Simulação de sistema discreto
Em sistemas discretos, as mudanças no estado do sistema são descontínuas e cada mudança no estado do sistema é chamada de event. O modelo usado em uma simulação de sistema discreto possui um conjunto de números para representar o estado do sistema, chamado destate descriptor. Neste capítulo, aprenderemos também sobre simulação de filas, que é um aspecto muito importante na simulação de eventos discretos junto com a simulação do sistema de compartilhamento de tempo.
A seguir está a representação gráfica do comportamento de uma simulação de sistema discreto.
Simulação de eventos discretos ─ Principais recursos
A simulação de eventos discretos geralmente é realizada por um software desenvolvido em linguagens de programação de alto nível, como Pascal, C ++ ou qualquer linguagem de simulação especializada. A seguir estão os cinco principais recursos -
Entities - São a representação de elementos reais como peças de máquinas.
Relationships - Significa unir entidades.
Simulation Executive - É responsável por controlar o tempo de avanço e executar eventos discretos.
Random Number Generator - Ajuda a simular diferentes dados que entram no modelo de simulação.
Results & Statistics - Valida o modelo e fornece suas medidas de desempenho.
Representação de Gráfico de Tempo
Cada sistema depende de um parâmetro de tempo. Em uma representação gráfica, é referido como hora do relógio ou contador de tempo e, inicialmente, é definido como zero. O tempo é atualizado com base nos dois fatores a seguir -
Time Slicing - É o tempo definido por um modelo para cada evento até a ausência de qualquer evento.
Next Event- É o evento definido pelo modelo para o próximo evento a ser executado em vez de um intervalo de tempo. É mais eficiente do que o Time Slicing.
Simulação de um sistema de enfileiramento
Uma fila é a combinação de todas as entidades no sistema que estão sendo atendidas e aquelas que aguardam sua vez.
Parâmetros
A seguir está a lista de parâmetros usados no Sistema de Fila.
Símbolo | Descrição |
---|---|
λ | Denota a taxa de chegada, que é o número de chegadas por segundo |
Ts | Denota o tempo médio de serviço para cada chegada, excluindo o tempo de espera na fila |
σTs | Denota o desvio padrão do tempo de serviço |
ρ | Denota a utilização do tempo do servidor, tanto quando estava ocioso quanto ocupado |
você | Denota a intensidade do tráfego |
r | Denota a média dos itens no sistema |
R | Denota o número total de itens no sistema |
Tr | Denota o tempo médio de um item no sistema |
TR | Denota o tempo total de um item no sistema |
σr | Denota o desvio padrão de r |
σTr | Denota o desvio padrão de Tr |
W | Denota o número médio de itens esperando na fila |
σw | Denota o desvio padrão de w |
Tw | Denota o tempo médio de espera de todos os itens |
Td | Denota o tempo médio de espera dos itens que aguardam na fila |
N | Denota o número de servidores em um sistema |
mx (y) | Denota o y ésimo percentil, o que significa o valor de y abaixo do qual x ocorre em y por cento do tempo |
Fila de servidor único
Este é o sistema de filas mais simples, conforme representado na figura a seguir. O elemento central do sistema é um servidor, que fornece serviço aos dispositivos ou itens conectados. Solicitação de itens ao sistema para serem atendidos, se o servidor estiver ocioso. Em seguida, é servido imediatamente, caso contrário, entra em uma fila de espera. Depois que a tarefa é concluída pelo servidor, o item parte.
Multi Server Queue
Como o nome sugere, o sistema consiste em vários servidores e uma fila comum para todos os itens. Quando qualquer item solicita o servidor, ele é alocado se pelo menos um servidor estiver disponível. Caso contrário, a fila começa a ser iniciada até que o servidor esteja livre. Neste sistema, assumimos que todos os servidores são idênticos, ou seja, não há diferença qual servidor é escolhido para qual item.
Existe uma exceção de utilização. DeixeiN ser os servidores idênticos, então ρé a utilização de cada servidor. ConsiderarNρser a utilização de todo o sistema; então a utilização máxima éN*100%, e a taxa de entrada máxima é -
$ λmax = \ frac {\ text {N}} {\ text {T} s} $
Relacionamentos de fila
A tabela a seguir mostra alguns relacionamentos básicos de enfileiramento.
Termos gerais | Servidor Único | Multi servidor |
---|---|---|
r = λ Fórmula Tr Little | ρ = λTs | ρ = λTs / N |
w = fórmula de λTw Little | r = w + ρ | u = λTs = ρN |
Tr = Tw + Ts | r = w + Nρ |
Simulação do Sistema de Compartilhamento de Tempo
O sistema de compartilhamento de tempo é projetado de forma que cada usuário use uma pequena parte do tempo compartilhado em um sistema, o que resulta em vários usuários compartilhando o sistema simultaneamente. A troca de cada usuário é tão rápida que cada usuário sente vontade de usar seu próprio sistema. É baseado no conceito de escalonamento de CPU e multiprogramação, em que vários recursos podem ser utilizados de forma eficaz, executando vários trabalhos simultaneamente em um sistema.
Example - Sistema de simulação SimOS.
Ele é projetado pela Stanford University para estudar os projetos complexos de hardware de computador, para analisar o desempenho de aplicativos e para estudar os sistemas operacionais. O SimOS contém simulação de software de todos os componentes de hardware dos sistemas de computador modernos, ou seja, processadores, unidades de gerenciamento de memória (MMU), caches, etc.