- •Общие вопросы моделирования. Понятие модели. Классификация моделей. Модели физические, абстрактные, смешанные.
- •Виды моделей. Способ реализации моделирования и степень отражения в моделях времени и неопределенности.
- •Объект моделирования – вычислительная система. Основные задачи исследования объекта, их характеристика и методы решения.
- •Графовые модели алгоритмов и программ. Построение графовых моделей.
- •Эквивалентные преобразования графовых моделей алгоритмов и программ.
- •Марковские случайные процессы и их место при построении и исследовании вероятностных моделей объектов.
- •Дискретные марковские цепи. Основные задачи их исследования. Примеры объектов, для исследования которых могут быть использованы дмц.
- •Потоки событий. Основные понятия и определения. Простейший поток событий и потоки Эрланга.
- •Непрерывные марковские цепи. Основные задачи их исследования. Примеры объектов, для исследования которых могут быть использованы нмц.
- •Типовые графы состояний системы. Процесс “гибели и размножения”. Примеры объектных систем.
- •Типовые графы состояний системы. Циклический процесс. Примеры объектных систем.
- •Методы исследования немарковских случайных процессов, сводящихся к марковским.
- •Теория массового обслуживания и ее место при построении и исследовании вероятностных моделей объектов. Основные понятия и определения.
- •Системы массового обслуживания (смо). Обобщенная структура смо.
- •Основные параметры и характеристики смо.
- •Разомкнутые смо с очередью и нетерпеливыми заявками. Примеры объектных систем.
- •Разомкнутые смо с очередью и терпеливыми заявками. Примеры объектных систем.
- •Разомкнутые смо без потерь. Примеры объектных систем.
- •Замкнутые смо с простейшими потоками событий. Примеры объектных систем.
- •Смо с произвольными потоками событий. Случай бесприоритетной дисциплины обслуживания.
- •Смо с произвольными потоками событий. Случай дисциплины обслуживания с относительным приоритетом.
- •Смо с произвольными потоками событий. Случай дисциплины обслуживания с абсолютным приоритетом.
- •Сети массового обслуживания с простейшими потоками событий. Анализ разомкнутой сети. Примеры объектных систем.
- •Сети массового обслуживания с простейшими потоками событий. Анализ замкнутой сети. Примеры объектных систем.
- •Статистическое моделирование случайных процессов. Организация статистического моделирования. Моделирование базовых случайных величин (св).
- •Моделирование непрерывной случайной величины с произвольным распределением. Моделирование дискретной св. Моделирование случайных событий и потоков случайных событий.
-
Разомкнутые смо с очередью и нетерпеливыми заявками. Примеры объектных систем.
Данная модель отражает работу системы с буферной памятью, которая работает в реальном времени, где нетерпеливость заявок отражает их старение.
Дано:
-
Входящий поток – простейшего типа с интенсивностью .
-
νож, νоб – простейшие потоки, то есть все заявки нетерпеливые.
-
m однотипных каналов, поток обслуживания заявок каждым каналом – простейший, с интенсивностью µ.
-
Общая очередь конечной длины на n мест.
-
Д1, Д2 – дисциплины ожидания и обслуживания – бесприоритетные.
Эта СМО работает в непрерывном времени. Потоки – простейшие, значит процесс – марковский, имеем дело с непрерывной марковской цепью.
Кодификатор: M|M|m|n|∞ – разомкнутая СМО с ограниченной очередью и нетерпеливыми заявками.
Найти:
-
– среднее число каналов, занятых обслуживанием.
-
– средняя длина очереди.
-
– вероятность заявки быть обслуженной.
-
– вероятность потери заявки.
-
– интенсивность потока обслуженных заявок.
Принято соглашение: одновременно может закончить работу только один канал, одновременно уйти не обслуженной может только одна заявка.
Фактором, определяющим состояние объекта, является количество заявок в системе. Максимальное количество заявок – m+n. Поэтому состояний будет m+n+1 (учитывая нулевое состояние, когда все каналы свободны). В состояниях S0 – Sm очередь не задействована.
-
– поступление новых заявок, интенсивность
-
– поток обслуживания интенсивности µ + поток ухода нетерпеливых заявок из каналов обслуживания νоб
-
– поток обслуживания интенсивности µ + поток ухода нетерпеливых заявок из каналов обслуживания νоб + поток ухода нетерпеливых заявок из очереди νож.
Необходимо составить m+n+1 дифференциальное уравнение Колмогорова:
Примем следующие обозначения приведенных интенсивностей:
В новых терминах:
Тогда:
Находим искомые величины:
– вероятность произвольной заявки получить отказ.
Вероятность ухода нетерпеливой заявки из канала обслуживания:
Вероятность ухода нетерпеливой заявки из очереди:
Вероятность заявки попасть в число потерянных:
Вероятность заявки быть обработанной:
Интенсивность потока обработанных заявок:
Частные случаи:
-
Если нетерпеливость заявки проявляется только на этапе ожидания, то есть из каналов обслуживания заявки не уходят, то:
-
Когда все заявки терпеливые:
-
Разомкнутые смо с очередью и терпеливыми заявками. Примеры объектных систем.
Данная модель отражает работу системы с буферной памятью, которая работает в реальном времени, но все заявки являются терпеливыми, то есть старение информации не учитывается.
Кодификатор: M|M|m|n|∞ – разомкнутая СМО с ограниченной очередью и терпеливыми заявками
Дано:
-
Входящий поток – простейшего типа с интенсивностью .
-
m однотипных каналов, поток обслуживания заявок каждым каналом – простейший, с интенсивностью µ.
-
Общая очередь конечной длины на n мест.
-
Д1, Д2 – дисциплины ожидания и обслуживания – бесприоритетные.
Эта СМО работает в непрерывном времени. Потоки – простейшие, значит процесс – марковский, имеем дело с непрерывной марковской цепью.
Кодификатор: M|M|m|n|∞ – разомкнутая СМО с ограниченной очередью и нетерпеливыми заявками.
Принято соглашение: одновременно может закончить работу только один канал, одновременно уйти не обслуженной может только одна заявка.
Фактором, определяющим состояние объекта, является количество заявок в системе. Максимальное количество заявок – m+n. Поэтому состояний будет m+n+1 (учитывая нулевое состояние, когда все каналы свободны). В состояниях S0 – Sm очередь не задействована.
Необходимо составить m+n+1 дифференциальное уравнение Колмогорова:
Примем следующие обозначения приведенных интенсивностей:
Найдем следующие величины:
– вероятность произвольной заявки получить отказ.
Вероятность заявки попасть в число потерянных:
Вероятность заявки быть обработанной:
Интенсивность потока обработанных заявок: