Введение. Предмет, цель и содержание курса. Взаимосвязь методов системного анализа ИС. Моделирование экономических и информационных процессов системами и сетями массового обслуживания, страница 4

13.  Стационарное среднее значение времени ожидания начала обслуживания. Находится по определению математического ожидания непрерывной случайной величины:

¥                  1      r

Tw = ò t d Ftw(t) = ¾ ¾

0  m   (1-r)

Аналогичный результат можно получить по формуле Литтла Tw = Lw/l.

14.  Функция распределения вероятностей времени пребывания в системе Ftq(t). Находится по формуле:

Ftq(t) = 1 – exp(-m(1-r)t),    t>0.

Смысл формулы состоит в том, что заявка проводит в системе М/М/1/¥ случайное время, распределённое по экспоненциальному закону с параметром m(1-r).

15.  Стационарное среднее значение времени пребывания в системе. Находится по определению математического ожидания непрерывной случайной величины:

¥                  1    1

Tq = ò t d Ftq(t) = ¾ ¾

0  m   (1-r)

Аналогичный результат можно получить  как по формуле Литтла Tq = Lq/l., так и сложив среднее время в очереди и приборе Tq = M(tw(w) + tk(w))= Tw+Ts.

16.  Стационарное значение дисперсии времени пребывания в системе. Находится по определению дисперсии непрерывной случайной величины в предположении независимости ожидания и обслуживания:

Dtq = D(tw(w) + tk(w))= Dtw+Dts  = Dtw+ 1/m2 Первое слагаемое будет  равно:

¥                                   1       (2 - r)r

Dtw = ò (t – T w )2d Ftw(t) = ¾¾ ¾¾¾¾

0  m2      (1 - r )2

Окончательно получим выражение для вычисления дисперсии времени пребывания в системе:

1  (2 - r)r             1

Dtq = ¾¾ ¾¾¾¾     + ¾¾

m2       (1 - r)2                    m2

17.  Выходящий поток из функционирующей в стационарном режиме системы М/М/1/¥ является пуассоновским интенсивности l.

Полученные результаты позволяют спроектировать систему массового обслуживания например таким образом, чтобы время пребывания заявки в системе не превышало допустимую величину tдоп (пусть 0.5с.) для заданой части  входящих заявок (пусть 90%). Если задать загрузку системы на уровне 0.7, то значение m может быть найдено из нелиненйного  уравнения: 1 – exp(-m(1-0.7)0.5) = 0.9, m>0. Значение интенсивности  входного потока находится из условия l=0.7m. Затем по найденным l, m вычисляются все показатели производительности системы 1- 17.

Разработка функциональных моделей технических устройств на достаточно глубоком уровне детализаации требует их представления в виде сетей массового обслуживания. Сетью массового обслуживания называется взаимосвязанная совокупность конечного числа систем массового обслуживания (узлов). Узлом сети массового обслуживания является система массового обслуживания некоторого типа, например М/М/N/r. Для описания узла СеМО должно быть дано:

-среднее время обслуживания заявки в приборе1/m

-дисциплина обслуживания заявок;

-параметры СМО узла N, r; Ограничения:

-приборы не простаивают, когда в узле есть заявки;

-заявки не могут покидать узел недообслуженными;

-объем незавершенной работы в приборе не зависит от дисциплины обслуживания; -заявка не может одновременно обслуживаться (или ожидать) в двух или более узлах; -каждая заявка обслуживается отдельным прибором.

Узел, объединяющий все потоки заявок, поступающие в сеть, называется источником заявок. Узел, объединяющий все выходящие из сети заявки, называется стоком заявок. Различают открытые, замкнутые и смешанные сети массового обслуживания. СеМо называется разомкнутой (открытой), если в ней существуют источник заявок и сток заявок, и интенсивность источника заявокLне зависит от состояния сети (т.е. от числа заявок, поступивших в сеть) (рис 8.1.).

Рис. 8.1. Открытая сеть массового обслуживания

СеМО называется замкнутой, если в ней нет источников заявок и стоков заявок,  интенсивность источника зависит от состояния сети и число циркулирующих одних и тех же заявок всегда постоянно и равно М (рис.8.2.).

Рис. 8.2. Замкнутая сеть массового обслуживания

СеМО называется смешанной, если для одной части узлов и потоков заявок она является открытой, для другой части – замкнутой.