azaz


Пенза 2017
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовой работе
по курсу «Методы моделирования»
на тему «Локальная сеть»
Министерство образования Российской Федерации
Пензенский государственный университет
Кафедра «Вычислительная техника»

Выполнил:
студент группы 15ВВ1
Тарасов А.С.
Принял:
д. т. н., профессор
Зинкин С.А.
к.т.н. доцент
Федюнин Р.Н.

Оглавление
TOC \o "1-3" \h \z \u Введение PAGEREF _Toc483221758 \h 3Постановка задачи PAGEREF _Toc483221759 \h 4Описание объекта моделирования PAGEREF _Toc483221760 \h 5Выбор решения PAGEREF _Toc483221761 \h 8Описание блоков PAGEREF _Toc483221762 \h 9Заключение PAGEREF _Toc483221763 \h 10Список источников и используемой литературы PAGEREF _Toc483221764 \h 11Приложение PAGEREF _Toc483221765 \h 12Модель в общем виде PAGEREF _Toc483221766 \h 12Модель с использованием расчетных данных PAGEREF _Toc483221767 \h 14

ВведениеПорою бывает неудобным и невозможным рассмотрение реального объекта, процесса или явления, ведь они бывают иногда многогранны и сложны. Тогда лучшим способом их изучения и становится построение модели, отображающей лишь какую-то грань реальности, потому более простой. И многовековой опыт развития науки доказал на практике плодотворность такого подхода.
Так, например, в курсе географии первые представления о нашей планете Земля вы получили изучая ее модель – глобус; в химии при изучении строения вещества использовали модели молекул; в кабинете биологии использовали муляжи овощей и фруктов, чтобы наглядно продемонстрировать особенности их сортов.
Так же модели играют чрезвычайно важную роль в проектировании и создании различных технических устройств, машин и механизмов, зданий, электрических цепей и т.д. Без предварительного создания чертежей невозможно изготовить даже простую деталь, не говоря уже о сложном механизме.
Моделирование – это метод познания окружающего мира, состоящий в создании и исследовании моделей.
Разные науки исследуют объекты и процессы под разными углами зрения и строят различные типы моделей. В физике изучаются процессы взаимодействия и изменения объектов, в химии – их химический состав, в биологии – строение и поведение живых организмов и т.д.
Модель – некий новый объект, который отражает существенные особенности изучаемого объекта, явления или процесса.
В данной работе мы рассмотрим процесс моделирования в GPSS (англ. GeneralPurposeSimulationSystem — система моделирования общего назначения) — язык моделирования, используемый для имитационного моделирования различных систем, в основном систем массового обслуживания.

Постановка задачиТребуется разработать и отладить модель локальной сети на языке GPSS. Схема модели предложена на рисунке 1.

Рисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 1
Описание объекта моделированияКомпьютерные сети, называемые также сетями передачи данных, являются логическим результатом эволюции двух важнейших научно-технических отраслей современной цивилизации — компьютерных и телекоммуникационных технологий. Компьютерная сеть представляет собой сложную и дорогую систему, решающую ответственные задачи и обслуживающую большое количество пользователей.
С одной стороны, сети представляют собой частный случай распределенных вычислительных систем, в которых группа компьютеров согласованно решает набор взаимосвязанных задач, обмениваясь данными в автоматическом режиме. С другой стороны, компьютерные сети могут рассматриваться как средство передачи информации на большие расстояния, Для чего в них применяются методы кодирования и мультиплексирования данных, получившие развитие в различных телекоммуникационных системах.
Существует много различных классификаций компьютерных сетей. Самой распространенной из них является следующая классификация.
Сети бывают:
локальные – объединяют компьютеры, находящиеся недалеко друг от друга, например, стоящие в соседних комнатах, в одном здании;
глобальные – компьютеры могут находиться в разных городах и странах. Глобальные сети, как правило, объединяют несколько локальных сетей.
Во многих организациях, в которых эксплуатируются персональные компьютеры, создаются локальные вычислительные сети. Это делается потому, что они предоставляет ряд значительных преимуществ, по сравнению с использованием отдельных компьютеров.
Разделение ресурсов– позволяет экономно использовать ресурсы в информационной системе. Например, производить печать со всех компьютеров на одном принтере, использовать один дисковод DVD и т.д.
Разделение данных– позволяет иметь доступ с разных рабочих мест к файлам, которые расположены на других компьютерах. Благодаря разделению данных можно организовать работу нескольких пользователей по созданию общего документа.
Разделение программных средств–позволяет пользователям использовать программы, установленные на других компьютерах.
В локальной компьютерной сети компьютеры могут соединяться между собой, используя различные среды доступа: медные проводники (витая пара), оптические проводники (оптические кабели) и через радиоканал (беспроводные технологии). Отдельная локальная вычислительная сеть может иметь связь с другими локальными сетями через шлюзы, а также быть частью глобальной вычислительной сети (например, Интернет) или иметь подключение к ней.
Маршрутизация в локальных сетях используется простая, если она необходима. Чаще всего это статическая либо динамическая маршрутизация.
В данной курсовой работе моделируется локальная сеть. Она изображена на рисунке 2.

Рисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 2
Internet – это глобальная компьютерная система, которая:
логически взаимосвязана пространством глобальных уникальных адресов (каждый компьютер, подключаемый к сети имеет свой уникальный адрес);
способна поддерживать коммуникации (обмен информацией);
обеспечивает работу высокоуровневых сервисов (служб), например, WWW, электронная почта, телеконференции, разговоры в сети и другие.
Internet является одноранговой сетью, т.е. все компьютеры в сети равноправны, и любой компьютер можно подключить к любому другому компьютеру. Таким образом, любой компьютер, подключенный к сети, может предлагать свои услуги любому другому.
Надо отметить, что Internet – это не только каналы связи. В узлах этого всемирного соединения установлены компьютеры, которые и содержат нужную информацию и предлагающие различные информационные и коммуникационные услуги. Эти компьютеры называются серверы (хосты).
Серверы содержат информационные ресурсы. К ресурсам относятся любые базы данных, например, законодательные, научно-технические, коммерческие, рекламные, информацию из газет и журналов, файлы, программы, Web-страницы и т.д.
Сервер предоставляет услуги другим компьютерам, запрашивающим информацию, которые называют клиентами (пользователями, абонентами). Таким образом, работа в Internet предполагает наличие передатчика информации, приемника и канала связи между ними.
Для взаимодействия между собой программ в Internet используют протоколы.
Протокол передачи данных  –набор соглашений интерфейса логического уровня, которые определяют обмен данными между различными программами. Эти соглашения задают единообразный способ передачи сообщений и обработки ошибокпри взаимодействии программного обеспечения.
Таким образом, каждая программа, претендующая на работу в сети, должна следовать определенным правилам для приема и передачи данных.
Выбор решенияДля выполнения поставленной задачи была промоделирована часть исходной системы коммуникации. Модель скомпонована из 2х клиентских компьютеров и 6х локальных серверов и связей между ними. Передача осуществляется «свитчем», то есть передача информации от одного компьютера к другому происходит через специальные адреса. Модель выбранного решения, рассмотренная на примере передачи данных от ПК1 на ПК2 и от ПК2 на ПК1выглядит следующим образом (Рис. 3):

Рисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 3
Описание блоковМодель (программа) на языке GPSS представляет собой последовательность операторов (их называют блоками), отображающих события, происходящие в системе при перемещении транзактов.
Операторы (блоки) GPSS имеют следующий формат:
<метка><имя_оператора><поле_операндов> [<комментарий>]
В данной работе используются следующие блоки:
GENERATE – блок, который определяет точку входа транзакций в модель.
GATE - блок, проверяющий состояния устройств, памятей, логических ключей (NU - устройство не занято; SNF - память не заполнена).
LEAVE - выводит транзакт из памяти. 
ENTER - помещает транзакт в память. 
TERMINATE – уничтожает транзакции, входящие в него.
START – запуск имитации модели.
ADVANCE – внесение задержек в прохождение.
RELEASE – освобождение устройства.
TRANSFER - пересылка сообщения на указанный блок.
SEIZE - занятие устройства или ожидание его освобождения для последующего занятия.
ЗаключениеВ ходе курсового проектирования были созданы фрагменты вычислительной сети с коммутацией каналов и коммутацией пакетов. В качестве среды моделирования была выбрана система моделирования GPSS. Для приближения к реальности были получены расчетные данные, основанные на реальных скорости передачи данных и объеме данных. В результате моделирования были построены графики, гистограммы и таблицы, в которых отражены полученные результаты.
Список источников и используемой литературыПрактикум «ЯзыкимитационногомоделированияGPSS».
Учебное руководство по системе GPSS World.
«Основы имитационного моделированияразличных систем»Кудрявцев Е. М.
Учебноепособие «Имитационное моделирование» Бронов С. А.
Свободная энциклопедия Википедия https://ru.wikipedia.org
Интернет-ресурс: http://codingrus.ru/

ПриложениеМодель в общем видеCOMP1 STORAGE 1
COMP2 STORAGE 1
COMP3 STORAGE 2
COMP4 STORAGE 1
COMP5 STORAGE 1
COMP6 STORAGE 2
GENERATE 180
; Переход 1-2
MET1 GATE NU PORT1
GATE NU PORT2
GATE SNF COMP6
TRANSFER SIM,,MET1
SEIZE PORT1
SEIZE PORT2
ENTER COMP6
ADVANCE 80.8
LEAVE COMP6
RELEASE PORT2
RELEASE PORT1
; Связь 2-3
MET2 GATE NU PORT2
GATE NU PORT3
TRANSFER SIM,,MET2
SEIZE PORT2
SEIZE PORT3
ADVANCE 80.8
RELEASE PORT2
RELEASE PORT3
; Переход 3-4
MET3 GATE NU PORT3
GATE NU PORT4
GATE SNF COMP1
TRANSFER SIM,,MET3
SEIZE PORT3
SEIZE PORT4
ENTER COMP1
ADVANCE 80.8
LEAVE COMP1
RELEASE PORT3
RELEASE PORT4
; Связь 4-5
MET4 GATE NU PORT4
GATE NU PORT5
TRANSFER SIM,,MET4
SEIZE PORT4
SEIZE PORT5
ADVANCE 80.8
RELEASE PORT4
RELEASE PORT5
; Переход 5-6
MET5 GATE NU PORT5
GATE NU PORT6
GATE SNF COMP2
TRANSFER SIM,,MET5
SEIZE PORT5
SEIZE PORT6
ENTER COMP2
ADVANCE 80.8
LEAVE COMP2
RELEASE PORT5
RELEASE PORT6
; Связь 6-7
MET6 GATE NU PORT6
GATE NU PORT7
TRANSFER SIM,,MET6
SEIZE PORT6
SEIZE PORT7
ADVANCE 80.8
RELEASE PORT6
RELEASE PORT7
; Переход 7-8
MET7 GATE NU PORT7
GATE NU PORT8
GATE SNF COMP3
TRANSFER SIM,,MET7
SEIZE PORT7
SEIZE PORT8
ENTER COMP3
ADVANCE 80.8
LEAVE COMP3
RELEASE PORT7
RELEASE PORT8
TABULATE TAB1
TERMINATE 1
GENERATE 180
; Переход 8-14
MET8 GATE NU PORT8
GATE NU PORT14
GATE SNF COMP3
TRANSFER SIM,,MET8
SEIZE PORT8
SEIZE PORT14
ENTER COMP3
ADVANCE 80.8
LEAVE COMP3
RELEASE PORT8
RELEASE PORT14
; Связь 14-13
MET9 GATE NU PORT14
GATE NU PORT13
TRANSFER SIM,,MET9
SEIZE PORT14
SEIZE PORT13
ADVANCE 80.8
RELEASE PORT14
RELEASE PORT13
; Переход 13-12
MET10 GATE NU PORT13
GATE NU PORT12
GATE SNF COMP4
TRANSFER SIM,,MET10
SEIZE PORT13
SEIZE PORT12
ENTER COMP4
ADVANCE 80.8
LEAVE COMP4
RELEASE PORT13
RELEASE PORT12
; Связь 12-11
MET11 GATE NU PORT12
GATE NU PORT11
TRANSFER SIM,,MET11
SEIZE PORT12
SEIZE PORT11
ADVANCE 80.8
RELEASE PORT12
RELEASE PORT11
; Переход 11-10
MET12 GATE NU PORT11
GATE NU PORT10
GATE SNF COMP5
TRANSFER SIM,,MET12
SEIZE PORT11
SEIZE PORT10
ENTER COMP5
ADVANCE 80.8
LEAVE COMP5
RELEASE PORT11
RELEASE PORT10
; Связь 10-9
MET13 GATE NU PORT10
GATE NU PORT9
TRANSFER SIM,,MET13
SEIZE PORT10
SEIZE PORT9
ADVANCE 80.8
RELEASE PORT10
RELEASE PORT9
; Переход 9-1
MET14 GATE NU PORT9
GATE NU PORT1
GATE SNF COMP6
TRANSFER SIM,,MET14
SEIZE PORT9
SEIZE PORT1
ENTER COMP6
ADVANCE 80.8
LEAVE COMP6
RELEASE PORT9
RELEASE PORT1
TABULATE TAB2
TERMINATE 1
TAB1 TABLE M1,0,1000,30
TAB2 TABLE M1,0,1000,30
START 100
Модель с использованием расчетных данныхБыли рассчитаны данные, приближенные к реальным, при объеме данных 64Кбайта и скорости передачи 100Мбит, получили 5.12мс.
Скорость передачи = 100 Мбит/с = 12.5 Мб/с
Размер данных = 64 Кб = 0.064 Мб
Время = Размер данных/Скорость передачи
Время = 0.064/12.5 = 0.00512с=5.12мс
GPSS World Simulation Report - KURSUCH.2.1
Friday, May 26, 2017 15:12:00
START TIME END TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES
0.000 9975.200 142 14 6
NAME VALUE
COMP1 10000.000
COMP2 10001.000
COMP3 10002.000
COMP4 10003.000
COMP5 10004.000
COMP6 10005.000
MET1 2.000
MET10 92.000
MET11 103.000
MET12 111.000
MET13 122.000
MET14 130.000
MET2 13.000
MET3 21.000
MET4 32.000
MET5 40.000
MET6 51.000
MET7 59.000
MET8 73.000
MET9 84.000
PORT1 10008.000
PORT10 10019.000
PORT11 10016.000
PORT12 10015.000
PORT13 10013.000
PORT14 10011.000
PORT2 10009.000
PORT3 10012.000
PORT4 10014.000
PORT5 10017.000
PORT6 10018.000
PORT7 10021.000
PORT8 10010.000
PORT9 10020.000
TAB1 10006.000
TAB2 10007.000
LABEL LOC BLOCK TYPE ENTRY COUNT CURRENT COUNT RETRY
1 GENERATE 55 1 0
MET1 2 GATE 162 0 0
3 GATE 162 0 0
4 GATE 162 0 0
5 TRANSFER 162 2 0
6 SEIZE 52 0 0
7 SEIZE 52 0 0
8 ENTER 52 0 0
9 ADVANCE 52 0 0
10 LEAVE 52 0 0
11 RELEASE 52 0 0
12 RELEASE 52 0 0
MET2 13 GATE 52 0 0
14 GATE 52 0 0
15 TRANSFER 52 0 0
16 SEIZE 52 0 0
17 SEIZE 52 0 0
18 ADVANCE 52 0 0
19 RELEASE 52 0 0
20 RELEASE 52 0 0
MET3 21 GATE 52 0 0
22 GATE 52 0 0
23 GATE 52 0 0
24 TRANSFER 52 0 0
25 SEIZE 52 0 0
26 SEIZE 52 0 0
27 ENTER 52 0 0
28 ADVANCE 52 1 0
29 LEAVE 51 0 0
30 RELEASE 51 0 0
31 RELEASE 51 0 0
MET4 32 GATE 51 0 0
33 GATE 51 0 0
34 TRANSFER 51 0 0
35 SEIZE 51 0 0
36 SEIZE 51 0 0
37 ADVANCE 51 0 0
38 RELEASE 51 0 0
39 RELEASE 51 0 0
MET5 40 GATE 51 0 0
41 GATE 51 0 0
42 GATE 51 0 0
43 TRANSFER 51 0 0
44 SEIZE 51 0 0
45 SEIZE 51 0 0
46 ENTER 51 0 0
47 ADVANCE 51 1 0
48 LEAVE 50 0 0
49 RELEASE 50 0 0
50 RELEASE 50 0 0
MET6 51 GATE 50 0 0
52 GATE 50 0 0
53 TRANSFER 50 0 0
54 SEIZE 50 0 0
55 SEIZE 50 0 0
56 ADVANCE 50 0 0
57 RELEASE 50 0 0
58 RELEASE 50 0 0
MET7 59 GATE 50 0 0
60 GATE 50 0 0
61 GATE 50 0 0
62 TRANSFER 50 0 0
63 SEIZE 50 0 0
64 SEIZE 50 0 0
65 ENTER 50 0 0
66 ADVANCE 50 0 0
67 LEAVE 50 0 0
68 RELEASE 50 0 0
69 RELEASE 50 0 0
70 TABULATE 50 0 0
71 TERMINATE 50 0 0
72 GENERATE 55 1 0
MET8 73 GATE 162 0 0
74 GATE 162 0 0
75 GATE 162 0 0
76 TRANSFER 162 2 0
77 SEIZE 52 0 0
78 SEIZE 52 0 0
79 ENTER 52 0 0
80 ADVANCE 52 0 0
81 LEAVE 52 0 0
82 RELEASE 52 0 0
83 RELEASE 52 0 0
MET9 84 GATE 52 0 0
85 GATE 52 0 0
86 TRANSFER 52 0 0
87 SEIZE 52 0 0
88 SEIZE 52 0 0
89 ADVANCE 52 0 0
90 RELEASE 52 0 0
91 RELEASE 52 0 0
MET10 92 GATE 52 0 0
93 GATE 52 0 0
94 GATE 52 0 0
95 TRANSFER 52 0 0
96 SEIZE 52 0 0
97 SEIZE 52 0 0
98 ENTER 52 0 0
99 ADVANCE 52 1 0
100 LEAVE 51 0 0
101 RELEASE 51 0 0
102 RELEASE 51 0 0
MET11 103 GATE 51 0 0
104 GATE 51 0 0
105 TRANSFER 51 0 0
106 SEIZE 51 0 0
107 SEIZE 51 0 0
108 ADVANCE 51 0 0
109 RELEASE 51 0 0
110 RELEASE 51 0 0
MET12 111 GATE 51 0 0
112 GATE 51 0 0
113 GATE 51 0 0
114 TRANSFER 51 0 0
115 SEIZE 51 0 0
116 SEIZE 51 0 0
117 ENTER 51 0 0
118 ADVANCE 51 1 0
119 LEAVE 50 0 0
120 RELEASE 50 0 0
121 RELEASE 50 0 0
MET13 122 GATE 50 0 0
123 GATE 50 0 0
124 TRANSFER 50 0 0
125 SEIZE 50 0 0
126 SEIZE 50 0 0
127 ADVANCE 50 0 0
128 RELEASE 50 0 0
129 RELEASE 50 0 0
MET14 130 GATE 50 0 0
131 GATE 50 0 0
132 GATE 50 0 0
133 TRANSFER 50 0 0
134 SEIZE 50 0 0
135 SEIZE 50 0 0
136 ENTER 50 0 0
137 ADVANCE 50 0 0
138 LEAVE 50 0 0
139 RELEASE 50 0 0
140 RELEASE 50 0 0
141 TABULATE 50 0 0
142 TERMINATE 50 0 0
FACILITY ENTRIES UTIL. AVE. TIME AVAIL. OWNER PEND INTER RETRY DELAY
PORT1 102 0.826 80.800 1 0 0 0 3 0
PORT2 104 0.842 80.800 1 0 0 0 0 0
PORT8 102 0.826 80.800 1 0 0 0 3 0
PORT14 104 0.842 80.800 1 0 0 0 0 0
PORT3 104 0.836 80.200 1 107 0 0 0 0
PORT13 104 0.836 80.200 1 108 0 0 0 0
PORT4 103 0.828 80.194 1 107 0 0 0 0
PORT12 103 0.828 80.194 1 108 0 0 0 0
PORT11 102 0.824 80.620 1 106 0 0 0 0
PORT5 102 0.824 80.620 1 105 0 0 0 0
PORT6 101 0.816 80.618 1 105 0 0 0 0
PORT10 101 0.816 80.618 1 106 0 0 0 0
PORT9 100 0.810 80.800 1 0 0 0 0 0
PORT7 100 0.810 80.800 1 0 0 0 0 0
STORAGE CAP. REM. MIN. MAX. ENTRIES AVL. AVE.C. UTIL. RETRY DELAY
COMP1 1 0 0 1 52 1 0.415 0.415 0 0
COMP2 1 0 0 1 51 1 0.411 0.411 0 0
COMP3 2 2 0 1 102 1 0.826 0.413 0 0
COMP4 1 0 0 1 52 1 0.415 0.415 0 0
COMP5 1 0 0 1 51 1 0.411 0.411 0 0
COMP6 2 2 0 1 102 1 0.826 0.413 0 0
TABLE MEAN STD.DEV. RANGE RETRY FREQUENCY CUM.%
TAB1 737.504 253.248 0
0.000 - 1000.000 49 98.00
1000.000 - 2000.000 0 98.00
2000.000 - 3000.000 1 100.00
TAB2 737.504 253.248 0
0.000 - 1000.000 49 98.00
1000.000 - 2000.000 0 98.00
2000.000 - 3000.000 1 100.00
CEC XN PRI M1 ASSEM CURRENT NEXT PARAMETER VALUE
110 0 9900.000 110 72 73
93 0 8460.000 93 76 73
95 0 8640.000 95 76 73
109 0 9900.000 109 1 2
94 0 8460.000 94 5 2
96 0 8640.000 96 5 2
FEC XN PRI BDT ASSEM CURRENT NEXT PARAMETER VALUE
106 0 9993.600 106 118 119
105 0 9993.600 105 47 48
107 0 10037.600 107 28 29
108 0 10037.600 108 99 100
111 0 10080.000 111 0 1
112 0 10080.000 112 0 72

Гистограммы(Коммутация пакетов)
Таблица 1

Таблица 2


Графики таблицы моделей(коммутация пакетов)
Среднее использование ресурсов в модели(коммутация каналов)
Util
Ус-во t 18.0 18.5 19.0 19.5 20.0
Port1 0.826 0.825 0.819 0.799 0.780
Port2 0.842 0.842 0.835 0.815 0.795
Port3 0.836 0.836 0.829 0.808 0.788
Port4 0.828 0.828 0.821 0.800 0.780
Port5 0.824 0.823 0.816 0.796 0.776
Port6 0.816 0.815 0.808 0.788 0.769
Port7 0.810 0.809 0.803 0.783 0.765
Port8 0.826 0.825 0.819 0.799 0.780
Port9 0.810 0.809 0.803 0.783 0.765
Port10 0.816 0.815 0.808 0.788 0.769
Port11 0.824 0.823 0.816 0.796 0.776
Port12 0.828 0.828 0.821 0.800 0.780
Port13 0.836 0.836 0.829 0.808 0.788
Port14 0.842 0.842 0.835 0.815 0.795

Приложенные файлы

  • docx 18048053
    Размер файла: 863 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий