การจำลองระบบไม่ต่อเนื่อง

ในระบบที่ไม่ต่อเนื่องการเปลี่ยนแปลงสถานะของระบบจะไม่ต่อเนื่องและการเปลี่ยนแปลงแต่ละครั้งในสถานะของระบบเรียกว่า event. แบบจำลองที่ใช้ในการจำลองระบบไม่ต่อเนื่องมีชุดตัวเลขเพื่อแสดงสถานะของระบบเรียกว่า astate descriptor. ในบทนี้เราจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับการจำลองการเข้าคิวซึ่งเป็นสิ่งที่สำคัญมากในการจำลองเหตุการณ์แบบไม่ต่อเนื่องพร้อมกับการจำลองระบบแบ่งเวลา

ต่อไปนี้คือการแสดงลักษณะกราฟิกของพฤติกรรมของการจำลองระบบที่ไม่ต่อเนื่อง

การจำลองเหตุการณ์ไม่ต่อเนื่อง─คุณสมบัติหลัก

โดยทั่วไปการจำลองเหตุการณ์แบบไม่ต่อเนื่องจะดำเนินการโดยซอฟต์แวร์ที่ออกแบบด้วยภาษาโปรแกรมระดับสูงเช่น Pascal, C ++ หรือภาษาจำลองเฉพาะทาง คุณสมบัติหลักห้าประการต่อไปนี้ -

• Entities - สิ่งเหล่านี้คือการแสดงองค์ประกอบจริงเช่นชิ้นส่วนของเครื่องจักร

• Relationships - หมายถึงการเชื่อมโยงเอนทิตีเข้าด้วยกัน

• Simulation Executive - มีหน้าที่ควบคุมเวลาล่วงหน้าและดำเนินเหตุการณ์ที่ไม่ต่อเนื่อง

• Random Number Generator - ช่วยในการจำลองข้อมูลต่างๆที่เข้ามาในโมเดลจำลอง

• Results & Statistics - ตรวจสอบความถูกต้องของโมเดลและจัดเตรียมการวัดประสิทธิภาพ

การแสดงกราฟเวลา

ทุกระบบขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์เวลา ในการแสดงภาพกราฟิกจะเรียกว่าเวลานาฬิกาหรือตัวนับเวลาและในตอนแรกจะตั้งค่าเป็นศูนย์ เวลาจะอัปเดตตามปัจจัยสองประการต่อไปนี้ -

• Time Slicing - เป็นเวลาที่กำหนดโดยโมเดลสำหรับแต่ละเหตุการณ์จนกว่าจะไม่มีเหตุการณ์ใด ๆ

• Next Event- เป็นเหตุการณ์ที่กำหนดโดยโมเดลสำหรับเหตุการณ์ถัดไปที่จะดำเนินการแทนช่วงเวลา มีประสิทธิภาพมากกว่าการแบ่งเวลา

การจำลองระบบจัดคิว

คิวคือการรวมกันของเอนทิตีทั้งหมดในระบบที่กำลังเสิร์ฟและผู้ที่รอการถึงตา

พารามิเตอร์

ต่อไปนี้เป็นรายการพารามิเตอร์ที่ใช้ในระบบคิว

สัญลักษณ์	คำอธิบาย
λ	หมายถึงอัตราการมาถึงซึ่งเป็นจำนวนการมาถึงต่อวินาที
Ts	หมายถึงเวลาให้บริการเฉลี่ยสำหรับการมาถึงแต่ละครั้งโดยไม่รวมเวลารอในคิว
σTs	หมายถึงค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานของเวลาให้บริการ
ρ	หมายถึงการใช้เวลาของเซิร์ฟเวอร์ทั้งในขณะที่ไม่มีการใช้งานและไม่ว่าง
ยู	หมายถึงความเข้มของการจราจร
ร	หมายถึงค่าเฉลี่ยของรายการในระบบ
ร	หมายถึงจำนวนรายการทั้งหมดในระบบ
ทร	หมายถึงเวลาเฉลี่ยของไอเท็มในระบบ
ทร	หมายถึงเวลาทั้งหมดของไอเท็มในระบบ
σr	หมายถึงค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานของ r
σTr	หมายถึงค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานของ Tr
ว	หมายถึงจำนวนรายการที่รอคิวโดยเฉลี่ย
σw	หมายถึงค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานของ w
Tw	หมายถึงเวลารอเฉลี่ยของรายการทั้งหมด
Td	หมายถึงเวลารอเฉลี่ยของรายการที่รอคิว
น	หมายถึงจำนวนเซิร์ฟเวอร์ในระบบ
mx (y)	หมายถึงวายTHเปอร์เซ็นต์ซึ่งหมายความว่าค่าของ Y ด้านล่างซึ่ง x เกิดขึ้นร้อยละปีของเวลา

คิวเซิร์ฟเวอร์เดียว

นี่เป็นระบบการจัดคิวที่ง่ายที่สุดดังแสดงในรูปต่อไปนี้ องค์ประกอบกลางของระบบคือเซิร์ฟเวอร์ซึ่งให้บริการกับอุปกรณ์หรือรายการที่เชื่อมต่อ รายการร้องขอไปยังระบบที่จะให้บริการหากเซิร์ฟเวอร์ไม่ได้ใช้งาน จากนั้นจะเสิร์ฟทันทีมิฉะนั้นจะเข้าร่วมคิวรอ หลังจากงานเสร็จสิ้นโดยเซิร์ฟเวอร์รายการจะออกไป

คิวหลายเซิร์ฟเวอร์

ตามชื่อที่แนะนำระบบประกอบด้วยเซิร์ฟเวอร์หลายเครื่องและคิวทั่วไปสำหรับรายการทั้งหมด เมื่อไอเท็มใด ๆ ร้องขอสำหรับเซิร์ฟเวอร์จะได้รับการจัดสรรหากมีเซิร์ฟเวอร์อย่างน้อยหนึ่งเซิร์ฟเวอร์ มิฉะนั้นคิวจะเริ่มต้นจนกว่าเซิร์ฟเวอร์จะว่าง ในระบบนี้เราถือว่าเซิร์ฟเวอร์ทั้งหมดเหมือนกันกล่าวคือไม่มีความแตกต่างกันว่าเซิร์ฟเวอร์ใดถูกเลือกสำหรับรายการใด

มีข้อยกเว้นของการใช้ประโยชน์ ปล่อยN เป็นเซิร์ฟเวอร์ที่เหมือนกันแล้ว ρคือการใช้ประโยชน์ของแต่ละเซิร์ฟเวอร์ พิจารณาNρเพื่อเป็นการใช้ประโยชน์ทั้งระบบ จากนั้นการใช้ประโยชน์สูงสุดคือN*100%และอัตราอินพุตสูงสุดคือ -

$ λmax = \ frac {\ text {N}} {\ text {T} s} $

การจัดคิวความสัมพันธ์

ตารางต่อไปนี้แสดงความสัมพันธ์ของการจัดคิวขั้นพื้นฐาน

ข้อกำหนดทั่วไป	เซิร์ฟเวอร์เดียว	เซิร์ฟเวอร์หลายเครื่อง
r = λTrสูตรของ Little	ρ = λTs	ρ = λTs / N
w = λTwสูตรของ Little	r = w + ρ	คุณ = λTs = ρN
Tr = Tw + Ts		r = w + Nρ

การจำลองระบบแบ่งเวลา

ระบบแบ่งปันเวลาได้รับการออกแบบในลักษณะที่ผู้ใช้แต่ละคนใช้เวลาส่วนน้อยที่ใช้ร่วมกันในระบบซึ่งส่งผลให้ผู้ใช้หลายคนแชร์ระบบพร้อมกัน การสลับผู้ใช้แต่ละคนรวดเร็วมากจนผู้ใช้แต่ละคนรู้สึกเหมือนใช้ระบบของตนเอง มันขึ้นอยู่กับแนวคิดของการตั้งเวลา CPU และการเขียนโปรแกรมหลายโปรแกรมซึ่งสามารถใช้ทรัพยากรหลายอย่างได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยการดำเนินการหลายงานพร้อมกันบนระบบ

Example - ระบบจำลอง SimOS

ได้รับการออกแบบโดยมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดเพื่อศึกษาการออกแบบฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อนเพื่อวิเคราะห์ประสิทธิภาพของแอปพลิเคชันและศึกษาระบบปฏิบัติการ SimOS ประกอบด้วยการจำลองซอฟต์แวร์ของส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ทั้งหมดของระบบคอมพิวเตอร์สมัยใหม่เช่นโปรเซสเซอร์หน่วยการจัดการหน่วยความจำ (MMU) แคชเป็นต้น