Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Как продвинуть сайт на первые места?
    Вы создали или только планируете создать свой сайт, но не знаете, как продвигать? Продвижение сайта – это не просто процесс, а целый комплекс мероприятий, направленных на увеличение его посещаемости и повышение его позиций в поисковых системах.
    Ускорение продвижения
    Если вам трудно попасть на первые места в поиске самостоятельно, попробуйте технологию Буст, она ускоряет продвижение в десятки раз, а первые результаты появляются уже в течение первых 7 дней. Если ни один запрос у вас не продвинется в Топ10 за месяц, то в SeoHammer за бустер вернут деньги.
    Начать продвижение сайта
  • ПРИЛОЖЕНИЕ. Многоканальная замкнутая СМО с простейшими потоками






    Многоканальная замкнутая СМО с простейшими потоками

     

    Постановка задачи

    Допустим, задана многоканальная замкнутая система массового обслуживания с неограниченным временем ожидания и с простейшими потоками. Эта система

    наиболее полно соответствует действительности. Она характеризуется следующими особенностями:

    • поступление требований в систему на обслуживание происходит по одному, то есть вероятность поступления двух и более требований в один момент времени очень мала, и ею можно пренебречь (поток требований ординарный);

    • вероятность поступления последующих требований в любой момент времени не зависит от возможности поступления в предыдущие моменты – поток требований без последействия;

    • поток требований стационарный.

     

    Выявление основных особенностей

    Функционирование многоканальной замкнутой системы массового обслуживания можно описать через все возможные ее состояния и через интенсивность перехода из одного состояния в другое.

    Основными параметрами функционирования СМО являются вероятности состояния системы, то есть возможность наличия n требований (покупателей, рабочих, заданий, машин, неполадок) в системе – Pn. Так, вероятность P0 характеризует состояние, когда в системе нет требований и все каналы обслуживания простаивают, Р1

    – когда в системе находится только одно требование, и т.д

    Важным параметром функционирования системы массового обслуживания является также среднее число требований, находящихся в системе (то есть в очереди и на обслуживании), Nsyst, и средняя длина очереди, Noch. Исходными параметрами, характеризующими систему массового обслуживания, являются:

    • число каналов обслуживания (касс, компьютеров, подъемных кранов, ремонтных бригад) – N;

    • число требований (покупателей, рабочих, заданий, машин, неполадок) – m;

    • интенсивность поступления одного требования на обслуживание (то есть число возвращений требования в единицу времени) – λ;

    • интенсивность обслуживания требований – μ.

    Интенсивность поступления на обслуживание одного требования определяется как величина, обратная времени возвращения требования в систему, – tp:

    Интенсивность обслуживания требований определяется как величина, обратная времени обслуживания одного требования, – tо:

    Рассмотрим сначала решение задачи аналитическим методом. Для этого представим все возможные состояния системы массового обслуживания в виде размеченного графа состояний (рис. 5.31). Каждый прямоугольник графа определяет одно из всех возможных состояний, количественно оцениваемое вероятностью состояний Pn. Стрелки на графе указывают, в какое состояние система может перейти и с какой интенсивностью. При этом в многоканальной СМО необходимо различать два случая:

    • число требований n, поступивших в систему, меньше числа каналов обслуживания N, то есть все требования находятся на обслуживании (0 ≤ n < N);

    • число требований n, поступивших в систему, больше или равно числу каналов обслуживания N (N ≤ n), то есть N требований обслуживаются, а остальные r ожидают в очереди (r = 1, 2, …, m – N).

    Первый прямоугольник с вероятностью P0 определяет состояние системы массового обслуживания, при котором все каналы обслуживания простаивают изза отсутствия требований в ней. Из этого положения СМО может перейти тольков состояние P1

    , и тогда в ней появится одно требование, так как входной поток требований ординарный. С интенсивностью μ система может перейти также из состояния P1 в состояние P0

    , если единственное требование, находившееся в системе, было обслужено раньше, чем появилось новое, и т.д.

     

    Аналитический метод решения

    Ограничимся рассмотрением установившегося режима работы системы массового обслуживания, когда основные вероятностные характеристики СМО постоянны во

    времени. Тогда интенсивности входных и выходных потоков для каждого состояния будут сбалансированы. Эти сбалансированные интенсивности перехода состояния в другие состояния и обратно выглядят так.

    Обозначим величину λ / μ, как и раньше, через ψ и назовем ее коэффициентом загрузки.

    Рассмотрим сначала первый случай, когда 0 ≤ n < N.

    Из первого уравнения можно найти значение P1:

    Аналогичные выражения можно получить и для других вероятностей состояний.

    Анализируя полученные выражения, вычисляем рекуррентное выражение для определения вероятности состояния системы, когда число требований, находящихся

    в системе, n, меньше числа каналов обслуживания, N:

    Рассмотрим теперь второй случай, когда N ≤ n ≤ m. В этой ситуации рекуррентное выражение для определения вероятности состояния системы будет записано в таком виде:

    Используем очевидное равенство

    Допустим, что наша система имеет два канала обслуживания: N = 2. Интервал времени между поступлениями двух смежных требований составляет 10 мин.

    Среднее время обслуживания требования составляет 2 мин. Число обслуживаемых машин m равно 5. Требуется определить вероятность отсутствия требований в системе:

     

    Решение задачи имитационным методом

    Постановка задачи

    Допустим, нам надо промоделировать работу многоканальной системы массового обслуживания – замкнутой с экспоненциальным законом поступления требований на обслуживание (лифты–пассажиры, экскаваторы–автосамосвалы, программы–

    ЭВМ и т.д.), – для которой справедливы следующие условия:

    • поступление одного требования в систему на обслуживание не зависит от поступления другого (отсутствие последействия);

    • в систему одновременно никогда не поступает два или более требований (поток ординарный);

    • вероятность поступления требований зависит только от продолжительности периода наблюдений (поток требований стационарный), а не от принятого начала отсчета времени.

    Известно среднее время поступления требования на обслуживание, равное 10 мин, которое подчиняется экспоненциальному распределению вероятностей. В системе массового обслуживания имеется три канала обслуживания.

    Требуется смоделировать процесс функционирования системы и определить следующие основные ее характеристики:

    • коэффициент использования каждого канала обслуживания;

    • среднее время использования каждого канала обслуживания;

    • число входов в каждый канал обслуживания;

    • среднее содержимое накопителя;

    • среднее время пребывания требования в накопителе;

    • максимальное содержимое накопителя;

    • коэффициент использования накопителя.

    Выявление основных особенностей

    Изобразим графически процесс функционирования трехканальной замкнутой системы массового обслуживания

    На рис. 5.32 представлены основные события, которые возникают в процессе работы СМО.

    Охарактеризуем каждое событие, возникшее в моделируемой системе:

    1. Поступление требований в систему (GENERATE).

    2. Вход требования в накопитель (ENTER).

    3. Передача требования в один из свободных каналов обслуживания (TRANSFER).

    4. Ожидание освобождения одного из каналов обслуживания (SEIZE).

    5. Выход требования из накопителя (LEAVE).

    6. Время обслуживания требования в канале обслуживания (ADVANCE).

    7. Освобождение канала обслуживания (RELEASE).

    8. Возвращение требования в систему (TRANSFER).

    Создание имитационной модели процесса

    Создание имитационной модели начнем с построения заголовка модели, который

    может быть представлен, например, в таком виде

    Программу работы СМО можно представить в виде трех секторов.

    В первом секторе указывается вместимость СМО. Это можно выполнить с помощью оператора STORAGE (Накопитель), который в нашем примере будет выглядеть так:

    NAK STORAGE 3

    Во втором секторе будем моделировать поток требований в систему и его обслуживание. Оператор GENERATE используем для формирования числа машин, которые обслуживает канал обслуживания. Этот режим использования оператора GENERATE предполагает, что поля А, В, С остаются пустыми, то есть ставятся соответственно три запятые, затем в поле операнда D указывается число машин, которые должны обслуживать каналы обслуживания:

    GENERATE,,, 10

    Далее машины поступают в канал обслуживания. При этом поток поступления машин на обслуживание простейший со средним интервалом 10 единиц времени. Это можно представить с помощью оператора ADVANCE, который в нашей задаче будет записан так:

    MASH ADVANCE (Exponential(1, 0, 10))

    Сбор статистической информации для многоканальной системы можно обеспечить с помощью операторов ENTER и LEAVE. Оператор ENTER может быть записан в таком виде:

    ENTER NAK

    В поле операнда А указано имя накопителя, вместимость которого должна быть заранее определена. Поскольку СМО многоканальная, то необходимо использовать оператор TRANSFER для обеспечения возможности направления требований к незанятому каналу:

    TRANSFER ALL, KAN1, KAN3, 3

    Сначала требование направляется к оператору, имеющему символическую метку KAN1. Этим оператором является SEIZE, который записывается так:

    KAN1 SEIZE CAN1

    Eсли канал обслуживания с символьной меткой KAN1 занят, то требование направляется к следующему каналу, перешагивая через три оператора. 3 – это число, указанное в поле операнда D в операторе TRANSFER. Таким образом, следующим оператором будет:

    SEIZE CAN2

    Если и он будет занят, то требование снова перешагнет через три оператора и т.д., пока не найдется незанятый канал обслуживания. В свободном канале обслуживания требование будет обслужено. Но предварительно требование должно запомнить канал, в который оно попало на обслуживание. Для этого используется оператор ASSIGN (Присвоить) – с его помощью в параметре требования под номером 1 запоминается имя канала, в который требование пошло на обслуживание.

    В каждом канале имеется свой оператор ASSIGN. Например, для первого канала это присвоение будет выглядеть так:

    ASSIGN 1, CAN1

    Далее, после определения свободного канала и записи его имени с помощью оператора TRANSFER требование направляется на обслуживание. Это выглядит так:

    TRANSFER, COME

    Однако перед началом обслуживания должно быть подано сообщение о том, что требование оставило накопитель под именем NAK, в котором оно находилось. Это

    будет выглядеть так:

    COME LEAVE NAK

    После выхода из накопителя требование поступает в канал на обслуживание.

    Это действие выполняется с помощью оператора ADVANCE. Время обслуживания определяется так:

    ADVANCE (Exponential(1, 0, 2))

    После обслуживания требование выходит из канала обслуживания, и должен появиться сигнал о его освобождении. Это делается с помощью оператора RELEASE (Освободить):

    RELEASE P1

    Параметр требования под номером P1 содержит имя освобождаемого канала обслуживания. Далее требование входит в оператор TRANSFER с безусловным переходом для возвращения в систему. Он записывается так:

    TRANSFER, MASH

    Таким образом, машины после обслуживания снова возвращаются в систему для обслуживания. Возвращение машин в систему выполняется до тех пор, пока время моделирования не превысит время моделирования системы. Определение времени моделирования системы выполняется в третьем секторе модели. Оно определяется с помощью простой модели измерения времени, состоящей из трех операторов:

    GENERATE 480

    TERMINATE 1

    START 1

    Этот сектор моделирует время работы системы в течение рабочей смены, равной 480 мин.

    Представление имитационной модели

    Для представления имитационной модели выполните следующие действия:

    • щелкните по пункту File главного меню системы. Появится выпадающее меню;

    • щелкните по пункту New (Создать) выпадающего меню. Появится диалоговое окно Новый документ;

    • выделите пункт Model и щелкните по кнопке ОК. Появится окно модели, в котором введите данную программу. Оно будет выглядеть так, как показано на рис. 5.33

    Чтобы вызвать окно для представления имитационной модели в системе

    GPSSW, можно также нажать комбинацию клавиш Ctrl+Alt+S.

    Подготовка к моделированию

    Перед началом моделирования можно установить вывод тех параметров, которые

    необходимо получить в процессе моделирования. Для этого:

    • щелкните по пункту Edit (Правка) главного меню системы или нажмите комбинацию клавиш Alt+E. Появится выпадающее меню;

    • щелкните по пункту Settings (Установки) выпадающего меню. Появится диалоговое окно SETTINGS для данной модели, в котором можно установить нужные выходные данные. Для нашего примера это окно может выглядеть так, как показано на рис. 5.34.

    Наличие галочки в окошках говорит о том, что эта информация будет выведена в окне результатов моделирования. В нашем примере будет выведена информация для следующих объектов:

    • Facilities (Каналы обслуживания);

    • Storages (Накопители).

    Моделирование системы

    После создания имитационной модели необходимо ее оттранслировать и запустить на выполнение. Для этого:

    • щелкните по пункту Command главного меню системы или нажмите комбинацию клавиш Alt+C. Появится выпадающее меню;

    • щелкните по пункту Create Simulation (Создать выполняемую модель) выпадающего меню.

    Так как в модели есть управляющая команда START, то исходная имитационная модель будет транслироваться, и если в ней нет ошибок, то начнется процесс моделирования системы.

    После выполнения программы появится окно с информацией о трансляции и выполнении – JOURNAL – и результаты работы программы в окне REPORT (рис. 5.35).

    В верхней строке указывается:

    • START TIME (Начальное время) – 0.000;

    • END TIME (Время окончания) – 480.000;

    • BLOCKS (Число блоков) – 18;

    • FACILITIES (Число каналов обслуживания) – 3;

    • STORAGES (Число накопителей) – 1.

    Ниже указываются результаты моделирования для всех трех каналов обслуживания (FACILITY) соответственно под именами CAN1, CAN2, CAN3:

    • ENTRIES (Число входов) – 163, 127, 98;

    • UTIL. (Коэффициент использования) – 0.674, 0.580, 0.433;

    • AVE. TIME (Среднее время обслуживания) – 1.984, 2.192, 2.119;

    • AVAIL. (Доступность) – 1, 1, 1;

    • OWNER – 0, 0, 5;

    • PEND – 0, 0, 0;

    • INTER – 0, 0, 0;

    • RETRY (Повтор) – 0, 0, 0;

    • DELAY (Отказ) – 0, 0, 0.

    Ниже указываются результаты функционирования накопителя (STORAGE)

    под именем NAK:

    • CAP. (Capacity – Вместимость) – 3;

    • REM. (Remove – Удален) – 3;

    • MIN. (Минимальное содержимое) – 0;

    • MAX. (Максимальное содержимое) – 3;

    • ENTRIES (Число входов) – 388;

    • AVL. (Доступность) – 1;

    • AVE.C. (Средняя вместимость) – 0.169;

    • UTIL. (Коэффициент использования) – 0.056;

    • RETRY – 0;

    • DELAY – 0.

     







    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.