280 likes | 375 Views
Jó e-könyv: http://irh.inf.unideb.hu/~jsztrik/education/14/opkut.pdf Sztrik János RAKTÁROZÁSI ÉS KISZOLGÁLÁSI PROBLÉMÁK MATEMATIKAI MODELLEZÉSE. Várakozásos rendszerek . Delay Systems Applied Queuing theory Network of Queues. TPV rendszerekben, számítógépes hálózatokban,
E N D
Jó e-könyv: http://irh.inf.unideb.hu/~jsztrik/education/14/opkut.pdf Sztrik János RAKTÁROZÁSI ÉS KISZOLGÁLÁSI PROBLÉMÁK MATEMATIKAI MODELLEZÉSE Távközlő rendszerek forgalmi elemzése – 2010. 04. 15.
Várakozásos rendszerek • Delay Systems • Applied Queuing theory • Network of Queues TPV rendszerekben, számítógépes hálózatokban, Internetben, IP rendszerekben … ez a szokásos üzemmód. Távközlő rendszerek forgalmi elemzése – 2010. 04. 15.
Delay Systems • A rendszer • negyforma kiszolgáló szerv • teljes elérhetőség • ∞ számú várakozási hely • Vizsgált esetek • Erlang várakozásos rendszer – M/M/n • – PCT-I • Palm féle gép-javítási modell • – PCT-II Távközlő rendszerek forgalmi elemzése – 2010. 04. 15.
Erlang – M/M/n 1. A rendszer állapotát az benne tartózkodó összes igény (kiszolgálás alatt lévő és várakozó együtt) darabszáma mutatja. Távközlő rendszerek forgalmi elemzése – 2010. 04. 15.
Erlang – M/M/n 2. A=/μ Állapotegyenletek Távközlő rendszerek forgalmi elemzése – 2010. 04. 15.
Erlang – M/M/n 3. Várakozás valószínűsége igény érkezik, amikor minden vonal foglalt ______________________________________________________ igény érkezik bármikor Erlang Cképlet: Jelölések: Az azonnali kiszolgálás valószínűsége Távközlő rendszerek forgalmi elemzése – 2010. 04. 15.
Erlang – M/M/n 4. Lebonyolított forgalom (= felajánlott !) Alkalmazott összefüggés: ha i < n ha i ≥ n Sorhosszúság mint v.v. = L Van várakozó igény: Távközlő rendszerek forgalmi elemzése – 2010. 04. 15.
Erlang – M/M/n 5. 1. korábbi rekurziós képletből Erlang C kiszámítása 2. ahol Távközlő rendszerek forgalmi elemzése – 2010. 04. 15.
Erlang – M/M/n 6-1. Távközlő rendszerek forgalmi elemzése – 2010. 04. 15.
Erlang – M/M/n 6-2. Távközlő rendszerek forgalmi elemzése – 2010. 04. 15.
Erlang – M/M/n 6-3. The average utilization per channel for a fixed probability of delay E2,n(A) as a function of the number of channels n. Távközlő rendszerek forgalmi elemzése – 2010. 04. 15.
Erlang – M/M/n 7. Átlagos sorhosszúság tetszőleges időpontban PASTA ! Idő- és hívás átlagok egyformák Távközlő rendszerek forgalmi elemzése – 2010. 04. 15.
Erlang – M/M/n 8-1. Átlagos sorhosszúság – tetszőleges időpontban miatt a sor abszolút konvergens és így a differenciálás kihozható a sor összegezése elé Haakkor: Értelmezhető mint a várakozási helyek forgalma. PASTA ! Távközlő rendszerek forgalmi elemzése – 2010. 04. 15.
Erlang – M/M/n 8-2. Átlagos sorhosszúság – tetszőleges időpontban Más levezetés miatt a sor abszolút konvergens és így a levezetés lehetséges Távközlő rendszerek forgalmi elemzése – 2010. 04. 15.
Erlang – M/M/n 8-3. Átlagos sorhosszúság – tetszőleges időpontban Más levezetés miatt a sor abszolút konvergens és így a levezeté lehetséges Értelmezhető mint a várakozási helyek forgalma. PASTA ! Távközlő rendszerek forgalmi elemzése – 2010. 04. 15.
Erlang – M/M/n 9. Átlagos sorhosszúság – ha van sor Feltételes valószínűség. Feltétel: = PASTA ! Távközlő rendszerek forgalmi elemzése – 2010. 04. 15.
Erlang – M/M/n 10. Átlagos várakozási idő – minden igénylőre (érkezési gyakoriság) x (átlagos várakozási idő) Little tétele miatt ahol: továbbá, mivel Lértelmezhető várakozási forgalomként és miatt Távközlő rendszerek forgalmi elemzése – 2010. 04. 15.
Erlang – M/M/n 11. Átlagos várakozási idő – a tényleg várakozókra wn(feltételes valószínűség) = =átlagos várakozási idő – minden igénylőre/ várakozás valószínűsége Távközlő rendszerek forgalmi elemzése – 2010. 04. 15.
Erlang – M/M/n 12. Várakozás valószínűsége: Azonnali kiszolgálás valószínűsége: Lebonyolított forgalom (= felajánlott !) Van várakozó igény – véletlen időpontban: Átlagos sorhosszúság – tetszőleges időpontban: Átlagos sorhosszúság – ha van sor: Átlagos várakozási idő – minden igénylőre: Átlagos várakozási idő– a tényleg várakozókra: Távközlő rendszerek forgalmi elemzése – 2010. 04. 15.
Erlang – M/M/n 13. Improvement functions – Annak valószínűsége, hogy egy csatorna hozzáadásával 1. Mennyire csökken a várakozást észlelő forgalom: 2. Mennyire rövidül az átlagos sorhosszúság: Little tétel alkalmazása !! További részletek a tankönyvben. Távközlő rendszerek forgalmi elemzése – 2010. 04. 15.
Erlang – M/M/n 14. Várakozási idő eloszlása (FIFO) Ha a kiszolgálás módja csak a bemeneti folyamattól függ, akkor az átlagos várakozási idő mindenkinek egyforma. A kiszolgálási stratégia csak az egyes igények várakozási idejének eloszlását befolyásolja. Modell: igény érkezik és a rendszer állapota (n + k) Kiszolgálás kezdődhet, ha n igény kiszolgálása véget ért – a távozási folyamat intenzitása: nμ Mi az eloszlása annak, hogy a várakozási idő W kisebb mint t ? Azaz: tidőnél kevesebbet kell várni, ha nμintenzitású Poisson folyamat során legalább k+1 igény megszűnik (FIFO esetén). Távközlő rendszerek forgalmi elemzése – 2010. 04. 15.
Erlang – M/M/n 15. Annak feltételes valószínűsége, hogy az igény érkezésekor az (n+k) állapont van, azaz n igényt kiszolgál a rendszer és k igény várakozik: igény érkezik az (n+k) állapotban ___________________________________________ igény érkezik bármikor Távközlő rendszerek forgalmi elemzése – 2010. 04. 15.
Erlang – M/M/n 16. A várakozási idő eloszlása a várakozó igényekre Átalakítások után (lásd a tankönyv): exponenciális eloszlás ! A várakozási idő eloszlása az összes igényre: Távközlő rendszerek forgalmi elemzése – 2010. 04. 15.
Erlang – M/M/n 17. • Érdekes kettősség: • Az (n+k) állapotban érkező igény • Megszámolhatja a várakozókat és egy súlyozott • Erlang (k+1) eloszlású várakozási időt tételezhet fel • vagy • tudomásul veheti, hogy a várakozási idő (nμ-) paraméterű exponenciális eloszlású • Pontos megfeleltetés a tankönyvben. Távközlő rendszerek forgalmi elemzése – 2010. 04. 15.
Erlang – M/M/n 18. • FCFS/FIFO • first in • first out • LCFS/LIFO • last in • first out • SIRO/RANDOM • service in • random order Távközlő rendszerek forgalmi elemzése – 2010. 04. 15.
Erlang – M/M/n 19. Példa:M/M/1 mivel hiszen: és Távközlő rendszerek forgalmi elemzése – 2010. 04. 15.
Erlang – M/M/n 20. Példa:M/M/1 Tartózkodási idő = várakozási idő + kiszolgálási idő (sojourntime, válaszidő) Átlagos tartózkodási idő, W1 felhasználásával Távközlő rendszerek forgalmi elemzése – 2010. 04. 15.