для забезпечення працездатності об'єкта. Працездатним називається стан при якому об'єкт здатний виконувати задані функції. Непрацездатним називається стан при якому об'єкт не здатний виконувати задані функції. Особливості ЕОМ. Це складна техн. система. ЕОМ сукупність апаратних і програмних засобів. Вона - універсальний преобр.інформаціі. ЕОМ - людино-машинна система. Вона функціонує в умовах дії лучайних факторів 1.2. Основні експлуатаційні характеристики ЕОМ, Це - продуктивність П, тобто число завдань що виконуються за одиницю часу. Теорія надійності дозволяє розуміти властивості виробу виконувати задані функції Розглянемо приклад. Розрахунок надійності ВУ При розрахунку надійності приймаються наступні допущення:-відмови елементів є незалежними і випадковими подіями;-враховуються тільки елементи, що входять до завдання;-ймовірність безвідмовної роботи підпорядковується експоненціальним законом розподілу;-умови експлуатації елементів враховуються приблизно за допомогою коефіцієнтів;-враховуються катастрофічні відмови. Відповідно до прийнятих допущеннями в розрахункову схему повинні входити такі елементи:-елемент К1, тобто кількість СІС і БІС;-елемент К2, тобто кількість ІС малому ступені інтеграції (МІС);-елемент К3, тобто кількість резисторів;-елемент К4, тобто кількість конденсаторів:-елемент К5, тобто кількість світлодіодів;-елемент К6 тобто кількість напування сполук;-елемент К7, тобто кількість роз'ємів. Відповідно до розрахункової схемою ймовірність безвідмовної роботи системи визначається як: де N - кількість таких елементів, які використовуються в завданні Pi-ймовірність безвідмовної роботи i-го елемента. З огляду на експонентний закон відмов, маємо: де ni - кількість елементів одного типу,? J-інтенсивність відмов елементів j-го типу. Причому? J = k? x? j0, де k? - Коефіцієнт, що враховує умови експлуатації, а? J0 - інтенсивність відмов у лабораторних умовах. Сумарна інтенсивність відмов елементів одного типу складе Виходячи з умов експлуатації приймаємо k? = 1. Ніяких додаткових поправочних коефіцієнтів вводиться не буде, тому що всі елементи системи працюють в нормальних умовах, передбачених в ТУ на дані елементи. Для елементів. використовуваних для побудови ВУ, прийняті наступні інтенсивності відмов Мікросхеми з 14 висновками? 1 = 4.5x10-7 Мікросхеми з 16 висновками? 2 = 4.0x10-7 Мікросхеми з 48 висновками? 3 = 3.2x10-7 Резистори? 4 = 1.0x10-5 Конденсатори електролітичні? 5 = 0.1x10-5 Конденсатори керамічні? 6 = 0.04x10-5 Світлодіоди? 7 = 0.26x10-5 паяні з'єднання? 8 = 1.0x10-7 Роз'єми з 48 висновками? 9 = 0.2x10-5 Виходячи з цих значень можна підрахувати сумарну інтенсивність відмов всіх елементів одного типу, а потім і для всіх елементів ВУ. Ймовірність безвідмовної роботи ВУ за Т = 1000 годин; Середній час напрацювання на відмову Тм = 1 /? Еобщ 2. Моделі експлуатаційного обслуговування ЕОМ Моделі потоків відмов і збоїв Під аналітичної моделлю деякого процесу розуміють сукупність сукупність математичних залежностей, що описують його протікання з подробицею і точністю,: відповідної розв'язуваної задачі досліджуваного процесу Поведінка ЕОМ залежить від ряду випадкових факторів: таких як виникнення відмов, збоїв відновлення працездатності ЕОМ Розглянемо основні характеристики потоку відмов. Ймовірність безвідмовної роботи роботи ЕОМ: P (t) = P? Tо? 1? = 1-F (t) де F (t) - функція ризику. Середній час безвідмовної роботи: де f (t) - щільність випадкової величини Моделі потоків збоїв Збої - це короткочасні і самоусуваються порушення нормальної роботи ЕОМ У деяких моделях потоків збоїв аналогічні моделям потоків відмов. Моделі потоків відновлення У ряді випадків час відновлення Тобто сумарний час роботи обслуговуючого персоналу з пошуку несправності, заміни що відмовив елемента і перевірці працездатності за допомогою спеціальних тестів, можна вважати випадковою величиною, що має експоненційний розподіл. Розглянемо моделі процесів експлуатаційного обслуговування. Основною складовою частиною цих моделей є мова GPSS/PC. Програма мовою GPSS являє собою послідовність оператороов. Нехай необхідно здійснити моделювання роботи СМО, розглянутої раніше. Програма моделі, що досліджує найпростішу СМО і представлена у вигляді програми, написаної мовою GPSS має вигляд: EXPON FUNCTION RN1, C24 0.01/.1, .104/.2, .222/.3, .355 ...... ................................... 99,4.6/.995, .53/.998, 621 ............ * GENERATE 100, FN $ EXPON QUEUE 1 SEIZE SYSTEM DEPART 1 ADVANCE 160, FN $ EXPON RELEASE SYSTEM TABULATE TQ TERMINATE 1 * START 1000 Для формування потоку заявок використовується оператор GENERATE, що породжує потік динамічних заявок, які називаються в GPSS транзактамі. Транзакти створюються і знищуються. Блок GENERATE мають такий вигляд: ім'я GENERATE A, B, C, D, E У поле А задається середнє значення інтервалу часу між моментами надходження до модель 2-х послідовних транзактов. У полі У розміщується модифікатор, тобто функція, ім'я якої EXPPON, і яка задається верхнім рядком. З її допомогою генеруються транзактии, час надходження яких розподілено за експоненціальним законом. Блок GENERATE обов'язково пов'язаний з блоком видалення транзактов ііз моделі з ім'ям TERNINATE. У полі А вказується, на скільки одиниць зменшується вміст лічильника. Початкове значення лічильника встановлюється блоком START 10000. Для моделювання затримки транзакта використовується оператор ADVANCE: ім'я ADVANCE A, B Поля А і В мають сенс той самий, що й GENERATE. З значення 160 утворюються випадкові тимчасові значення, що мають експоненційний розподіл на відрізку: (160-FN $ EXPON, 160 + FN $ EXPON) Наше СМО складається з 2-х фізичних пристроїв: 1. чергу з ім'ям QUEUE 2. пристрій обробки з ім'ям SYSTEM Нехай наш транзакт увійшов в чергу, і це зазначається в блоці QUUEUE, де в полі А задається ім'я або номер черги, і при його проходженні на вихід через блок DEPART, де відбувається віднімання 1 з номера черги, внесена туди оператором QUEUE. Тепер транзакти заблоковані перед блоком SEIZE і знаходяться в QUEUE. Якщо черга порожня, то транзакт надходить у SEIZE. Блок SEIZE обов'язково використовується спільно з блокком RELEASE, моделюючим заняття та звільнення пристрої з ім'ям SYSTEMM. Тепер пристрій SYSTEM зайнято, з QUEUE транзакт не може потрапити в нього. Черга зростає. Для визначення середньо квадратичного значення часу перебування в моделі використовується оператор TABULATE. У його полі А можуть бути записані 3 лічильника: ТС - лічильник входу в таблицю ТБ - середній час очікування TD - середнє квадратичне відхилення часу очікування У таблицях будуються гістограми для R приватних інтервалів з шириною 100 одиниць максимального часу. Програмна таблиця з ім'ям TQ відображає стан лічильника вреемені перебування транзакта в моделі, тому що блок табуляції (TABULATE) розміщується перед блоком TERMINATE. Результати рішення, тобто моделювання, представляються в машинному звіті. Побудова імітаційної моделі процесів відмов та відновлення ЕОМ [NTL1] Розглянемо роботу ПЕОМ, до складу якої входять електронні блоки або ТЕЗи, які можуть вийти з ладу в процесі експлуатації. Вважаємо. що відмови виникають згідно пуассонівської розподілу з параметром? Під? розуміють середню інтенсивність відмов, виражену числом відмов в одиницю часу. Відмовив, ТЕЗ починає негайно ремонтуватиметься, тобто відновлюватися. Розподіл часу відновлення розподілено по експоненті з параметром?. Під ним розуміють середню інтенсивність часу обслуговування, відображену числом відновлених ТЕЗов за одиницю часу. Відомо. що ймовірність працюючого ТЕЗа P0 і Р1 що відмовив рівні: Нехай? = 0.1? = 0,06. і тоді P0 = 0.33 і P1 = 0.667 Побудова імітаційної моделі такої системи масового обслуговування (СМО) здійснюється з використанням мови GPSS. Визначимо використовуються елементи мови (Табл.1). Таблиця 1 Елементи GPSS
Назначеніея
Транзакти:
Всього один транзакт
Моделювання інтервалу безвідмовної роботи Тбезот і періоду відбудовн. Т нед.
Прилади:
FAC
Заняття приладу відповідності. його отказу.т.е. це ТЕЗ, який ремонтують.
Функції:
Експоненціадльная функція
EXPON
розподілу.
Зберігається величина
Час заняття приладу.
Структурна схема програми Результати Середня зайнятість приладу склала 0,671, що добре узгоджується з розрахунковим значенням рівним Р1 = 0,667 * Середній час перебування приладу в стані відмови з залишило 20,146 одиниць машинного часу. Середній час циклу рівного (Т = Твос + Трьом) склало 30,015 часу. Побудова імітаційної моделі процесів відмов та відновлення декількох ЕОМ кількома ремонтниками У цій роботі буде розглянута більш складна система. Вона складається з чотирьох ЕОМ і двох ремонтників. Зассмотрім вихідні характеристики системи Вхідний потік вимога, який характеризує початок роботи кожної ЕОМ, має пуассонівської розподіл з? = 0,1. Кожен з транзактов послідовно шукає вільний прилад і займає його. За відсутності вільного приладу прийшов транзакт безповоротно втрачається. Услі транзакт зайняв прилад, а він відмовив, то такий транзакт так само губиться Розподіл часу обслуговування експоненційний з параметрами? = 0,05, а потік відмов Пуассонівський з параметром? = 0,01. Розподіл часу відновлення - експоненційний. У табл.1 наведено розподіл елементів мови GPSS в цій моделе. Табдіца 1 Елементи GPSS
Призначення
Транзакти:
Всього один транзакт
Моделювання інтервалах бееотказной работи.Тбезот. і періоду восстанов.Твосст.
Прилади:
FAC1, FAC2, FAC3.FAC4
ЕОМ, завантаження якої треба визначити
REM1. REM2
Ремонтні робочі
Функції:
EXPON
Експоненціальна функція розподілу
Зберігається величина
Число втраченої транзактов і сумарний час простою
Структурна схема програми не наводиться. Опис роботи програми 1,5,9,13 блоки - генерують транзакти відмов для всіх пристроїв FAC (середній час безвідмовної роботи 1? Одно 100. 2,6,10,14 - переривання роботи відмовами з втратою транзактов. 3,7,11, 16 - призначення параметра Р2 транзакта-відмови відповідного йому номери приладу. 17 - генерування транзактов вимог (напевно, що працюють машин). Середній час між моментами їх виникнення 10 одиниць машинного часу моделювання * 18, 22,26,30 - перевірка на зайнятість приладів якщо прилад зайнятий - передача транзакта іншому. Якщо всі зайняті - втрата транзакта. 19,23,27,31 - заняття вільного приладу * 20,24,26,32 - призначення параметра Р1 транзактам, іметірующего зайнятого ним приладу. 21,25,29 -- передача цих транзактов в блок CJB1, 33 - моделювання часу обслуговування вимоги. 34 - звільнення вимогою займаного ним приладу. 35 - знищення транзактов вимог. 36 - сумірованіе числа втрачаємо вимог у комірці 2, отведнной для збережених величин. 37 - знищення втрачаємо транзактов-вимог . 38 - передача що відмовив приладу ремонтнику. 39,43 - надходження приладу на ремонт. 40, 44 - моделювання часу ремонту або відновлення, величиною рівною 1 /? - 30 одиницям. 41, 45 - ремонтник вільний 42 - передача транзакт в блок COM3. 46 - закінчення переривання обслуговування приладом внаслідок відмови і ремонту. 47 зберігання відмов у клітинці!. 48 - знищення відмов-транзактов. Результати моделювання За 48245 одиниць часу було змодельоване для FAC1 - FAC4 відповідно 452,443,458,450 відмов. За цей час в систему надійшло 5002 вимог на ЕОМ. і яких втрачено внаслідок зайнятості або відмов 1829. (Дивись збережене значення в 2). Середня зайнятість приладів FAC відповідно дорівнює - 0.742. 0.676. 0.593 і 0.636, Середня зайнятість ремонтників - REM1 0.665. REM2 - 0.439, Сумарний час простою всіх приладів склало 50993. (Дивись вміст збережене в ячеке 1). Дослідження моделі експлуатаційного обслуговування ЕОМ В аналітичних імовірнісних моделях потоків відмов, збоїв, відновлень приймалося допущення про експоненційному розподілі часу напрацювання на відмову, пошуку і заміни відмовили пристроїв ЕОМ і т.д * Цей розподіл завжди задовільно описує ту чи іншу вибірку, що отримується у процесі спостереження за роботою ЕОМ * Відмова від експоненціального розподілу робить імовірнісну модель процесу експлуатації досить складною, що не дозволяє отримати її дозвіл в замкнутій формі. Для порівняння правомочності використання емпіричних і статистично отриманих розподілів. Як прикладу розглянемо найпростішу модель. Вважаємо, що ЕОМ може знаходитися в двох станах - робочому і в режимі відмови і відновлення. Нехай емпіричні функції розподілу, одержані експериментально, для часу між відмовами і тривале відновлення працездатності ЕОМ задані у вигляді графіків, і в одиницях модельного часу . Методика визначення емпіричних функцій розподілу часу співаючи Опис програми 1 блок - породжує транзакт, відповідний ЕОМ, яка може знаходитися в двох станах. 2-оператор MARK з міткою INPUT запам'ятовує момент входу транзакта в модель 3 - заняття приладу COMP і імітує нормальну роботу ЕОМ. 4 - визначення часу роботи ЕОМ. 5 - закінчення роботи з причини виникнення несправності та звільнення приладу. 6 - 8 - ці блоки моделюють стан ЕОМ в стані відновлення * 9 - відновлення закінчено, і транзакт потрапляє в блок визначення суми двох випадкових величин, які визначають два стани. 10 - створення нового транзакта, який надходить до блоку MARK * Попередній транзакт гине в блоці 11. Результати Значення коефіцієнтів використання приладів COMF і SERV визначають коефіцієнт готовності ЕОМ і ймовірність її простою. Ці параметри відповідно рівні - 0,691 і 0,108. Дослідження моделі обслуговування декількох ЕОМ з одним ремонтником Як відомо, персональні ЕОМ мають досить високою надійністю. При нормальній експлуатації така машина не потребує втручання у свою роботу людини, що зветься в СМО ремонтником. Так як до складу ЕОМ входять різні блоки, які можна називати ТЕЗамі, то в будь-який момент часу одна з них може вийти з ладу. Відновлення працездатності може здійснюватися як негайним ремонтом що вийшов з ладу ТЕЗа, так і його заміною на запасний, що знаходиться в ЗІПе. Несправний ТЕЗ ремонтується і надходить або в ЗІП, або в ЕОМ, і в цьому випадку ТЕЗ з ЗІПа поміщається на своє місце знову в ЗІП. Перший метод одержав назву "безпосереднього ремонту, а друга -" комбінованого ремонту ". У даній роботі розглядається перша з методів. Будемо вважати, що перебування ЕОМ в робочому та неробочому (відновлює) режимах , має експоненційний розподіл з параметрами "і" Під? розуміють середню інтенсивність відмов, виражену числом відмов в одиницю часу. Під? розуміють середню інтенсивність часу обслуговування, відображену числом відновлених ТЕЗов за одиницю часу. Для персональних ЕОМ? є відносно малою величиною, а? щодо велике. Ставлення? /? називається коефіцієнтом обслуговування. Припустимо, що m ЕОМ мають однакові "і", і вони обмлужіваются одним реіонтніком. Якщо ЕОМ виходить з ладу, вона обслуговується негайно, за умови, що ремонтник не зайнятий обслуговуванням інший ЕОМ. Всі m ЕОМ працюють незалежно один від одного. Нехай стан Ео означає, що всі ЕОМ працюють і ремонтник вільний. Статус ЕN означає, що ЕОМ знаходиться в неробочому стані * При 1? n? m одна ЕОМ обслуговується, n - 1 стоять у черзі на обслуговування , а m - n залишаються в робочому стані. Якщо система з m ЕОМ в момент часу t перебуває в стані ЕN, то ймовірність цієї події (Pn) може бути представлена наступним виразом: 1 - генерація транзакта 2 - освіта п'яти тра?? зактов-копій з подальшою передачею їх у блок COPY .. 3 - присвоєння параметру Р2 транзакта-оригіналу значення 500 4 - передача - транзакта-оригіналу в блок INPUT, 5 - привласнення параметрами Р2 транзактов-копій значень 1000. 6 - привласнення параметрах Р1 транзактов значення, що відповідає номеру приладу (у нашому випадку робочого). Це значення дорівнює 1 7 - входження в чергу на ремонт. 8 - заняття приладу. 9 - вихід з черги. 10 - моделювання ремонту. 11 - робітник-ремонтник вільний 12 - моделювання безвідмовної роботи автомата. 13 - контроль числа проходжень транзакта черее сегмент блоків, що починаються з блоку CYCLE. 14 - знищення транзакта. Отримані результати: Середня зайнятість ремонтника 0,491. Коефіцієнт простою цього ж ремонтника за результатами моделювання склав (Кпр.рем) модел .- (1-0,409)/1 = 0,509 .. Той же коефіцієнт знайдений аналітично склав 0,4845. Коефіцієнт простою ЕОМ, отриманий аналітично шляхом, і за результатами моделювання відповідно рівні: (Кпр.ЕВМ) анал = 0,0549 (Кпр.ЕВМ) модел = 0,053 Збіг результатів можна вважати задовільним Дослідження моделі обслуговування декількох ЕОМ кількома ремонтниками Ускладнимо задачу, яку ми розглядали в попередній роботі. Будемо вважати, що m ЕОМ обслуговується r ремонтниками (r? M). Якщо n? r, то стан ЕN означає, що r - n робочих вільні, n машин ремонтуються, і жодна з ЕОМ не стоїть у черзі на ремонт. При n? r стан En означає, що r ЕОМ обслуговується і n - r ЕОМ очікують обслуговування в черзі. Аналітичні вирази описують таку систему представлені нижче. Відзначимо, що ставлення Р1/Р0 знаходиться з виразу: Опис програми Відмінність даної моделі від попередньої полягає в тому, що число транзактов-копій одно 19, і є три приладу - MEN1, MEN2, MEN3. А також в наявності таких додаткових блоків: 6 - блок входження в накопичувач QUECЕго ємність задається в блоці STORAGE
7 - спроба передачі транзакта в один з блоків SERV1, SERV1 3, SERV3. 8,11,14 - заняття транзактамі пристроїв MEN1 - MEN #. 9,12,15 - присвоювання параметру Р1 значення, що відповідає номеру устройства.Ето блоки 2 -4, 10,13 - безумовна передача транзактов в блок COMIN (, kjr 16)
16 - вихід транзакта на накопичувач QUEC Для отримання статистик, які характеризують чергу ЕОМ, використовується накопичувач QUEC. Розподіл транзактов, що є аналогами ЕОМ, між пристроями, які є аналогами робітників-ремонтників, проводиться за допомогою блоку 7. Отримані в результаті моделювання оцінки коеффійіентов простою ремонтників і ЕОМ рівні відповідно: Кпр.евм = 0.272/20 = 0.0136 Порівнюючи аналітичні результати (0,4042 і 0,01694) з модельними (0,453 та 0,0136) можна зробити висновок про те, що існуючі відмінності пояснюються зниженням середнім часом (5,46) замість 6. Дослідження моделі обслуговування ЕОМ з комбінованим відновленням після відмов однотипних ТЕЗов Комбінована модель обслуговування має на увазі наступну логіку роботи. Після відмови відбувається виявлення несправного ТЕЗа і його заміна на діючий ТЕЗ з комплекту запасних інструментів і * приладів (ЗІП). Несправний ТЕЗ відправляється в ремонтну групу. Ремонт * уществляется ремонтником, який може бути зайнятий ремонтом іншого ТЕЗа. Якщо він зайнятий, то несправний ТЕЗ встановлюється в чергу на відновлення. Для спрощення завдання вважаємо, що ЕОМ складається з однотипних * блоків або ТЕЗов, що мають однакові значення? і?. Число ТЕЗов в ЗІПе може бути таким: немає жодного придатного, є один, два і т.д. Будемо вважати, що час безвідмовної роботи будь-якого з ТЕЗов ЕОМ визначено по нормальному закону із середнім в 350 год і стандартним відхиленням у 70 часов.Поіск несправного ТЕЗа і його вилучення з ЕОМ еанімает 4 ч. Час, необхідний для того, щоб встановити, перевірити відтестовані замінює ТЕЗ, так само 6 ч. Час ремонту несправного ТЕЗа розподілено по нормальному закону із середнім і стандартним отк-лоненіем, відповідно рівним 8 год і 0.5 ч. Вважаємо, що ремонтом займається ремонтник, в обов'язки якого входить також ремонт інших деталей, що надходять до нього від інших М. Ці інші деталі надходять за законом Пуассона з середнім інтервалом між надходженнями, рівним (ч. Час, необхідний для їх ремонт складає 8? 4 ч. Ці ТЕЗи мають більш високий пріоритет. Провести дослідження моделі при числі запасних ТЕЗов: нуль, один два ТЕЗа. Для кожної з моделей виконати прогін рівний 5 років, припускаючи 40 годинний робочий тиждень. Метод побудови моделі Модель складається з трьох сегментів. Розглянемо перший сегмент. Перший сегмент .. Він може називатися "ТЕЗ і ЕОМ". породжуваний транзакт інтерпретує ЕОМ , а не ТЕЗ.Для стеження а за числом запасних ТЕЗов використовується зберігається величина. (вміст лічильника). Дефектний ТЕЗ зменшує вміст лічильника, а відремонтований - збільшує. Сама ЕОМ моделюється приладом Транзакт оператор включає і відключає прилад за допомогою його освобожденія.Так як у моделе що відмовили ТЕЗи просуваються самі (на практиці це робить оператор або лаборант), то для цього використовується інший транзакт, порож-даємо перше. Здійснює це блок SPLIT
Другий сегмент. Його назва "Група ремонту". Ремонтник моделюється приладом FIXER. У цьому сегменті здійснюється моделювання змагань за FIXER між відмовившись ТЕЗамі. Третій сегмент можна назвати "Таймер на 260 40-годинних тижнів", Опис програми Перший транзакт відразу займає прилад MAC за допомогою входу в прилад SEIZ (2) Першої зберігається величиною є 0, т.к.ЗІП порожній. Обмеження на запасні ТЕЗи імітуються в блоці TEST (12) У другому сегменті в 17 блоці ADVANCE немає операндів. Він просто дозволяє планувати надходження наступного транзакта. Результати Результати представлені в Табл.2. Таблиця 2 Число запасн.ТЕЗов
Навантаження ЕОМ
Навантаження ремонтно.
1
9,705
0,880
2
0,912
0,882
3
0,958
0,9887
Якщо в системі є всього один запасний ТЕЗ, то коефіцієнт використання складе 70: При збільшенні числа ТЕЗов ця величина відповідно збільшується, і становить 91 і 96 відсотків .. Дослідження моделі обслуговування ЕОМ з комбінованим відновленням після відмов різних ТЕЗов У попередній роботі було прийнято, що всі типи ТЕЗов що входять в ЕОМ мають лдінаковие параметри? і?. У цій роботі будемо вважати, чтоТЕЗи мають різні параметри, тобто значення? і? у них не співпадають. Таке припущення вже значно ближче до практики тому до складу ЕОМ входять різнотипні блоки. Це, наприклад, плата відеоадаптера, контролер вінчестерів і дисководів, нарешті й сама "материнська плата", і так далі. Найбільш слабким вузлом ЕОМ є принтери, які вимагають періодичні зміни картриджів. Будемо позначати ці різні блоки-ТЕЗи як А і В. Як ТЕЗ А так і ТЕЗ B схильні періоди
Умови роботи ЕОМ вважаємо ідентичними раніше описаним. Для ремонту використовується один ремонтник, який ремонтує ТЕЗи A і B в порядку їх надходження. Крім того, він продовжує ремонтувати несправні блоки, що надійшли від інших ЕОМ та мають вищий пріоритет, ніж у блоків А і В. У роботі треба побудувати GPSS модель для сістіеми "ТЕЗ - ЕОМ", і використовувати цю модель для знаходження коефіцієнта навантаження ЕОМ як функції числа запасних ТЕЗов А і В у системі. Розглянути систему для комбінацій, при яких у ЗІПе є 0, 1 або 2 ТЕЗа кожного виду. Для кожної з систем виконати прогін, що моделює роботу системи протягом 5 років (це 280 40-годинних тижнів). Метод побудови моделі. Сегмент "Еві ТЕЗ". Транзактом імітується початок роботи ЕОМ, представлену приладом. У початковий момент часу роботи передбачається, що обидва блоки справні. Коли транзакт, що імітує включення ЕОМ входить до моделі, він робить вибірки з розподілів часу роботи ТЕЗов А і В, записуючи отримані величини в перший і другий параметри. Другий і третій сегменти ідентичні предйдущей роботі. Розглянемо таблицю розподілів (табл. 3.). Відзначимо, що за відсутності запасних ТЕЗов А та двох запасних ТЕЗах В. навантаження, що дорівнює 74,2 відсотка (мова йде про Табл.4.стр.1), перевищує навантаження в 70,5, отриману в попередньому прикладі. Це суперечить очікуваного результату. Результати отримані для випадку А = 1 і 2 і для В = 0 є сумнівними. Навантаження в 90,8% для А = 1 і В-2 менше ніж 91,2% для попередньої роботи (табл.5, рядок 2). Існують і ще непогодженість. Модель для емітаціі виробничої діяльності ВЦ Розглянемо наступне питання: "Розробити модель для імітації виробничої діяльно ВЦ при планово-попереджувальне обслуговування експлуатується парку ЕОМ. За отриманою моделі оцінити розподіл випадкової змінної" число машин, що знаходяться на позаплановому ремонті ". Розглянутий ВЦ має у своєму складі парк ЕОМ, що забезпечує середню продуктивність. і базується на ЕОМ IBM PC з ЦП типу 386SX і 386DX. Крім: цього на ВЦ використовуються як мережевих серверів машини типу 486DX і Pentium, що підтримують локальні мережі, у яких здійснюється складна цифрова обробка великих цифрових масивів інформації , крім цього, вирішуються завдання розробки кольорових зображень. На ВЦ прийнято планово-профілактичне обслуговування. ВЦ з невеликим парком ЕОМ і тому ремонтом ЕОМ займається всього один радіо-механік (у термінах СМО - ремонтник). Це означає: що не можна одночасно виконувати ремонт лише однієї ЕОМ. Всі ЕОМ повинні регулярно проходити профілактичний огляду. Число ЕОМ піддається щоденним огляду згідно з графіком, розподілено равнлмерно і становить від 2 до 6. Час, необхідний для огляду та обслуговування кожної ЕОМ приблизно розподілено в інтервалі від 1,5 до 2,5 год . За цей час необхідно перевірити саму ЗВМ, а також такі зовнішні ус-ва як кольорові струменеві принтери, які потребують зміни або заправці картриджів барвником. Кілька ЕОМ мають в якості зовнішніх пристроїв кольорові плотери (графобудівники), у яких досить складний профілактичний огляд. Робочий день ремонтника триває 8 год, але можлива і багатозмінному робота. У деяких випадках профілактичний огляд переривається для усунення раптових відмов мережних серверів, що працюють у три зміни, тобто 24 годин на добу. У цьому випадку поточна профілактична робота припиняється, і ремонтник починає без затримки ремонту сервера. Тим не менше, машина-сервер, що потребує ремонту, не може витіснити іншу машину-сервер, вже стоїть на позаплановому ремонті. Розподіл часу між надходженнями машин-серверів є пуассонівської із середнім інтервалом рівним 48 ч. Якщо ремонтник відсутній в момент надходження ЕОМ ці ЕОМ повинні чекати до 8ч ранку. Час їх обслуговування розподілено по експоненті із середнім значення в 25 ч.Необходімо побудувати GPSS-модель для імітації виробничої діяльності ОЦ. За отриманою моделі необхідно оцінити розподіл випадкової змінної "число машин-серверів, що знаходяться на позаплановому ремонті ". Виконати прогін моделі, що імітує роботу ВЦ протягом 25 днів, ввівши проміжну інформацію після закінчення кожних п'яти днів. Для спрощення можна вважати, що ремонтник працює 8 годин на день без перерви, і не враховувати вихідні. Це аналогічно тому, що ВЦ працює 7 днів на тиждень. Метод побудови моделі Розглянемо сегмент планового огляду ЕОМ. (Рис.1.). Транзакти, що підлягають плановому огляду, є користувачами обслуговуючого приладу (ремонтник), яким не дозволено його захоплення. Ці ЕОМ-транзакти проходять через перший сегмент моделі щодня з 8 год утра.ЕВМ-транзакт входить в цей сегмент. Після цього транзакт надходить до блоку SPLIT, породжуючи необхідне число транзактов, що представляють собою ЕОМ, заплановані на цей день для осмотра.Еті ЕОМ-транзакти проходять потім через послідовність блоків SEIZE-ADVANCE-RELEASE і залишають модель.. Рис.1. Перший сегмент Сегмент "позапланового ремонту" ЕОМ-сервери, особливо потребує позаплановому ремонті, рухаються в модель в своєму власному сегменті. Використання ними приладу імітується простий послідовністю блоків PREEMPT-ADVANCE - RETURN. Блок PREEMPT підтверджує пріоритет обслуговування ЕОМ-сервера (в блоці в полі У не потрібно PR) (Рис.2.) Сегмент "початок і закінчення" робочого дня ОЦ. Для того, щоб організувати завершення поточного дня роботи ВЦ після закінчення кожного 8 -ми годин дня і його початку в 8 годин ранку, використовується спеціальний сегмент. Т Транзакти-диспетчер входить в цей сегмент кожні 24 год (починаючи з кінця першого робочого дня), Цей транзакт, що має в моделе вищий пріоритет, потім негайно надходить у PREEMPT , що має в полі У символу PR. Диспетчер, таким чином, дозволено захоплювати прилад-ремонтник незалежно від того, ким є поточний користувач (якщо він є). Далі, через 16 год, диспетчер звільняє прилад-ремонтник, дозволяючи закінчити раніше перервану роботу (за наявності такої). (Рис.3.) Сегмент "збір даних для непрацюючих ЕОМ-серверів". Для збору даних, що дозволяють оцінити розподіл числа непрацюючих ЕОМ-приладів, використовується цей окремий сегмент. (Рис.4.) Для цих цілей використовується зважені таблиці, які дозволяють вводити в них в один і той же момент часу спостерігаються випадкові величини. Для цих цілей включаються два блоки - TABULATE, але якщо ввести в таблицю випадковий (значення величин? 2), то цей підхід не придатний. У цьому випадку використовується необов'язковий елемент олеранд, званий ваговим фактором, що позначає кількість разів, що величина, що підлягає табулювання, повинна вводиться в таблицю. Це дозволяє призначати разие ваги різних спостережуваних величин. Сегмент "проміжна видача". і закінчення моделювання в кінці дня використовується послідовність GENERATE - TERMINATE (Рис.5.). Cегменти представлені на рис.1 - 5. Розглянемо таблицю розподілу (Табл. 3.1. Таблиця 3.1 Оператори GPSS
Призначення
Транзакти:
1-вий сегмент
ЕОМ, призначена для планового профілактичного огляду
2-рій сегмент
ЕОМ-сервер, що потребує у позаплановому ремонті
3-тій сегмент
Диспетчер, відкриває в 8 годин ранку ВЦ ізакривающій його через 8 год
4-тий сегмент
Спостерігач, що стежить за вмістом черги для оцінки розподілу числа несправних ЕОМ-серверів: Р1 - параметр, до якого заносяться позначки часу Р2 - параметр, у який заноситься тривалий
5-тий сегмент
Транзакт, що забезпечує промежуточнуювидачу результатів
Прилади:
BAY R
Ремонтник
Функції:
JQBS
Описує рівномірне распределеніеот 1 до 3; одержувану величину можна інтерпретувати як число, на 1 менше числа ЕОМ, що прибувають щодня на плановий огляд
XPDIS
Експоненціальна ф-ия розподілу
Черги:
TRUBIL
ЕОМ-сервери які стоять несправні
Таблиці:
LENTH
Таблиця, до якої заносять число несправних ЕОМ-серверів
Логіка роботи моделі У моделі передбачається, що деякий час, рівне одиниці, відповідає 8 год ранку першого дня моделірованія.Затем, перший (за рахунком) ЕОМ виділена диспетчером для планового огляду, входить до моделі, вийшовши з GENERANE. Далі, кожна наступна перші ЕОМ, буде надходити в модель через 24 год (блок 1, де операнд А = 1440 ед.врем., Тобто числа хвилин в 24 ч. Перша поява 5 диспетчера на ВЦ відбудеться в момент часу, рівний 481 (блок 14). Це відповідає закінчення восьмого години. Другий раз диспетчер з'явиться через 24 години. Транзакт забезпечує проміжну видачу: вперше з'явиться в час, що дорівнює 6241, виходячи з блоку 25. Це число відповідає кінця 8-ої години п'ятого дня моделювання. (24 х 4 = 96 год, 96 + 8 = 104. 104 х 60 = 6240, 6240 + 1 = 6241 год). Наступний транзакт з'явиться через п'ять днів. Блок 19 дозволяє вести моделювання до часу в 35041, що відповідає 25 дням плюс 8 год, виражених у хвилинах. Пріоритетна схема представлена в табл.3.2. Таблиця 3.2. Сегмент моделі
Інтерпретація транзактов
Рівень Приор.
3
Диспетчер
3
1
ЕОМ, що прибувають на плановий огляд
2
2
ЕОМ-сервер, що надходить на позаплановий ремонт
2
4
Транзакт, що спостерігає за чергою
1
5
Транзакти, що забезпечують видачу на друк
0
Читання таблиці зверху вниз еквівалентно перегляду ланцюга текущіж подій з початку і до кінця моделювання Результати моделювання Отримана статистика черги ЕОМ-серверів на ремонт показує, що на кінець 25 дня середнє очікування становить 595 вр.ед., або близько 19 г. У середньому 0,221 ЕОМ -сервер очікують обслуговування, і одночасно щонайбільше час 4 машини перебувають в очікуванні. За 25 днів на ВНЕП-Лановий ремонт надійшло 13 машин .. Таблична інформація вказує, що 83% часу це були ЕОМ-сервери, які очікують позапланового ремонту, 12% часу в очікуванні знаходилася одна машина, 4% - дві машини, і тільки 0,52% і 0,05% часу одночасно чекали три і чотири машини. Для зручності результати зведені в табл.3.3. Таб?? Особи 3.3. Число які чекають ЕОМ
Час сподівання-ня в%
0 машин
83
1 машина
12
2 машини
4
3 машини
0,52
4 машини
0,05
Мінімізація вартості експлуатаційних витрат ВЦ середньої продуктивності. Нехай до складу ВЦ входить 50 персональних комп'ютерів (надалі просто ЕОМ). Всі ЕОМ працюють по 8 годин на день, і по 5 днів на тиждень. Будь-яка з ЕОМ може вийти з ладу, і в будь-який момент часу. У цьому випадку її замінюють резервної ЕОМ або відразу, або в міру її появи після відновлення. Несправну ЕОМ відправляють в ремонтну групу, ремонтують, і вона стає резервної. Необхідно визначити, скільки ремонтників слід мати, і скільки машин тримати в ремонті, оплачуючи їх оренду. Парк резервних машин служить для підміни що вийшли з ладу ЕОМ. належать ОЦ. Оп-лата орендних машин не залежить від того перебувають вони в експлуатації, або в резерві. Мета аналізу - мінімізувати вартість експлуатації ОЦ. оплата робітників у ремонтній групі складає 3,75 $ за ч. Орендна плата за одну ЕОМ складає 30 $ на день. Погодинний збиток при використанні менш 50 ЕОМ оцінюється приблизно в 20 $ за ЕОМ. цей збиток виникає через загальне зниження промзводітельності ОЦ. Вважаємо, що на ремонт що вийшла з ладу ЕОМ йде приблизно 7ч, і розподіл цього часу рівномірне. Необхідно визначити, скільки ремонтників слід мати, і скільки машин тримати в ремонті, оплачуючи їх оренду. Парк резервних машин служить для підміни що вийшли з ладу ЕОМ. належать ОЦ. Оплата орендних машин не залежить від того перебувають вони в експлуатації, або в резерві. Середній час напрацювання на відмову кожної ЕОМ розподілено так само рівномірно, і становить 157? 25 ч. Це час і розподіл оди-наково для всіх ЕОМ ВЦ, так і для орендованих ЕОМ. Так як плата за оренду не залежить від того, використовують ці ЕОМ чи ні, то і не робиться спроб збільшити кількість власних ЕОМ ОЦ. Необхідно побудувати GPSS модель такої системи і досліджувати на ній денні витрати при різному числі орендованих ЕОМ при при однаковому числі ремонтників і від числа ремонтників при постійному числі орендованих ЕОМ. Метод побудови моделі Визначимо обмеження, які існують в моделюється системі. Існують три обмеження. 1. Число ремонтників в ремонтної групи. 2. Мінімальна кількість ЕОМ, що одночасно працюють на ОЦ. 3. Загальна кількість ЕОМ циркулюють у системі. Для моделювання 1 і 2 обмежень зручно використовувати багатоканальні ус-ва (термін взятий з теорії СМО), а третє обмеження-моделювати за допомогою транзактов. При цьому ремонтники і працюють ЕОМ, що знаходяться у виробництві, є константами. При цьому ЕОМ є динамічними об'єктами, тими, які циркулюють в системі. Розглянемо стану в яких може знаходитися ЕОМ. Нехай в даний момент вона перебуває в резерві. Тоді багатоканальне ус-во NOWON (тобто в роботі) використовується для моделювання працюють ЕОМ, буде заповнено, і резервні машини не можуть увійти до нього. І тоді транзакт моделюючий резервну ЕОМ може після багаторазових спроб увійти до NOWON. Прохо
