Hệ thống MM3 – hệ thống xử lý thông tin

Đề bài: Hệ thống M/M/3 – hệ thống xử lý thông tinMột hệ thống xử lý thông tin bao gồm một kênh truyền tin, một bộ đệm buffer và xử lý một tín hiệu mất 33 micro giây.. Hãy mô phỏng quá tr

1 Đề bài: Hệ thống M/M/3 – hệ thống xử lý thông tin

Một hệ thống xử lý thông tin bao gồm một kênh truyền tin, một bộ đệm (buffer) và

xử lý một tín hiệu mất 33 micro giây.

Hãy mô phỏng quá trình xử lý thông tin khi có 500 tín hiệu từ cảm biến đưa tới và

tính:

- Thời gian trung bình tín hiệu phải chờ trong bộ đệm trước khi được đưa vào máy tính để xử lý

- Chiều dài trung bình hàng đợi của các tín hiệu trong bộ đệm

- Xác xuất bộ đệm bị tràn, biết rằng dung lượng của bộ đệm là 30 tín hiệu.

- Điều gì xẽ xấy ra khi tăng tốc độ xử lý tín hiệu của các máy tính lên 25 micro giây/ tín hiệu

2 Giới thiệu phần mềm Sigma

Trong các bài tập trước đây, ta thường xây dựng chương trình mô phỏng bằng công cụ Visual Basic, tuy nhiên đó không phải là một công cụ chuyên dụng để mô phỏng Vì vậy trong bài tập này ta sử dụng 1 công cụ mới, chuyên dùng để mô phỏng đó là chương trình SIGMA

1

Phần mềm SIGMA FOR WINDOWS là một sự tiếp cận mới về phân tích và

mô phỏng các sự kiện rời rạc với một vài đặc tính xây dựng mô hình mạnh

Đặc tính nổi bật nhất của phần mềm SIGMA là các mô hình mô phỏng có thể được tạo ra hoặc soạn thảo trong khi chương trình đang chạy Các sự kiện có thể thêm bớt, thay đổi hoặc loại bỏ Trình tự logic không bị thay đổi và các lỗi sẽ được hiệu chỉnh mà không cần dừng chương trình để thay đổi mã và biên dịch lại Bạn

có thể tạm dừng hoặc chạy lại chương trình bạn thích Khi sử dụng phần mềm này một mô hình mô phỏng có thể được phát triển và thực hiện trong một thời gian nhỏ

và nó cũng sử dụng ngôn ngữ lập trình biên dịch thuận tiện nhất

Tính ưu việt cơ bản của phần mềm SIGMA mà các môi trường mô phỏng khác không có được là các hỗ trợ hoạt cảnh trong phần mềm Các hoạt cảnh này không được tạo ra từ mô hình mô phỏng đang sử dụng phần mềm thông thường một cách tách biệt, trong SIGMA hoạt cảnh và mô hình là đồng nhất

Thêm vào đó SIGMA còn bao gồm các công cụ hiệu chỉnh dữ liệu đồ hoạ tinh xảo cho phép các hình ảnh, đồ thị có thể dán trên các bảng tính hay các bộ xử lý văn bản trong khi mô hình hoá, phân tích hay hoạt cảnh Các mô hình của SIGMA

có thể tự động thay đổi các ngôn nhữ dịch như C, Pascal, FORTRAN hay có thể

tự tạo ra một mô tả nhỏ về mô hình bằng tiếng Anh

Trong SIGMA các mục chương trình có thể chạy đồng thời Bạn có thể sao chép hoặc dán những đối tượng từ một mô hình này sang một phần của mô hình khác Bên cạnh đó những mô hình có thể phát triển trong một mục của SIGMA và sau đó được tích hợp đồ hoạ thành một mô hình khác trong khi mô hình cũ vẫn thực hiện

SIGMA hỗ trợ đầy đủ một chu kỳ mô hình mô phỏng từ việc xây dựng mô hình, kiểm tra tới phân tích đầu ra, thực hiện hoạt cảnh, các tư liệu và đưa ra các thông tin cần thiết

Phần mềm ra đời đã tạo ra một công cụ rất mạnh trong việc mô hình hoá các

sự kiện nhẫu nhiên điều mà trước đó chưa thực hiện được

2

3 Phân tích đề bài

Với yêu cầu của đầu bài, đây là 1 hệ thống hàng đợi với độ dài hàng đợi bị hạn

chế bởi dung lượng của bộ đệm(30 tín hiệu) Nhưng thời gian đợi không hạn chế Tín hệu từ cảm biến đi vào kênh truyền tin với khoảng cách trung bình là 5 micro giây Tại bộ đệm tín hiệu được sử lý sơ bộ vơi thời gian 10 micro giây cho 1 tín

hiệu Sau đó tín hiệu được đưa vào xử lý ở 1 trong 3 máy tính Thời gian máy tính

xử lý một tín hiệu mất 33 micro giây.

Nếu hàng đợi đã đầy thì dữ liệu thông tin sẽ không đi vào bộ đệm nữa

Nếu hệ thống phục vụ đang bận thì thông tin này sẽ phải ở lại trong hệ thống hàng đợi

Hệ thống có 3 kênh xử lý thông tin Với thời gian xử lý một tín hiệu mất 33 micro giây Hệ thống liên tục kiểm tả trạng thái rỗi của các kênh xử lý thông tin Khi hệ thống xử lý xong 1 thông tin(đã phục vụ xong), thì thông tin tiếp theo từ hàng đợi sẽ được đưa tiếp tục vào kênh xử lý thông tin(vào kênh xử lý nào không bận ).

4 Xây dựng mô hình Grap: nút , mũi tên, chuyển trạng thái, cài đặt tham số cho các nút, mũi tên In các hộp thoại.

4.1.Nót tr¹ng th¸i :

1 Run: Khởi tạo các thông số cho các quá trình mô phỏng, Computer 1, 2 và 3 đang phục vụ khách

3

2 Arriv: Số thông tin được truyền đến bộ đệm Nếu có 1 thông tin được truyền đến thì số lượng thông tin ở bộ đệm tăng lên 1

4

3 Check: Kiểm tra kênh xử lý thông tin COM 1, COM 2 và COM 3

4 Computer 1: Bắt đầu phục vụ với kênh xử lý phục vụ COM 1, số lượng thông tin

ở bộ đệm giảm đi 1

5

5 Computer 2: Bắt đầu phục vụ với kênh xử lý phục vụ COM 2, số lượng thông tin

ở bộ đệm giảm đi 1

6 Computer 3: Bắt đầu phục vụ với kênh xử lý phục vụ COM 3, số lượng thông tin

ở bộ đệm giảm đi 1

6

7 Leav 1:Kết thúc xử lý thông tin ở COM 1, thông tin được xử lý ở COM 1 tăng lên 1

8 Leav 2:Kết thúc xử lý thông tin ở COM 2, thông tin được xử lý ở COM 2 tăng lên 1

7

9 Leav 3:Kết thúc xử lý thông tin ở COM 3, thông tin được xử lý ở COM 3 tăng lên 1

4.2 Mũi tên

8

1 Mũi tên 1: Bắt đầu thực hiện quá trình mô phỏng, khởi tạo các thông số đầu vào

2 Mũi tên 2: Sắp xếp khởi tạo vòng lặp kế tiếp, sau 1 khoảng thời gian 5 micro giây(do đầu bài, tín hiệu từ cảm biến đi vào kênh truyền tin với khoảng cách trung bình là 5 micro giây, dung lượng của bộ đệm là 30 tín hiệu)

9

3.Mũi tên 3: Tín hiệu được xử lý sơ bộ với thời gian 10 micro giây

4 Mũi tên 4: Bắt đầu hoạt động xử lý tín hiệu ở COM 1 nếu COM 1 rỗi

10

5 Mũi tên 5: Bắt đầu hoạt động xử lý tín hiệu ở COM 2 nếu COM 2 rỗi

6 Mũi tên 5: Bắt đầu hoạt động xử lý tín hiệu ở COM 3 nếu COM 3 rỗi

11

7 Mũi tên 7: Thông tin được xử lý xong ở COM 1

8 Mũi tên 8: Thông tin được xử lý xong ở COM 2

12

8 Mũi tên 8: Thông tin được xử lý xong ở COM 3

4.3 Biến trạng thái

Gồm 3 biến trạng thái: QUEUE, TIN, SERVER

4.4 Các giá trị cài đặt cho hệ thống

+ Điều kiện đầu các máy tính xử lý COM 1, COM 2, COM 3 đều rỗi

+ Dữ liệ được lưu vào File có tên:

+ chế độ mô phỏng : Đồ họa GRAPH

+ Seed ngẫu nhiên có giá trị:12345

+ Mô phỏng theo sự kiện

+ Các biến cần mô phỏng: QUEUE, SERVER[1],SERVER[2], SERVER[3]

5 Xác định điều kiện ngừng mô phỏng

+ Điều kiện ban đầu: SERVER[1 =1, SERVER[2]=1, SERVER[3]=1, QUEUE=0,TIN=0

+ Mô phỏng với 500 tín hiệu

13

6 Kết quả mô phỏng, bảng số liệu, mô phỏng

a Số lượng thông tin được sử lý

14

Nhận xét: Trong quá trình xử lý thông tin khi có 500 tín hiệu từ cảm biến đưa tới, thì kênh xử lý thông tin đã phục vụ được: 9 tín hiệu được xử lý ở Computer 1, 9 tín hiệu được xử lý ở Computer 2, 8 tín hiệu được xử lý ở Computer 3 Với dung lượng bộ đệm như trên và thời gian xử lý của các máy tính thì hệ thống không thể

xử lý được tần suất tín hiệu từ cảm biến truyền đến

19

b Đồ thị

+ Khi tốc độ xử lý tín hiệu của máy tính là 33 micro giây

20

+ Khi tốc độ xử lý của máy tính là 25 micro giây

27

7 Phân tích kết quả mô phỏng: Nhận xét về kết quả mô phỏng, bình luận, giải phóng cải tiến

Kết quả mô phỏng cho ta thấy, tốc độ xử lý của máy tính không kịp tần suất truyền tin của cảm biến làm cho chiều dài hàng đợi lớn muốn khắc phục được điều này thì phải tăng tốc độ xử lý của máy tính lên

8 Tài liệu tham khảo

1 Bài giảng mô hình hóa

2 Tài liệu hướng dẫn sử dụng phần mềm Sigma

30