GPSS

GPSS (англ. General Purpose Simulation System — система моделирования общего назначения) — язык моделирования, используемый для имитационного моделирования различных систем, в основном систем массового обслуживания.

История

Система GPSS была разработана сотрудником фирмы IBM Джеффри Гордоном в 1961 году. Гордоном были созданы 5 первых версий языка: GPSS (1961), GPSS II (1963), GPSS III (1965), GPSS/360 (1967) и GPSS V (1971). Известный ранее только специалистам, в России этот программный пакет завоевал популярность после издания в СССР в 1980 году монографии Т Дж. Шрайбера. В ней была рассмотрена одна из ранних версий языка — GPSS/360, а также основные особенности более мощной версии — GPSS V, поддерживаемой компанией IBM, у нас она была более известна как пакет моделирования дискретных систем (ПМДС). Этот пакет работал в среде подсистемы диалоговой обработки системы виртуальных машин единой серии (ПДО СВМ ЕС) ЭВМ. После окончания поддержки GPSS V компанией IBM следующей версией стала система GPSS/H компании Wolverine Software разработанная в 1978 году под руководством Дж. Хенриксена. В 1984 году появилась первая версия GPSS для персональных компьютеров с операционной системой DOS — GPSS/PC. Она была разработана компанией Minuteman Software под руководством С. Кокса. Конец XX века ознаменовался разработкой компанией Minuteman Software программного продукта GPSS World, увидевшей свет в 1993 году. За сравнительно небольшой период времени было выпущено несколько его версий, причем в каждой последующей возможности системы моделирования наращивались. Помимо этих основных версий существует также Micro-GPSS, разработанная Ингольфом Сталлом в Швеции, — это упрощенная версия, предназначенная для изучения языка GPSS, и WebGPSS, также предназначенная для изучения работы системы и разработки простейших имитационных моделей в сети интернет, также в настоящее время развивается расширенная версия российской версии языка в виде системы моделирования ALINA GPSS (GPSS Studio).

Система имитационного моделирования GPSS

Основные версии:

• GPSS I (1961)
• GPSS II (1962)
• GPSS III (1965)
• GPSS/360 (1967)
• GPSS V (1975)
• GPSS/H (1978)
• GPSS/PC (1984)
• Micro-GPSS (1) (1990)
• GRAMOS-GPSS (1993)
• GPSS World (1993)
• Micro-GPSS (2) (1996)
• Расширенный редактор GPSS World (2013)
• Среда моделирования GPSS Studio (2018)
• GPSS World Core (2022)
• Платформа прогнозирования и управления ALINA GPSS (2022).

Система GPSS изучается во многих учебных заведениях в России и за рубежом. Широко используется для решения практических задач. Динамическим элементом модели является транзакт — абстрактный объект, который перемещается между статическими элементами, воспроизводя различные события реального моделируемого объекта. В процессе работы модели накапливается статистика, автоматически выводимая по завершении процесса моделирования. Статические элементы модели: источники транзактов, устройства, очереди и другие. Их расположение в модели определяется блоками.

Расширением возможностей классического GPSS является российская платформа ALINA GPSS (GPSS Studio) – программная система, предназначенная для автоматизации разработки дискретно-событийных имитационных моделей и проведения имитационных исследований. Она является продолжением предыдущих разработок - расширенного редактора и редактора форм. В данной платформе имеется возможность облачных вычислений за счет модуля GPSS Server, создания расширений модели на C# а также проведения black-box оптимизации имитационных моделей.

Пример кода для системы GPSS World

GENERATE (POISSON(1,40))  ; генерация потока транзактов
                          ; Поток транзактов пуассоновский со средним интервалом 40 единиц
QUEUE mainQ ; Войти в регистратор очереди
SEIZE F007  ; Попытка занять устройство
DEPART mainQ ; Покинуть регистратор очереди
ADVANCE (Normal(1,35,4))        ; Моделирование процесса обслуживания. Время обслуживания
                                ; распределено по нормальному (гауссову) закону
                                ; с математическим ожиданием 35 и среднеквадратическим отклонением 4
RELEASE F007 ; Освободить устройство
TERMINATE    ; удаление транзакта

Недостатки языка

В программе на языке GPSS реализуется дискретно-событийных подход со всеми его преимуществами и недостатками. Классический GPSS, модель представляет собой программу, а значит не имеет графической интерпретации, что затрудняет процесс разработки модели и снижает наглядность модели в целом. Расширенный интерфейс GPSS Studio (ALINA GPSS) снимает эти ограничения, а также позволяет использовать внешние библиотеки для расширения возможностей по описанию сложных алгоритмов работы систем любой сложности.

Литература

• Шрайбер Т. Дж. Моделирование на GPSS = Schriber, T. J. Simulation using GPSS. New York, 1974, Wiley. — М.: Машиностроение, 1980. — 592 с.
• Боев В. Д. Моделирование систем. Инструментальные средства GPSS WORLD. Учеб. пособие. — СПб.: БХВ-Петербург, 2004. — 368 с.
• Боев В. Д, Сыпченко Р. П. Компьютерное моделирование. Элементы теории и практики. Учеб. пособие. — СПб.: Военная академия связи, 2009. — 432 с.
• Бражник А. Н. Имитационное моделирование: возможности GPSS WORLD. — СПб..: Реноме, 2006. — 439 с.
• Кудрявцев Е. М. GPSS World. Основы имитационного моделирования различных систем. — М.: ДМК Пресс, 2004. — 320 с.
• Томашевский В., Жданова E. Имитационное моделирование в среде GPSS. — М.: Бестселлер, 2003. — 416 с.
• Девятков В.В., Девятков Т.В., Федотов М.В. Имитационные исследования в среде GPSS Studio, - М.: ИНФРА-М, 2018 - 283 с.
• Маликов Р. Ф. Практикум по дискретно-событийному моделированию сложных систем в среде GPSS-Studio [Текст]: практикум / Р.Ф.Маликов, А.Р.Усманова. – Уфа: Изд-во БГПУ, 2021. – 395с.
• Маликов, Р. Ф. Практикум по дискретно-событийному моделированию сложных систем в среде Alina Gpss (Gpss Studio): учебное пособие / Р. Ф. Маликов, А. Р. Усманова.– Уфа: Изд-во БГПУ, 2024. - 368c.

Ссылки

• http://gpss.ru
• http://www.minutemansoftware.com/simulation.htm
• http://www.webgpss.com/
• http://www.wolverinesoftware.com/
• http://elina-computer.ru/
• http://simulation.su