Классификация систем массового обслуживания
Классификация систем массового обслуживания
Признаки классификации:
1) закон распределения входного потока заявок
2) числа обслуживающих приборов
3) закон распределения времени обслуживания в обслуживающих приборах
4) число мест в очереди
5) дисциплина обслуживания
Для обозначения СМО принята система кодирования A|B|C|D|E, где
- A – закон распределения интервалов времени между поступлениями заявок. Наиболее часто используемое обозначение:
M - экспоненциальное
Рекомендуемые материалы
Е – эрлангово
Н – гипер-экспоненциальное
(?) – гамма
D – детерминированное
G – произвольное
- B – закон распределения времени обслуживания в приборах. Приняты те же обозначения, как и для интервалов между появлениями заявок.
- С – число обслуживающих приборов. Для одноканальной – 1, для многоканальной – l.
- D – число мест в очереди.
n или r – конечно
<опущено> – неограниченно
- E – дисциплина обслуживания. Наиболее часто используются следующие варианты дисциплины обслуживания: FIFO (может опускаться), LIFO, RANDOM.
Пример: M/M/1 – СМО с одним ОА, бесконечной очередью, экспоненциальными законами распределения времени между поступлениями заявок и времени обслуживания, дисциплина обслуживания FIFO.
E/H/L/r/LIFO
G/G/1 - Одноканальные системы с ожиданием:
G/G/1/r- Одноканальная система с потерями:
G/G/l - Многоканальная система с ожиданием
G/G/1/r – Многоканальная система с потерями
Gr/G/1 – одноканальная система с групповым поступлением заявок:
G/Gr/1 – одноканальная система с групповым обслуживанием
Для моделирования вычислительных систем и сетей наиболее часто используются следующие типы СМО:
- Одноканальное СМО с ожиданием. Представляет собой один обслуживающий прибор с бесконечной очередью. Является наиболее распространенной при исследовании СДС. Формализует функционирование практически любого числа узла вычислительной сети.
- Одноканальная СМО с потерями. Один обслуживающий прибор с конечным числом мест в очереди. Используется при моделировании каналов передачи в вычислительных сетях.
- Многоканальные СМО с ожиданием. Представляют собой несколько параллельно работающих обслуживающих приборов с общей параллельной очередью. Используется при моделировании групп абонентских терминалов, работающих в диалоговом режиме.
- Многоканальные СМО с потерями. Наиболее часто используются при моделировании работы каналов.
- Одноканальные СМО с групповым поступлением заявок. Также как и одноканальная СМО с групповым обслуживанием заявки используются для моделирования центров коммутации.
Вычислительные сети в целом могут быть исследованы с помощью сетей массового обслуживания.
Различают сети:
1) Открытые. Сеть массового обслуживания, состоящая из m узлов, причем хотя бы в один из узлов сети поступает извне входящий поток заявок и обязательно имеется сток заявок из сети.
Для открытых сетей характерно то, что интенсивность поступления заявок в сеть не зависит от состояния сети, т.е. от числа уже поступивших. Такие сети используются как правило, для исследования функционирования вычислительной сети, работающей в неоперативном режиме.
S1, S2 – моделируют работу узлов коммутации
S3, S4 – моделируют работу серверов
S5, S6 – моделируют работу межузловых каналов
В сети циркулируют два потока заявок. Каждая заявка поступает на вход соответсвующего узла коммутации, где определяется место её обработки. Затем заявка передается на «свой» сервер или по каналу связи на соседний сервер, где заявки обрабатываются. После чего возвращается к источнику и покидает сеть.
2) Замкнутые – называются сети МО с множеством узлов без источника и стока, в которой циркулирует постоянное число заявок.
Замкнутые сети МО используются для моделирования таких вычислительных систем, источниками информации для которых служат абонентские терминалы, работающие в диалоговом режиме. В этом случае каждая группа абонентских терминалов представляется в виде многоканальной системы МО с ожиданием и включается в состав устройств сети.
Различают простой и сложный режим диалога.
· При простом: абоненты не производят никаких действий кроме посылки заданий в вычислительную сеть и обдумывания полученного ответа.
Схема (самостоятельно): группы абонентов, каналы связи с абонентами, узлы коммутации, серверы и каналы межузловой связи.
Абоненты с терминалов посылают запросы, которые по каналам связи поступают на узлы коммутации. А оттуда на обработку на свой или соседний сервер.
· При сложном режиме диалога работа абонентов представляется в виде совокупности операций некоего процесса, называемого технологическим. Каждая операция технологического процесса, моделируется соответствующей системой массового обслуживания. Часть операций предусматривает обращение к вычислительной системе, а часть может и не обращаться.
3) Смешанные – называются сети МО в которой циркулирует несколько различных типов заявок (трафик). Причем относительно одних типов заявок сеть замкнута, а относительно других открыта. С помощью смешанных сетей МО моделируют такие вычислительные сети часть которых работает в диалоговом режиме, а часть в неоперативном. Причем для диалоговых абонентов также различают простой и сложной режим работы.
Так же смешанными сетями МО моделируются вычислительные системы в которых сервер дополнительно загружается задачами, решаемыми на фоне работы сети.
Задача. Для изготовления детали последовательно выполняется 3 операции, за каждой из которых следует 2 минуты контроля. После первой операции контроль не проходят 20% деталей, после второй и третей контроль не проходит 15 и 5% соответственно. 60% деталей не прошедших контроль идут в брак. Остающиеся 40% нуждаются в повторном выполнении операции, после которой они не прошли контроль. Изготовление новой детали начинается в среднем через каждые 30 минут, распределенных экспоненциально.
Время выполнения первой операции задается таблицей.
| Частота | 0.05 | 0.13 | .16 | .22 | .19 | .15 |
| Время выполнения операции в минуту | 10 | 14 | 21 | 32 | 38 | 45 |
Вторая операция выполняется за 15+-6 минут. Третья операция за время распределенное нормально при среднем 24 минуты и стандартом отклонения 4 минуты.
Необходимо исследовать процесс при прохождении 100 единиц продукции.
Определить затраты времени и число забракованных деталей.
; установка генератора случайных чисел
RMULT 93 211
; создаем таблицу
TRANSIT TABLE M1,100,100,20
XPDIS FUNCTION RN1,C24
0,0/.1,.104/.2,.222/.3,.355/.4,.509/.5,.69/.6,.915/.7,1.2/.75,1.38/.8,1
.6/.84,1.83/.88,2.12/.9,2.3/.92,2.52/.94,2.81/.95,2.99/.96,3.2/.97,3.5
.98,3.9/.99,4.6/.995,5.3/.998,6.2/.999,7/.9998,8
SNORM FUNCTION RN1,C25
0,0/.1,.104/.2,.222/.3,.355/.4,.509/.5,.69/.6,.915/.7,1.2/.75,1.38/.8,1
.6/.84,1.83/.88,2.12/.9,2.3/.92,2.52/.94,2.81/.95,2.99/.96,3.2/.97,3.5
.98,3.9/.99,4.6/.995,5.3/.998,6.2/.999,7/.9998,8
THIRD FVARIABLE 24+4#FN$SNORM
PROCESS FUNCTION RN1,D7
0,0/.05,10/.18,14/.34,24/.56,32/.85,38/1.0,45
GENERATE 30,FN$XPDIS ;30 умноженное на значение функции
ASSIGN 1,FN$PROCESS
STAGE1 SEIZE Mashin1
ADVANCE P1
RELEASE Mashin1
ADVANCE 2
TRANSFER .200,,REVOKE1
STAGE2 SEIZE Mashin2
ADVANCE 15,5
RELEASE Mashin2
ADVANCE 2
TRANSFER .150,,REVOKE2
STAGE3 SEIZE Mashin3
ADVANCE V$THIRD
RELEASE Mashin3
ADVANCE 2
TRANSFER .05,,REVOKE3
TABULATE TRANSIT
TERMINATE 1
REVOKE1 TRANSFER .400,,STAGE1
TERMINATE
Ещё посмотрите лекцию "2.2. Топология сети" по этой теме.
REVOKE2 TRANSFER .400,,STAGE2
TERMINATE
REVOKE3 TRANSFER .400,,STAGE3
TERMINATE
START 100
Модель организована в несколько сегментов. После того, как определены таблицы, функции, переменные, идут 3 сегмента модели, каждый из которых отображает соответствующую операцию. Каждый транзакт представляет собой деталь на определенной стадии обработки. Единицы времени – минуты. Каждая операция имеет определенную вероятность того, что деталь после её реализации не пройдет контроль и в этом случае транзакт пересылается либо обратно в блок с меткой REVOKE1, REVOKE2, REVOKE3 с вероятностью 40%, либо с вероятность 60% попадает в брак.
