2.2. Общие требования к оформлению пояснительной записки.

Общие требования к оформлению пояснительной записки соответствуют требованиям к оформлению студенческих работ [1].

Приложение а Варианты заданий для моделирования, [3]

Задание 1.

На сборочный участок цеха предприятия через интервалы времени, распределенные экспоненциально со средним значением 10 мин, поступают партии, каждая из которых состоит из трех деталей. Половина всех поступающих деталей перед сбор­кой должна пройти предварительную обработку в течение 7 мин. На сборку подаются обработанная и необработанная детали; Про­цесс сборки занимает всего 6 мин. Затем изделие поступает на ре­гулировку, продолжающуюся в среднем 8 мин (время выполнения ее распределено экспоненциально). В результате сборки возмож­но появление 4 % бракованных изделий, которые не поступают на регулировку, а направляются снова на предварительную обра­ботку. Смоделировать работу участка в течение 24 ч. Определить воз­можные места появления очередей и их вероятностно-временные характеристики. Выявить причины их возникновения, предложить меры по их устранению и смоделировать скорректированную систему.

Задание 2.

На обрабатывающий участок цеха поступают детали в среднем через 50 мин. Первичная обработка деталей производится на одном из двух станков. Первый станок обрабатывает деталь в среднем 40 мин и имеет до 4 % брака, второй соответственно 60 мин и 8 % брака. Все бракованные детали возвращаются на повторную обработку на второй станок. Детали, попавшие в разряд бракованных дважды, считаются отходами. Вторичную обработку проводят также два станка в среднем 100 мин каждый. Причем первый станок обрабатывает имеющиеся в накопителе после первичной обработки детали, а второй станок подключается при образовании в накопителе задела больше трех деталей. Все интервалы времени распределены по экспоненциальному закону. Смоделировать обработку на участке 500 деталей. Определить загрузку второго станка на вторичной обработке и вероятность появления отходов. Определить возможность снижения задела в накопителе и повышения загрузки второго станка на вторичной обработке.

Задание 3.

На регулировочный участок цеха через случайные интервалы времени поступают по два агрегата в среднем через каждые 30 мин. Первичная регулировка осуществляется для двух агрегатов одновременно и занимает около 30 мин. Если в момент прихода агрегатов предыдущая партия не была обработана, поступившие агрегаты на регулировку не принимаются. Агрегаты после первичной регулировки, получившие отказ, поступают в промежуточный накопитель. Из накопителя агрегаты, прошедшие первичную регулировку, поступают попарно на вторичную регулировку, которая выполняется в среднем за 30 мин, а не прошедшие первичную регулировку поступают на полную, которая занимает 100 мин для одного агрегата. Все величины, заданные средними значениями, распределены экспоненциально. Смоделировать работу участка в течение 100 ч. Определить вероятность отказа в первичной регулировке и загрузку накопителя агрегатами, нуждающимися в полной регулировке. Определить параметры и ввести в систему накопитель, обеспечивающий безотказное обслуживание поступающих агрегатов.

Задание 4.

Система передачи данных обеспечивает передачу пакетов данных из пункта А в пункт С через транзитный пункт В. В пункте пакеты поступают через 10 ± 5 мс. Здесь они буферируются в накопителе емкостью 20 пакетов и передаются по любой из двух линий АВ1 — за время 20 мс или АВ2 — за время 20 ± 5 мс. В пункте 2?они снова буферируются в накопителе емкостью 25 пакетов и далее передаются по линиям ВС1(за 25±3 мс) и ВС2 (за 25 мс). Причём пакеты из АВ1 поступают в ВС1, а из АВ2-в ВС2. Чтобы не было переполнения накопителя, в пункте В вводится пjроговое значение его ёмкости – 20 пакетов. При достижении очередью порогового значения происходит подключение резервной аппаратуры и время передачи снижается для линий ВС1 и ВС2 до 15 мс. Смоделировать прохождение через систему передачи данных 500 пакетов. Определить вероятность подключения резервной аппаратуры и характеристики очереди пакетов в пункте В. В случае возможности его переполнения определить необходимое для нор­мальной работы пороговое значение емкости накопителя.

Задание 5.

Система обработки информации содержит мультиплексный канал и три ЭВМ. Сигналы от датчиков поступают на вход канала через интервалы времени 10 ± 5 мкс. В канале они буферируются и предварительно обрабатываются в течение 10 ± 3 мкс. Затем они поступают на обработку в ту ЭВМ, где имеется наименьшая по длине входная очередь. Емкости входных накопителей во всех ЭВМ рассчитаны на хранение величин 10 сигналов. Время обработки сигнала в любой ЭВМ равно 33 мкс. Смоделировать процесс обработки 500 сигналов, поступающих с датчиков. Определить средние времена задержки сигналов в канале и ЭВМ и вероятности переполнения входных накопителей. Обеспечить ускорение обработки сигнала в ЭВМ до 25 мкс при достижении суммарной очереди сигналов значения 25 единиц.

Задание 6.

На участке термической обработки выполняются цементация и закаливание шестерен, поступающих через 10 ± 5 мин. Цементация занимает 10 ± 7 мин, а закаливание — 10 ± 6 мин. Качество определяется суммарным временем обработки. Шестерни с временем обработки больше 25 мин покидают участок, с временем обработки от 20 до 25 мин передаются на повторную закалку и при времени обработки меньше 20 мин должны пройти повторную полную обработку. Детали с суммарным временем обработки меньше 20 мин считаются вторым сортом. Смоделировать процесс обработки на участке 400 шестерен. Определить функцию распределения времени обработки и вероятности повторения полной и частичной обработки. При выходе продукции без повторной обработки менее 90 % обеспечить на участке мероприятия, дающие гарантированный выход продукции первого сорта 90 %.

Задание 7.

Магистраль передачи данных состоит из двух каналов (основного и резервного) и общего накопителя. При нормальной работе сообщения передаются по основному каналу за 7 ± 3 с. В основном канале происходят сбои через интервалы времени 200 ± 35 с. Если сбой происходит во время передачи, то за 2 с запуск! кается запасной канал, который передает прерванное сообщение с самого начала. Восстановление основного канала занимает 23 ± 7 с, После восстановления резервный канал выключается и основной канал продолжает работу с очередного сообщения. Сообщения поступают через 9 ± 4 с и остаются в накопителе до окончания передачи. В случае сбоя передаваемое сообщение передается повторной по запасному каналу. Смоделировать работу магистрали передачи данных в течение 1 ч. Определить загрузку запасного канала, частоту отказов канала и число прерванных сообщений. Определить функцию распределения времени передачи сообщений по магистрали.

Задание 8.

На комплектовочный конвейер сборочного цеха каждые 5 ± 1 мин поступают 5 изделий первого типа и каждые 20...7 мин поступают 20 изделий второго типа. Конвейер состоит из секций, вмещающих по 10 изделий каждого типа. Комплекта­ция начинается только при наличии деталей обоих типов в требуемом количестве и длится 10 мин. При нехватке деталей секция конвейера остается пустой. Смоделировать работу конвейера сборочного цеха в течение 8 ч. Определить вероятность пропуска секции, средние и максимальные очереди по каждому типу изделий. Определить экономическую целесообразность перехода на секции по 20 изделий с временем комплектации 20 мин.

Задание 9.

В системе передачи данных осуществляется обмен пакетами данных между пунктами А и В по дуплексному каналу связи. Пакеты поступают в пункты системы от абонентов с интервалами времени между ними 10 + 3 мс. Передача пакета занимает 10 см. В пунктах имеются буферные регистры, которые могут хранить два пакета (включая передаваемый). В случае прихода пакета в момент занятости регистров пунктам системы предоставляется выход на спутниковую полудуплексную линию связи, которая осуществляет передачу пакетов данных за 10 ± 5 мс. При занятости спутниковой линии пакет получает отказ. Смоделировать обмен информацией в системе передачи данных в течение 1 мин. Определить частоту вызовов спутниковой линии и ее загрузку. В случае возможности отказов определить необходимый для безотказной работы системы объем буферных регистров.

Задание 10.

Транспортный цех объединения обслуживает три филиала А, В и С. Грузовики перевозят изделия из А в В и из В и С, возвращаясь затем в А без груза. Погрузка в А занимает 20 мин, переезд из А в B длится 30 мин, разгрузка и погрузка В- 40 мин, переезд в С— 30 мин, разгрузка в С— 20 мин.и переезд в А — 20 мин. Если к моменту погрузки в А и В отсутствуют изделия, грузовики уходят дальше по маршруту. Изделия в А выпускаются партиями по 1000 шт. через 20 ± 3 мин, в В — такими же партиями через 20 ± 5 мин. На линии работает 8 грузовиков, каждый перевозит 1000 изделий. В начальный момент все грузовики находятся в А. Смоделировать работу транспортного цеха объединения в течении 1000 ч. Определить частоту пустых перегонов грузовиков между А и В, В и С и сравнить с характеристиками, полученными при равномерном начальном распределении грузовиков между филиалами и операциями.

Задание 11.

Специализированная вычислительная система состоит из трех процессоров и общей оперативной памяти. Задания, поступающие на обработку через интервалы времени 5 ± 2 мин, заснимают объем оперативной памяти размером в страницу. После трансляции первым процессором в течение 5 ± 1 мин их объем увеличивается до двух страниц и они поступают в оперативную память. Затем после редактирования во втором процессоре, которое занимает 2,5 ± 0,5 мин на страницу, объем возрастает до трех страниц. Отредактированные задания через оперативную память поступают в третий процессор на решение, требующее 1,5 ± 0,4 мин на страницу, и покидают систему, минуя оперативную память. Смоделировать работу вычислительной системы в течение 50 ч. Определить характеристики занятия оперативной памяти по всем трем видам заданий.

Задание 12.

На вычислительном центре в обработку принимаются три класса заданий А, В и С. Исходя из наличия оперативной памяти ЭВМ задания классов А и В могут решаться одновременно, а задания класса С монополизируют ЭВМ. Знания класса А поступают через 20 ± 5 мин, класса В — через 20 ± 10 мин и класса С — ; через 30 ± 10 мин и требуют для выполнения: класс А — 20 ± 5 мин, класса В — 21 ± 3 мин и класса С — 28 ± 5 мин. Задачи класса С загружаются в ЭВМ, если она полностью свободна. Задачи классов А и В могут дозагружаться к решающейся задаче. Смоделировать работу ЭВМ за 80 ч. Определить ее загрузку.

Задание 13.

В студенческой вычислительной лаборатории расположены две рабочие станции (PC) и одна ПЭВМ для предварительной подготовки данных. Студенты приходят с интервалом в 8 + 2 мин и одна треть из них хочет использовать ПЭВМ и PC, а остальные — только PC. Допустимая очередь в вычислительной лаборатории составляет 4 человека, включая работающего на ПЭВМ. Работа на ПЭВМ занимает 18 + 1 мин, а на PC — 27 мин. Кроме того, 20 % работающих на PC возвращаются для повторно­го использования ПЭВМ и PC. Смоделировать работу вычислительной лаборатории в течение 60 ч. Определить загрузку ПЭВМ, PC и вероятность отказа в обслуживании вследствие переполнения очереди. Определить соотношение в очереди желающих работать на PC и на ПЭВМ.

Задание 14.

К ЭВМ подключено четыре терминала, с которых осуществляется решение задач. По команде с терминала выполняют операции редактирования, трансляции, планирования и решения. Причем, если хоть один терминал выполняет планирование, остальные вынуждены простаивать из-за нехватки оперативной памяти. Если два терминала выдают требование на решение, то оставшиеся два простаивают, и если работают три терминала, выдающих задания на трансляцию, то оставшийся терминал блокируется. Интенсивности поступления задач различных типов равны. Задачи одного типа от одного терминала поступают через экспоненциально распределенные интервалы времени со средним значением 160 с. Выполнение любой операции длится 10 с. Смоделировать работу ЭВМ в течение 4 ч. Определить загрузку процессора, вероятности простоя терминалов и частоту одновременного выполнения трансляции с трех терминалов.

Задание 15.

В системе передачи цифровой информации передается речь в цифровом виде. Речевые пакеты передаются через два транзитных канала, буферируясь в накопителях перед каждым каналом. Время передачи пакета по каналу составляет 5 мс. Пакеты поступают через 6 ± 3 мс. Пакеты, передававшиеся более 10 мс, на выходе системы уничтожаются, так как их появление в декодере значительно снизит качество передаваемой речи. Уничтожение более 30 % пакетов недопустимо. При достижении такого уровня система за счет ресурсов ускоряет передачу до 4 мс на канал. При снижении уровня до приемлемого происходит отклонение ресурсов. Смоделировать 10 с работы системы. Определить частоту уничтожения пакетов и частоту подключения ресурса.

Задание 16.

ЭВМ обслуживает три терминала по круговому циклическому алгоритму, предоставляя каждому терминалу 30 с. Если в течение этого времени задание обрабатывается, то обслуживание завершается; если нет, то остаток задачи становится в специальную очередь, которая использует свободные циклы терминалов, т. е. задача обслуживается, если на каком-либо терминале нет заявок. Заявки на терминалы поступают через 30 ± 5с и имеют длину 300 ± 50 знаков. Скорость обработки заданий ЭВМ равна 10 знаков/с. Смоделировать 5 ч работы ЭВМ. Определить загрузку ЭВМ, параметры очереди неоконченных заданий. Определить величину цикла терминала, при которой все заявки будут обслужены без специальной очереди.

Задание 17.

В узел коммутации сообщений, состоящий из входного буфера, процессора, двух исходящих буферов и двух выходных линий, поступают сообщения с двух направлений. Сообщения с одного направления поступают во входной буфер, обрабатываются в процессоре, буферируются в выходном буфере первой линии и передаются по выходной линии. Сообщения со второго направления обрабатываются аналогично, но передаются по второй выходной линии. Применяемый метод контроля потоков требует одновременного присутствия в системе не более трех сообщений на каждом направлении. Сообщения поступают через интервалы 15 ± 7 мс. Время обработки в процессоре равно 7 мс на сообщение, время передачи по выходной линии равно 15 ± 5 мс. Если сообщение поступает при наличии трех сообщений в направлении, то оно получает отказ. Смоделировать работу узла коммутации в течение 10 с. Определить загрузки устройств и вероятность отказа в обслуживании из-за переполнения буфера направления. Определить изменения в функции распределения времени передачи при снятии ограничений, вносимых методом контроля потоков.

Задание 18.

Распределенный банк данных системы сбора информации организован на базе ЭВМ, соединенных дуплексным каналом связи. Поступающий запрос обрабатывается на первой ЭВМ и с вероятностью 50 % необходимая информация обнаруживается на месте. В противном случае необходима посылка запроса во вторую ЭВМ. Запросы поступают через 10 ± 3 с, первичная обработка запроса занимает 2 с, выдача ответа требует 18 ± 2 с, передача по каналу связи занимает 3 с. Временные характеристики второй ЭВМ аналогичны первой. Смоделировать прохождение 400 запросов. Определить необходимую емкость накопителей перед ЭВМ, обеспечивающую безотказную работу системы, и функцию распределения времени обслуживания заявки.

Задание 19.

Система автоматизации проектирования состоит из ЭВМ и трех терминалов. Каждый проектировщик формирует задание на расчет в интерактивном режиме. Набор строки задания занимает 10 ± 5 с. Получение ответа на строку требует 3 с работы ЭВМ и 5 с работы терминала. После набора десяти строк задание считается сформированным и поступает на решение, при этом в строки. Вывод результата требует 8 с работы терминала. Анализ результата занимает у проектировщика 30 с, после чего цикл повторяется. Смоделировать работу системы в течение 6 ч. Определить веро­ятность простоя проектировщика из-за занятости ЭВМ и коэффициент загрузки ЭВМ.

Задание 20.

Из литейного цеха на участок обработки и сборки поступают заготовки через 20 ± 5 мин. Треть из них обрабатывается в течение 60 мин и поступает на комплектацию. Две трети заготовок обрабатывается за 30 мин перед комплектацией, которая л требует наличия одной детали первого типа и двух деталей второго. £ После этого все три детали подаются на сборку, которая занимает 60 + 2 мин для первой детали и 60 ± 8 мин для двух других, причем JW4, они участвуют в сборке одновременно. При наличии на выходе од-CN новременно всех трех деталей изделие покидает участок.Смоделировать работу участка в течение 100 ч. Определить места образования и характеристики возможных очередей.

Задание 21.

Детали, необходимые для работы цеха, находятся на цеховом и центральном складах. На цеховом складе хранится 20 комплектов деталей, потребность в которых возникает через 60 ± 10 мин и составляет один комплект. В случае снижения запа­сов до трех комплектов формируется в течение 60 мин заявка на пополнение запасов цехового склада до полного объема в 20 ком­плектов, которая посылается на центральный склад, где в течение 60 ± 20 мин происходит комплектование и за 60 ± 5 мин осуществ­ляется доставка деталей в цех. Смоделировать работу цеха в течение 400 ч. Определить веро­ятность простоя цеха из-за отсутствия деталей и среднюю загрузку цехового склада. Определить момент пополнения запаса цехового склада, при котором вероятность простоя цеха будет равна 0.

Задание 22.

Для обеспечения надежности АСУ ТП в ней ис­пользуется две ЭВМ. Первая ЭВМ выполняет обработку данных о технологическом процессе и выработку управляющих сигналов, а вторая находится в «горячем резерве». Данные в ЭВМ поступают через 10 ± 2 с, обрабатываются в течение 3 с, затем посылается управляющий сигнал, поддерживающий заданный темп процесса. Если к моменту посылки следующего набора данных не получен управляющий сигнал, то интенсивность выполнения технологи­ческого процесса уменьшается вдвое и данные посылаются через 20 ±4с. Основная ЭВМ каждые 30 с посылает резервной ЭВМ сиг­нал о работоспособности. Отсутствие сигнала означает необходи­мость включения резервной ЭВМ вместо основной. Характери­стики обеих ЭВМ одинаковы. Подключение резервной ЭВМ занимает 5с, после чего она заменяет основную до восстановления, а процесс возвращается к нормальному темпу. Отказы ЭВМ проис­ходят через 300 ± 30с. Восстановление занимает 100с. Резервная ЭВМ абсолютно надежна. Смоделировать 1 ч работы системы. Определить среднее время нахождения технологического процесса в заторможенном состоя­нии и среднее число пропущенных из-за отказов данных.

Задание 23.

На вычислительный центр через 300 ± 100с поступают задания длиной 500 ± 200 Кбайт. Скорость ввода, вывода и обработки заданий 100 Кбайт/мин. Задания проходят последова­тельно ввод, обработку и вывод, буферируясь перед каждой опера­цией. После вывода 5 % заданий оказываются выполненными не­правильно вследствие сбоев и возвращаются на ввод. Для ускоре­ния обработки задания в очередях располагаются по возрастанию их длины, т. е. короткие сообщения обслуживают в первую оче­редь. Задания, выполненные неверно, возвращаются на ввод и во всех очередях обслуживаются первыми.

Смоделировать работу вычислительного центра в течение 30 ч. Определить необходимую емкость буферов и функцию распреде­ления времени обслуживания заданий.

Задание 24.

Вычислительная система включает три ЭВМ. В систему в среднем через 30 с поступают задания, которые попада­ют в очередь на обработку к первой ЭВМ, где они обрабатываются около 30 с. После этого задание поступает одновременно во вто­рую и третью ЭВМ. Вторая ЭВМ может обработать задание за 14 ± 5 с, а третья — за 16 ± 1 с Окончание обработки задания на любой ЭВМ означает снятие ее с решения с той и другой машины. В свободное время вторая и третья ЭВМ заняты обработкой фоновых задач. Смоделировать 4 ч работы системы. Определить необходимую емкость накопителей перед всеми ЭВМ, коэффициенты загрузки ЭВМ и функцию распределения времени обслуживания заданий. Определить производительность второй и третьей ЭВМ на реше­нии фоновых задач при условии, что одна фоновая задача решает­ся 2 мин.

Задание 25.

В машинный зал с интервалом времени 10 ± 5 мин заходят пользователи, желающие произвести расчеты на ЭВМ. В зале имеется одна ЭВМ, работающая в однопрограммном режиме. Время, необходимое для решения задач, включая вывод результа­тов на печать, характеризуется интервалом 15 ± 5 мин. Третья часть пользователей после окончания решения своей задачи про­изводит вывод текста программы на печать (продолжительность 3 ±2 мин). В машинном зале не допускается, чтобы более семи пользователей ожидали своей очереди на доступ к ЭВМ. Вывод программы на печать не мешает проведению расчетов на ЭВМ. Смоделировать процесс обслуживания 100 пользователей. Подсчитать число пользователей, не нашедших свободного места в очереди. Определить среднее число пользователей в очереди, а также коэффициенты загрузки ЭВМ и принтера.

Задание 26.

В вычислительную машину, работающую в системе управления технологическим процессом, через каждые 3 ± 1 с по­ступает информация от датчиков и измерительных устройств. До, обработки на ЭВМ информационные сообщения накапливаются в буферной памяти емкостью в одно сообщение. Продолжитель­ность обработки сообщений на ЭВМ — 5 ± 2 с. Динамика технологического процесса такова, что имеет смысл обрабатывать сооб­щения, ожидавшие в буферной памяти не более 12 с. Остальные сообщения считаются потерянными. Смоделировать процесс поступления в ЭВМ 200 сообщений. Подсчитать число потерянных сообщений и определить коэффи­циент загрузки ЭВМ.

Задание 27.

Вычислительная система состоит из трех ЭВМ. С интервалом 3 ± 1 мин в систему поступают задания, которые с ве­роятностями P1= 0,4, P2= P3= 0,3 адресуются одной из трех ЭВМ. Перед каждой ЭВМ имеется очередь заданий, длина кото­рой не ограничена. После обработки задания на первой ЭВМ оно с вероятностью Р12 — 0,3 поступает в очередь на первой ЭВМ и с ве­роятностью Р13 = 0,7 — в очередь к третьей ЭВМ. После обработ­ки на второй или третьей ЭВМ задание считается выполненным. Продолжительность обработки заданий на разных ЭВМ характе­ризуется интервалами времени: T1= 7 ± 4 мин, Т2 = 3 ± 1 мин, T3 = 5 ± 2 мин. Смоделировать процесс обработки 200 заданий. Определить максимальную длину каждой очереди и коэффициен­ты загрузки ЭВМ.

Задание 28.

Информационно-поисковая библиографическая система построена на базе двух ЭВМ и имеет один терминал для ввода и вывода информации. Первая ЭВМ обеспечивает поиск ли­тературы по научно-техническим проблемам (вероятность обра­щения к ней — 0,7), а вторая — по медицинским (вероятность об­ращения к ней — 0,3). Пользователи обращаются к услугам систе­мы каждые 5 ± 2 мин. Если в очереди к терминалу ожидают 10 пользователей, то вновь прибывшие пользователи получают отказ в обслуживании. Поиск информации на первой ЭВМ продолжается 6 ± 4 мин, а на второй 3 ± 2 мин. Для установления связи с нуж­ной ЭВМ и передачи текста запроса пользователи тратят 2 ± 1 мин. Вывод результатов поиска происходит за 1 мин. Смоделировать процесс работы системы за 8 ч. Определить среднюю и максимальную длину очереди к терминалу, а также ко­эффициенты загрузки технических средств системы. Как изменятся параметры очереди к терминалу, если будет установлен еще один терминал?

Задание 29.

В специализированной вычислительной системе периодически выполняются три вида заданий, которые характе­ризуются уровнями приоритета: нулевым, первым и вторым. Каж­дый новый запуск задания оператор производит с помощью дис­плея, работая на нем 50 ± 30 с. После запуска задания оно требует для своего выполнения 100 ± 50 с времени работы процессора, причем задания более высокого приоритета прерывают выполне­ние задач более низкого приоритета. Результаты обработки задания выводятся на печать без прерываний в течение 30 ± 10 с, после чего производится их анализ в течение 60 ± 20 с, и задание запускается снова. Можно считать, что при работе дисплея и при выводе результатов на печать процессор не используется. Смоделировать процесс работы системы при условии, что задание второго уровня приоритета выполняется 100 раз. Подсчи­тать число циклов выполнения остальных заданий и определить ко­эффициенты загрузки технических средств системы.

Задание 30.

Задания на обработку данных, поступающие на ра­бочую станцию (PC), характеризуются известным требуемым вре­менем работы процессора и условно подразделяются на короткие и длинные. Короткие задания требуют менее 6 мин времени рабо­ты процессора. Задания поступают на рабочую станцию (PC) через каждые 8 ± 3 мин и требуют для своей обработки 4 ± 3 мин време­ни работы процессора. Короткие задания вводятся в PC с дисплея за 3 ± 2 мин. Дисплей остается занятым коротким заданием до мо­мента окончания выдачи результатов на печать. Короткие задания имеют абсолютный приоритет над длинным при использовании процессора, т. е. они прерывают выполнение длинных заданий. Длинные задания предварительно готовятся на дискетах на ПЭВМ за 8 ± 5 мин и вводятся в PC дисковода за 3 ± 2 мин. После обра­ботки на процессоре как коротких, так и длинных заданий произ­водится вывод результатов на печать в течение 2 ± 1 мин. Одновре­менно на PC обрабатывается только одно задание. Смоделировать процесс функционирования PC при условии, что обработать необходимо 100 заданий. Определить число ко­ротких и длинных заданий, ожидающих обработки, а также число обработанных коротких заданий и коэффициент загрузки про­цессора.

Задание 31.

В вычислительной лаборатории (ВЛ) имеются три ЭВМ. Задания на обработку поступают с интервалом 20 ± 5 мин в пункт приема. Здесь в течение 12 ± 3 мин они регистрируются и сортируются оператором, после чего каждое задание поступает на одну из свободных ЭВМ. Примерно в 70 % заданий в результате их первой обработки на ЭВМ обнаруживаются ошибки ввода, кото­рые сразу же в течение 3 ± 2 мин исправляются пользователями. На время корректировки ввода задание не освобождает соответст­вующей ЭВМ, и после корректировки начинается его повторная обработка. Возможность ошибки при повторной обработке ис­ключается, т. е. повторная обработка всегда является окончатель­ной. Продолжительность работы ЭВМ при обработке задания в каждом случае составляет 10 ± 5 мин. В ВЛ имеется лишь одно ра­бочее место для корректировки ввода. Смоделировать процесс функционирования ВЛ при условии, что обработать необходимо 100 заданий. Определить среднее вре­мя ожидания в очереди на обработку, а также коэффициенты за­грузки технических, средств ВЛ.

Задание 32.

Информационная система реального времени со­стоит из центрального процессора (ЦП), основной памяти (ОП) емкостью 100 Кбайт и накопителя на жестком диске (НД). Запро­сы от большого числа удаленных терминалов поступают каж­дые 75 ± 25 мс и обрабатываются ЦП за время 1 мс. После этого ка­ждый запрос помещается в ОП либо получает отказ в обслужива­нии, если ОП заполнена (каждый запрос занимает 2 кбайт памя­ти). Для обслуживаемых запросов производится поиск информа­ции на НД за время 120 ± 25 мс и ее считывание за время 10 ± 5 мс. Работа с НД не требует вмешательства ЦП. После этого запрос считается обслуженным и освобождает место в ОП. Смоделировать процесс обслуживания 100 запросов. Подсчи­тать число запросов, получивших отказ в обслуживании. Опреде­лить среднее и максимальное содержимое ОП, а также коэффици­ент загрузки НД.

Задание 33.

Для ускорения прохождения «коротких» заданий на ЭВМ выбран пакетный режим работы с квантованием времени процессора. Это значит, что всем заданиям пакета по очереди представляется процессор на одинаковое время 10 с (круговой циклический алгоритм разделения времени). Если в течение этого времени заканчивается выполнение задания, оно покидает систе­му и освобождает процессор. Если же очередного кванта времени не хватает для завершения задания, оно помещается в конец оче­реди — пакета. Последнее задание пакета выполняется без преры­ваний. Пакет считается готовым к вводу в ЭВМ, если в нем содержится 5 заданий. Новый пакет вводится в ЭВМ после окончания обработки предыдущего. Задания поступают в систему с интерва­лом времени 60 ± 30 с и характеризуется временем работы процес­сора 50 ±45 с. Смоделировать процесс обработки 200 заданий. Определить максимальную длину очереди готовых к обработке пакетов и ко­эффициент загрузки ЭВМ. Сравнить время прохождения «корот­ких» заданий, требующих до 10 с времени работы процессора, с временем прохождения «длинных» заданий, требующих свыше 90 с времени работы процессора.

Задание 34.

Система автоматизации проектирования (САПР) создана на базе ЭВМ, функционирующей в режиме множествен­ного доступа. Пятеро инженеров-проектировщиков с помощью своих дисплеев одновременно и независимо проводят диалог с ЭВМ, определяя очередной вариант расчета. Каждый диалог со­стоит из 10 циклов ввода-вывода данных. Во время одного цикла происходит следующее: за 10 ± 5 с инженер обдумывает и вводит текст строки; в течение 2 с работает процессор ЭВМ, подготавли­вая текст ответа; в течение 5 с текст ответа выводится на дисплей. После ввода 11-й строки начинается работа процессора по расчету конструкции и продолжается 30 ± 10 с. За 5 с результат расчета вы­водится на экран, после чего инженер в течение 15 ± 5 с анализи­рует его и начинает новый диалог. Операции по подготовке текста ответа имеют абсолютный приоритет над расчетными, т. е. преры­вают выполнение последних. Смоделировать процесс работы САПР при условии, что расчет вариантов конструкции повторяется 100 раз. Определить среднее время выполнения диалога и расчетных операций, а также коэф­фициент загрузки процессора.

Задание 35.

Распределенный банк данных организован на базе трех удаленных друг от друга вычислительных центров А, В и С. Все центры связаны между собой каналами передачи данных, рабо­тающими в дуплексном режиме независимо друг от друга. В каждый из центров с интервалом времени 50 ± 20 мин поступают заявки на проведение информационного поиска. Если ЭВМ центра, получившего заявку от пользователя, сво­бодна, в течение 2 ± 1 мин производится ее предварительная обра­ботка, в результате которой формируются запросы для центров А, В и С. В центре, получившем заявку от пользователя, начинается поиск информации по запросу, а на другие центры по соответст­вующим каналам передаются за 1 мин тексты запросов, после чего там также может начаться поиск информации, который продолжа­ется: в центре А — 5 ± 2 мин, в центре В — 10 ± 2 мин, в центре С — 15 ± 2 мин. Тексты ответов передаются за 2 мин по соответст­вующим каналам в центр, получивший заявку на поиск. Заявка считается выполненной, если получены ответы от всех трех цен­тров. Каналы при своей работе не используют ресурсы ЭВМ цен­тров. Смоделировать процесс функционирования распределенного банка данных при условии, что всего обслуживается 100 заявок. Подсчитать число заявок, поступивших и обслуженных в каждом центре. Определить коэффициенты загрузки ЭВМ центров.

Задание 36.

В системе автоматизации экспериментов (САЭ) на базе специализированной ЭВМ данные от измерительных уст­ройств поступают в буферную зону оперативной памяти каждые 800 ± 400 мс. Объем буфера — 256 Кбайт, длина одного информа­ционного сообщения — 2 Кбайт. Для записи сообщения в буфер требуется 20 мс времени работы процессора. После заполнения бу­фера его содержимое переписывается на накопитель на жестком диске (НД), для чего сначала необходима работа процессора в те­чение 30 мс, а потом — совместная работа процессора и накопите­ля НД в течение 100 + 30 мс. Для обработки каждой новой порции информации на НД, объем которой равен 2560 Кбайт, запускается специальная программа, требующая 100 ± 20 с времени работы процессора. Эта программа имеет самый низкий приоритет и пре­рывается программами сбора и переписи данных на НД. Смоделировать процесс сбора и обработки данных с САЭ при условии, что обработать необходимо 5 порций информации. За­фиксировать длительность выполненной программы обработки и определить, сколько раз ее выполнение было прервано.

Задание 37.

Специализированное вычислительное устройство, работающее в режиме реального времени, имеет в своем составе два процессора, соединенные с общей оперативной памятью. В режиме нормальной эксплуатации задания выполняются на пер­вом процессоре, а второй является резервным. Первый процессор характеризуется низкой надежностью и работает безотказно лишь в течение 150 ± 20 мин. Если отказ происходит во время решения задания, в течение 2 мин производится включение второго про­цессора, который продолжает решение прерванного задания, а также решает и последующие задания до восстановления первого процессора. Это восстановление происходит за 20 ± 10 мин, после чего начинается решение очередного задания на первом процессо­ре, а резервный выключается. Задания поступают на устройство каждые 10 ± 5 мин и решаются за 5 ± 2 мин. Надежность резервно­го процессора считается идеальной. Смоделировать процесс работы устройства в течение 50 ч. Под­читать число решенных заданий, число отказов процессора и число прерванных заданий. Определить максимальную длину очереди заданий и коэффициент загрузки резервного процессора.

Задание 38.

Самолеты прибывают для посадки в район аэро­порта каждые 10 ± 5 мин. Если взлетно-посадочная полоса свободна, прибывший самолет получает разрешение на посадку. Если полоса занята, самолет выполняет полет по кругу и возвращается к аэропорту через каждые 4 мин. Если после пятого круга самолет не £ получает разрешения на посадку, он отправляется на запасной аэродром. В аэропорту через каждые 10 ± 2 мин к взлетно-посадочной полосе выруливают готовые к взлету машины и получают разрешение на взлет, если полоса свободна. Для взлета и посадки самолеты занимают полосу ровно на 2 мин. Если при свободной полосе одновременно один самолет прибывает для посадки, а другой — для взлета, полоса предоставляется взлетающей машине. Смоделировать работу аэропорта в течение суток. Подсчитать количество самолетов, которые взлетели, сели и были направлены на запасной аэродром. Определить коэффициент загрузки взлетно-посадочной полосы.

Задание 39.

На склад готовой продукции предприятия каждые 5 ± 2 мин поступают изделия типа А партиями по 500 шт., а каждые 20 ± 5 мин — изделия типа В партиями по 2000 шт. С интервалом времени 10 ± 5 мин к складу подъезжают автомобили, в каждый из которых надо погрузить по 1000 шт. изделий типа А и В. Погрузка начинается, если изделия обоих типов имеются на складе в нуж­ном количестве, и продолжается 10 ± 2 мин. У склада одновремен­но могут находиться не более трех автомобилей, включая ав­томобиль, стоящий под погрузкой. Автомобили, не нашедшие места у склада, уезжают с его территории без груза. Смоделировать работу склада при условии, что загрузиться должны 50 автомобилей. Подсчитать число автомобилей, уехав­ших без груза. Определить среднее и максимальное количество из­делий каждого типа, хранящихся на складе.

Задание 40.

Диспетчер управляет внутризаводским транспор­том и имеет в своем распоряжении два грузовика. Заявки на перевозки поступают к диспетчеру каждые 5 ± 4 мин. С вероятностью 0,5 диспетчер запрашивает по радио один из грузовиков и передает ему заявку, если тот свободен. В противном случае он запрашивает другой грузовик и таким образом продолжает сеансы связи, пока один из грузовиков не освободится. Каждый сеанс связи длится ровно 1 мин. Диспетчер допускает накопление у себя до пяти заявок, после чего вновь прибывшие заявки получают отказ. Грузовики выполняют заявки на перевозку за 12 + 8 мин. Смоделировать работу внутризаводского транспорта в течение 10 час. Подсчитать число обслуженных и отклоненных заявок. Определить коэффициенты загрузки грузовиков.

Задание 41.

Пять операторов работают в справочной телефон­ной сети города, сообщая номера телефонов по запросам абонен­тов, которые обращаются по одному номеру 09. Автоматический коммутатор переключает абонента на того оператора, в очереди которого ожидает наименьшее количество абонентов, причем наибольшая допустимая длина очереди перед оператором — два абонента. Если все очереди имеют максимальную длину, вновь поступивший вызов получает отказ. Обслуживание абонентов операторами длится 30 ± 20 с. Вызовы поступают в справочную через каждые 5 + 3 с. Смоделировать обслуживание 200 вызовов. Подсчитать количество отказов. Определить коэффициенты загрузки операторов справочной.

Задание 42.

Улицы, выходящие на четырехсторонний перекресток, имеют обозначения по направлению движения часовой стрелки: А, В, С и D. Со стороны улицы А машины подходят к перекрестку каждые 3 ± 2 с, причем 30 % из них поворачивают направо в направлении А — D, а 20 % — налево в направлении А— В. По­ворот налево возможен, если нет движения в направлении С— А. Со стороны улицы машины подходят к перекрестку каждые 6 ± 2 с, причем 60 % из них проезжают прямо в направлении С — А, а 40 % — направо в направлении С— В. Поворот налево в направ­лении С— D запрещен. Светофор на перекрестке переключается каждые 20 с. Ширина всех улиц допускает движение в три ряда в каждом направлении. Машины преодолевают перекресток в лю­бом направлении за 2 с. Машина, выехавшая на перекресток до момента переключения светофора, обязательно продолжает свое движение. На перекрестке одновременно может находиться не бо­лее одной машины для каждого направления движения. Смоделировать работу перекрестка по регулированию движе­ния со стороны улиц А и С в течение получаса. Подсчитать число машин, проследовавших в каждом направлении. Определить сред­нюю и максимальную длину очереди машин для каждого направления движения.

Задание 43.

Двухколейная железная дорога имеет между стан­циями А и В одноколейный участок с разъездом С. На разъезде имеется запасной путь, на котором один состав может пропустить встречный поезд. К станциям А и В поезда прибывают с двухколейных участков каждые 40 ± 10 мин. Участок пути АС поезда преодо­левают за 15 ± 3 мин, а участок пути ВС — за 20 ± 3 мин. Со станций А и В поезда пропускаются на одноколейный участок до разъезда только при условии, что участок свободен, а на разъезде не стоит состав. После остановки на разъезде поезда пропускаются на — участок сразу после его освобождения. Поезд останавливается на разъезде, если по лежащему впереди него участку пути движется встречный поезд. Смоделировать работу одноколейного участка железной доро­ги при условии, что в направлении АВ через него должны просле­довать 50 составов. Определить среднее время ожидания составов на станциях А и В, а также среднее время ожидания на разъезде Си коэффициент загрузки запасного пути.

Задание 44.

С интервалом времени 5 ± 2 мин детали поштучно поступают к станку на обработку и до начала обработки хранятся р на рабочем столе, который вмещает 3 детали. Если свободных мест на столе нет, вновь поступающие детали укладываются в тележку, которая вмещает 5 деталей. Если тележка заполняется до нормы, ее увозят к другим станкам, а на ее место через 8 ± 3 мин ставят по­рожнюю тележку. Если во время отсутствия тележки поступает очередная деталь и не находит на столе места, она переправляется к другому станку. Рабочий берет детали на обработку в первую оче­редь из тележки, а если она пуста — со стола. Обработка деталей производится за 10 ± 5 мин. Смоделировать процесс обработке на станке 100 деталей. Под­считать число заполненных тележек и число деталей, поштучно переправленных к другому станку.

Задание 45.

В морском порту имеются два причала: старый и новый. У старого причала одновременно могут швартоваться два судна. Здесь работают два портальных крана, производящие раз­грузку-погрузку судна за 40 ± 10 ч. У нового причала имеется место для пяти судов. Здесь работают три крана, производящие разгрузку-погрузку за 20 ± 5 ч. Суда прибывают в акваторию порта каждые 5 ± 3 ч, причем около 40 % из них составляют суда, имеющие при­оритет в обслуживании. В ожидании места у причала судно бросает якорь на рейде. Для швартовки и отхода судна от причала требует­ся по 1 ч времени. Судам, имеющим приоритет в обслуживании, место у причала предоставляется в первую очередь. Разгрузку-по­грузку судна всегда производит один кран. Смоделировать процесс начала навигации в морском порту при условии, что в акваторию порта зашли 150 судов. Подсчитать число судов, обслуженных на каждом причале, и зафиксировать максимальное количество судов на рейде. Определить среднее время ожидания места у причала отдельно для судов, имеющих и яе имеющих приоритета в обслуживании, а также коэффициенты загрузки портальных кранов.