Rachunek prawdopodobieństwa dla informatyków



Podobne dokumenty
dr Adam Sojda Wykład Politechnika Śląska Badania Operacyjne Teoria kolejek

Elementy modelowania matematycznego

Podstawy Informatyki Elementy teorii masowej obsługi

Modelowanie komputerowe

Modele procesów masowej obsługi

Colloquium 2, Grupa A

Elementy Modelowania Matematycznego

Literatura TEORIA MASOWEJ OBSŁUGI TEORIA KOLEJEK. Teoria masowej obsługi. Geneza. Teoria masowej obsługi

Kwantyle. Kwantyl rzędu p rozkładu prawdopodobieństwa to taka liczba x p. , że. Możemy go obliczyć z dystrybuanty: P(X x p.

Systemy masowej obsługi

Jeśli wszystkie wartości, jakie może przyjmować zmienna można wypisać w postaci ciągu {x 1, x 2,...}, to mówimy, że jest to zmienna dyskretna.

Rozkłady zmiennych losowych

Pojęcie szeregu nieskończonego:zastosowania do rachunku prawdopodobieństwa wykład 1

Planowanie przydziału procesora

Proces Poissona. Proces {N(t), t 0} nazywamy procesem zliczającym jeśli N(t) oznacza całkowitą liczbę badanych zdarzeń zaobserwowanych do chwili t.

Planowanie przydziału procesora

Colloquium 1, Grupa A

Prawdopodobieństwo i statystyka

Układy stochastyczne

Metody probabilistyczne

Wybrane rozkłady zmiennych losowych. Statystyka

METODY BADAŃ NA ZWIERZĘTACH ze STATYSTYKĄ wykład 3-4. Parametry i wybrane rozkłady zmiennych losowych

Systemy kolejkowe z histerezą- wprowadzenie

Przykład 1 W przypadku jednokrotnego rzutu kostką przestrzeń zdarzeń elementarnych

III. ZMIENNE LOSOWE JEDNOWYMIAROWE

Badania operacyjne egzamin

Ćwiczenia: Ukryte procesy Markowa lista 1 kierunek: matematyka, specjalność: analiza danych i modelowanie, studia II

Zarządzanie procesorem

W rachunku prawdopodobieństwa wyróżniamy dwie zasadnicze grupy rozkładów zmiennych losowych:

Rozkłady i ich dystrybuanty 16 marca F X (t) = P (X < t) 0, gdy t 0, F X (t) = 1, gdy t > c, 0, gdy t x 1, 1, gdy t > x 2,

01. dla x 0; 1 2 wynosi:

Biostatystyka, # 3 /Weterynaria I/

PODSTAWOWE ROZKŁADY PRAWDOPODOBIEŃSTWA. Piotr Wiącek

Ogólnopolska Konferencja Aktuarialna Zagadnienia aktuarialne teoria i praktyka Warszawa, IE SGH 2009

4. ZNACZENIE ROZKŁADU WYKŁADNICZEGO

4.2 Rozgrzewka, czyli Centralne Twierdzenie Graniczne

Wybrane rozkłady zmiennych losowych. Statystyka

Zadanie 1. O rozkładzie pewnego ryzyka X posiadamy następujące informacje: znamy oczekiwaną wartość nadwyżki ponad 20:

Ćwiczenia 7 - Zmienna losowa i jej rozkład. Parametry rozkładu.

Rachunek prawdopodobieństwa - Teoria - Przypomnienie.. A i B są niezależne, gdy P(A B) = P(A)P(B). P(A B i )P(B i )

Procesy Markowa zawdzięczają swoją nazwę ich twórcy Andriejowi Markowowi, który po raz pierwszy opisał problem w 1906 roku.

Systemy masowej obsługi

Rachunek prawdopodobieństwa Rozdział 4. Zmienne losowe

Wstęp do sieci neuronowych, wykład 11 Łańcuchy Markova

Matematyka dyskretna. Andrzej Łachwa, UJ, /15

Zbigniew S. Szewczak Uniwersytet Mikołaja Kopernika Wydział Matematyki i Informatyki. Graniczne własności łańcuchów Markowa

Metody probabilistyczne

Wykład 7: Warunkowa wartość oczekiwana. Rozkłady warunkowe.

Weryfikacja hipotez statystycznych

Wykład 2. Przykład zastosowania teorii prawdopodobieństwa: procesy stochastyczne (Markova)

Statystyka matematyczna dla leśników

STATYSTYKA MATEMATYCZNA. rachunek prawdopodobieństwa

Lista zadania nr 7 Metody probabilistyczne i statystyka studia I stopnia informatyka (rok 2) Wydziału Ekonomiczno-Informatycznego Filia UwB w Wilnie

z przedziału 0,1 liczb dodatnich. Rozważmy dwie zmienne losowe:... ma złożony rozkład dwumianowy o parametrach 1,q i, gdzie X, wszystkie składniki X

Prawdopodobieństwo i statystyka

Zadanie 1. są niezależne i mają rozkład z atomami: ( ),

zdarzenie losowe - zdarzenie którego przebiegu czy wyniku nie da się przewidzieć na pewno.

PRAWDOPODOBIEŃSTWO. ZMIENNA LOSOWA. TYPY ROZKŁADÓW

Metoda simpleks. Gliwice

Lista 6. Kamil Matuszewski 13 kwietnia D n =

Spacery losowe generowanie realizacji procesu losowego

Matematyka ubezpieczeń majątkowych r.

4,5. Dyskretne zmienne losowe (17.03; 31.03)

Lista 1. Procesy o przyrostach niezależnych.

WYKŁADY Z RACHUNKU PRAWDOPODOBIEŃSTWA I wykład 2 i 3 Zmienna losowa

Dyskretne zmienne losowe

Literatura TEORIA MASOWEJ OBSŁUGI TEORIA KOLEJEK. Geneza. Teoria masowej obsługi. Cele masowej obsługi. Teoria masowej obsługi

Rozkład wykładniczy. Proces Poissona.

Zmienne losowe zadania na sprawdzian

Wstęp do Rachunku Prawdopodobieństwa, IIr. WMS

Aleksander Adamowski (s1869) zmienn ą losow ą T o rozkładzie wykładniczym o średniej 5 minut.

Wstęp do sieci neuronowych, wykład 12 Łańcuchy Markowa

PROCESY STOCHASTYCZNE. PEWNE KLASY PROCESÓW STOCHASTYCZNYCH Definicja. Procesem stochastycznym nazywamy rodzinę zmiennych losowych X(t) = X(t, ω)

Ważne rozkłady i twierdzenia

Zarządzanie wieloserwerowym środowiskiem SAS z wykorzystaniem SAS Grid Managera. Katarzyna Wyszomierska

Literatura TEORIA MASOWEJ OBSŁUGI TEORIA KOLEJEK. Teoria masowej obsługi. Geneza. Teoria masowej obsługi

Spis treści 3 SPIS TREŚCI

Sieci Mobilne i Bezprzewodowe laboratorium 2 Modelowanie zdarzeń dyskretnych

Matematyka ubezpieczeń majątkowych r.

Matematyka ubezpieczeń majątkowych r.

19 marzec, Łańcuchy Markowa z czasem dyskretnym. Procesy Stochastyczne, wykład 6, T. Byczkowski, Procesy Stochastyczne, PPT, Matematyka MAP1136

P (A B) = P (A), P (B) = P (A), skąd P (A B) = P (A) P (B). P (A)

Matematyka ubezpieczeń majątkowych r.

2. Wykaż, że moment pierwszego skoku w procesie Poissona. S 1 := inf{t : N t > 0} jest zmienną losową o rozkładzie wykładniczym z parametrem λ.

Matematyka ubezpieczeń majątkowych r.

Metody teorii gier. ALP520 - Wykład z Algorytmów Probabilistycznych p.2

Wykład 12: Warunkowa wartość oczekiwana. Rozkłady warunkowe. Mieszanina rozkładów.

Zmienne losowe ciągłe i ich rozkłady

Rachunek Prawdopodobieństwa i Statystyka

Zadanie 1. Zmienne losowe X 1, X 2 są niezależne i mają taki sam rozkład z atomami:

Liczba godzin Punkty ECTS Sposób zaliczenia. ćwiczenia 16 zaliczenie z oceną

Rozkłady prawdopodobieństwa zmiennych losowych

Metody Rozmyte i Algorytmy Ewolucyjne

Matematyka ubezpieczeń majątkowych r.

1 Wykład 3 Generatory liczb losowych o dowolnych rozkładach.

Wykład 6. Planowanie (szeregowanie) procesów (ang. process scheduling) Wojciech Kwedlo, Wykład z Systemów Operacyjnych -1- Wydział Informatyki PB

Colloquium 3, Grupa A

Szczegółowy program kursu Statystyka z programem Excel (30 godzin lekcyjnych zajęć)

Algorytmy zrandomizowane

3 Ubezpieczenia na życie

Transkrypt:

Rachunek prawdopodobieństwa dla informatyków Adam Roman Instytut Informatyki UJ Wykład 7 teoria kolejek prawo Little a systemy jedno- i wielokolejkowe 1/75

System kolejkowy System kolejkowy to układ złożony z jednego lub kilku stanowisk obsługi (np. serwerów) przeznaczonych do wykonywania określonych zadań, które nadchodzą do systemu poprzez kolejkę zadań oczekujących na wykonanie 2/75

Komponenty systemu kolejkowego zadania nadchodzące kolejka Serwer 1 Serwer n wyjście populacja 3/75

Komponenty: nadchodzenie zadań Zwykle zadania nadchodzą w losowych momentach A(t) proces zliczający A(t) = # zadań, które nadeszły do chwili t W stacjonarnych systemach kolejkowych zgłoszenia pojawiają się z częstotliwością (tempem) zgłoszeń: Oczekiwany czas pomiędzy zgłoszeniami to 4/75

Komponenty: kolejkowanie i routing Zadania zwykle procesowane są w systemie first come first served, zatem kolejka jest FIFO Gdy nadchodzi nowe zadanie możliwe są sytuacje: 1. 1 serwer dostępny (zadanie jest mu przekazane) 2. kilka serwerów dostępnych (przekazanie losowo lub wg określonych reguł, np. do najszybszego) 3. wszystko zajęte (zadanie zakolejkowane) Dodatkowe warianty: - ograniczenie pojemności kolejki - ograniczony czas oczekiwania ( cierpliwość ) 5/75

Komponenty: serwis Gdy serwer jest dostępny, od razu zaczyna przetwarzanie (obsługę, serwis) następnego zadania W praktyce czas serwisu jest losowy Średni czas serwisu to Tempo serwisu (service rate) to średnia liczba zadań przetwarzanych w ciągu jednostki czasu: 6/75

Parametry i zmienne losowe systemu kolejkowego PARAMETRY tempo zgłoszeń tempo serwisu śr. czas między przybyciami śr. czas serwisu współczynnik użycia (utilization rate) 7/75

Parametry i zmienne losowe systemu kolejkowego ZMIENNE LOSOWE # przetwarzanych zadań w czasie t # zadań czekających w kolejce w czasie t całkowita liczba zadań w systemie w czasie t czas serwisu k-tego zadania czas oczekiwania k-tego zadania czas odpowiedzi (całkowity czas jaki zadanie spędza w systemie od nadejścia do wyjścia) 8/75

Współczynnik użycia, stacjonarność Współczynnik użycia r jest ważnym parametrem wskazuje on, czy system może funkcjonować przy bieżącym lub większym tempie zgłaszania zadań i jak bardzo system jest przeciążony lub niedociążony System kolejkowy jest stacjonarny, jeśli rozkłady S k, W k i R k są niezależne od k W takiej sytuacji będziemy opuszczać indeks k. Główny cel analizy znaleźć rozkład X(t), całkowitej liczby zadań w systemie. Inne charakterystyki będą obliczane na podstawie X(t). Wynik: oszacowanie wydajności systemu. 9/75

PRAWO LITTLE A 10/75

Prawo Little a Prawo Little a opisuje związek pomiędzy oczekiwaną liczbą zadań, oczekiwanym czasem odpowiedzi i tempem zgłoszeń. Działa dla każdego stacjonarnego systemu kolejkowego 11/75

A(T) Dowód prawa Little a ε X(T) R, czas odpowiedzi X(t), liczba prac w chwili t 3 2 1 0 zad 1 zad 3 zad 2 Zgłoszenie Odejście t T czas 12/75

A(T) Dowód prawa Little a ε X(T) R, czas odpowiedzi X(t), liczba prac w chwili t 3 2 1 0 zad 1 zad 3 zad 2 Zgłoszenie Odejście t T czas czas Dla obu stron bierzemy E, dzielimy przez T i przechodzimy do granicy 13/75

A(T) Dowód prawa Little a ε X(T) R, czas odpowiedzi X(t), liczba prac w chwili t 3 2 1 0 zad 1 zad 3 zad 2 Zgłoszenie Odejście t T czas 14/75

A(T) Dowód prawa Little a ε X(T) R, czas odpowiedzi X(t), liczba prac w chwili t 3 2 1 0 zad 1 zad 3 zad 2 Zgłoszenie Odejście t T czas 15/75

A(T) Dowód prawa Little a ε X(T) R, czas odpowiedzi X(t), liczba prac w chwili t 3 2 1 0 zad 1 zad 3 zad 2 Zgłoszenie Odejście t T czas 16/75

Przykład Wchodzimy do banku o 10:00. Jest tam 10 klientów i zakładamy, że jest to typowa, średnia liczba klientów. Zauważamy też, że klienci obsługiwani są średnio co 2 minuty. Kiedy można spodziewać się, że zostaniemy obsłużeni i wyjdziemy z banku? 17/75

Uniwersalność prawa Little a Prawo Little a ma zastosowanie do każdego stacjonarnego systemu kolejkowego, a nawet do komponentów systemu kolejki i serwerów. Możemy natychmiast wywniosować równania na liczbę oczekujących zadań: oraz na liczbę zadań aktualnie serwisowanych: Przy okazji otrzymaliśmy inną, ważną interpretację współczynnika użycia: jest to oczekiwana liczba serwisowanych zadań w danym czasie 18/75

Prawo Little a podsumowanie Prawo to udowodnił Little w 1961 roku John D.C. Little. Pokazuje ono związki pomiędzy oczekiwanymi wartościami liczby zadań i czasów odpowiedzi Zajmiemy się teraz badaniem całego rozkładu X(t) Liczba zadań w systemie, X(t), nazywana jest procesem kolejkowym. W ogólności NIE jest to proces zliczający, bo zadania przychodzą i odchodzą, więc liczba zadań może się zwiększać lub zmniejszać, a więc nie musi być niemalejąca 19/75

PROCES KOLEJKOWY BERNOULLIEGO Z 1 SERWEREM 20/75

Proces kolejkowy Bernoulliego z 1 serwerem (1) Proces z czasem dyskretnym o następującej charakterystyce: jeden serwer nieograniczona pojemność kolejki zgłoszenia mają rozkład dwumianowy z p=p A prawdopodobieństwo ukończenia serwisu (i odejścia z systemu) podczas każdej ramki wynosi p S pod warunkiem, że w systemie jest co najmniej jedno zadanie na początku ramki czasowej czasy serwisu i czasy między zgłoszeniami są niezależne 21/75

Proces kolejkowy Bernoulliego z 1 serwerem (2) Z własności dwumianowego procesu zliczającego: liczba ramek pomiędzy kolejnymi zgłoszeniami ma rozkład Geom(p A ) każdy serwis zabiera Geom(p S ) ramek serwis każdego zadania zabiera co najmniej 1 ramkę 22/75

Proces kolejkowy Bernoulliego z 1 serwerem (3) Jest to także homogeniczny łańcuch Markowa, ponieważ p A i p S nie zmieniają się w czasie Warunki procesu dwumianowego gwarantują, że w jednej ramce może być co najwyżej 1 zgłoszenie i 1 wyjście zadania 23/75

Proces kolejkowy Bernoulliego z 1 serwerem (4) 24/75

Proces kolejkowy Bernoulliego z 1 serwerem (4) 25/75

Proces kolejkowy Bernoulliego z 1 serwerem (5) 0 1 2 3 26/75

Przykład (1) Zadania do drukarki wysyłane są w tempie 20/godz. Każde drukowanie zajmuje średnio 40s. Obecnie drukarka jest w stanie drukowania, a w kolejce czeka jedno zadanie. Zakładając proces kolejkowy Bernoulliego z ramką 20s (a) jakie jest prawd., że drukarka będzie bezczynna za 2 minuty? (b) jaka jest oczekiwana długość kolejki za 2 minuty? Znajdź oczekiwaną liczbę zadań oczekujących i oczekiwaną całkowitą liczbę zadań w systemie 27/75

Przykład (2) Dane Obliczamy 28/75

Przykład (3) Jak przeprowadzić mnożenie nieskończonej macierzy? 29/75

Przykład (4) Na szczęście potrzebujemy tylko jej fragmentu! Obecnie w systemie są 2 prace (1 w kolejce i 1 drukowana). 30/75

Przykład (4) Na szczęście potrzebujemy tylko jej fragmentu! Obecnie w systemie są 2 prace (1 w kolejce i 1 drukowana). W 6 ramkach liczba ta może się zmienić max o 6, zatem może przyjąć wartości od 0 do 8. Wystarczy więc ograniczyć się do pierwszych 9 kolumn i 9 wierszy macierzy P 31/75

Przykład (5) 32/75

Rozkład stacjonarny Każdy system kolejkowy, którego tempo serwisu jest większe niż tempo zgłoszeń: posiada rozkład stacjonarny Da się go obliczyć pomiomo nieskończoności macierzy przejścia P. 33/75

Systemy z ograniczoną pojemnością C = maksymalna liczba zadań, jakie jednocześnie mogą być w systemie 0 1 C-1 C 34/75

Przykład (1) Pracownik call-centre ma telefon z 2 liniami umożliwiający rozmawianie i jednoczesne wstrzymanie drugiej rozmowy (on hold). To system z pojemnością C=2. Gdy jest max pojemność i ktoś dzwoni, otrzymuje sygnał zajęte. Załóżmy, że pracownik otrzymuje średno 10 telefonów na godzinę, a średni czas rozmowy wynosi 4 min. Modelując system jako system kolejkowy Bernoulliego z ograniczoną pojemnością i 1-minutowymi ramkami oblicz rozkład stacjonarny i zinterpretuj go 35/75

Przykład (2) 36/75

Przykład (3) Pracownik przez 43,9% czasu nie rozmawia, przez 35,1% czasu ma 1 rozmowę, a przez 21% czasu dwie rozmowy naraz (tzn. jedna na on-hold ) 37/75

SYSTEM M/M/1 38/75

Systemy kolejkowe z czasem ciągłym notacja System kolejkowy A/S/n/C A rozkład czasów między zgłoszeniami S rozkład czasów serwisu n liczba serwerów C pojemność (domyślnie C= ) M = rozkład wykładniczy, bo jest bez pamięci (memory-less) a wynikowy proces jest markowowski 39/75

System M/M/1 System kolejkowy M/M/1 to proces kolejkowy Markowa z czasem ciągłym o następujących cechach: - jeden serwer - nieograniczona pojemność - czasy między zgłoszeniami o r. wykładniczym z λ A - czasy obsługi o r. wykładniczym z λ S - czasy między zgłoszeniami i obsługi są niezależne 40/75

M/M/1 jako proces graniczny procesu Bernoulliego (1) 41/75

M/M/1 jako proces graniczny procesu Bernoulliego (2) 42/75

Rozkład stacjonarny dla M/M/1 (1) pierwsze równanie równowagi drugie równanie równowagi 43/75

Rozkład stacjonarny dla M/M/1 (2) W ogólnym przypadku otrzymujemy równanie 44/75

Rozkład stacjonarny dla M/M/1 (2) W ogólnym przypadku otrzymujemy równanie Czy ten rozkład wygląda znajomo??? 45/75

Rozkład stacjonarny dla M/M/1 (3) X(t) ma przesunięty rozkład geometryczny! Przesunięty, bo Y=X+1 ma r. geometryczny: Dzięki temu łatwo możemy obliczyć charakterystyki rozkładu X(t): 46/75

Rozkład stacjonarny dla M/M/1 (4) Podsumowanie: rozkład stacjonarny dla liczby zadań w systemie M/M/1 47/75

Ocena wydajności systemu Z wzoru na poprzednim slajdzie wynika, że Czyli: Pr(serwer jest zajęty) = r Pr(serwer jest wolny) = 1 r Wartość r (utilization!) mówi jak bardzo serwer jest wykorzystywany. System jest funkcjonalny gdy r<1. Gdy r 1 system jest przeciążony i zadania się kumulują. 48/75

Czas oczekiwania (1) Czas oczekiwania dla nowego zadania zależy od czasów obsługi X znajdujących się w systemie zadań To, czy pierwsze z tych zadań jest już obsługiwane, nie ma znaczenia dla rozkładu W! Dlaczego? 49/75

Czas oczekiwania (1) Czas oczekiwania dla nowego zadania zależy od czasów obsługi X znajdujących się w systemie zadań To, czy pierwsze z tych zadań jest już obsługiwane, nie ma znaczenia dla rozkładu W! Rozkład wykładniczy jest rozkładem bez pamięci. W każdym momencie pozostający czas obsługi ma taki sam rozkład Exp(λ S ), niezależnie od tego jak długo trwa obsługa! 50/75

Czas oczekiwania (2) Zatem oczekiwany czas oczekiwania wynosi: Pytanie: czy zmienna W ma rozkład ciągły czy dyskretny? 51/75

Czas oczekiwania (2) Zatem oczekiwany czas oczekiwania wynosi: P(W=0) = 1 r, zatem W ma masę prawdopodobieństwa w zerze. Z drugiej strony, W ma gęstość f(x) dla x>0, bo jest sumą zmiennych o rozkładach Gamma. W ma rozład mieszany!!!!!! 52/75

Czas odpowiedzi Czas odpowiedzi to czas przebywania zadania w systemie 53/75

Długość kolejki To liczba oczekujących zadań: 54/75

Główne charakterystyki M/M/1 55/75

SYSTEMY Z K SERWERAMI 56/75

Wprowadzenie Czasy obsługi w poszczególnych serwerach mogą być różne. Gdy nadchodzi zgłoszenie i wszystkie serwery są zajęte, zgłoszenie jest zakolejkowane. Wpp. jest przydzielane do serwera wg jakichś reguł Plan analizy systemów wieloserwerowych: - sprawdź, czy liczba zgłoszeń w czasie t jest procesem Markowa. Jeśli tak, oblicz P - oblicz rozkład stacjonarny π - użyj π do uzyskania długoterminowych charakterystyk systemu Współczynnik użycia: r<k, nie r<1 57/75

Proces kolejkowy Bernoulliego z k serwerami To proces kolejkowy o dyskretnym czasie z następującymi cechami: - k serwerów - nieograniczona pojemność - zgłoszenia wg. procesu zliczającego dwumianowego, prawd. zgłoszenia = p A - w każdej ramce czasu każdy zajęty serwer kończy obsługę z prawd. = p S niezależnie od innych serwerów i niezależnie od procesu zgłoszeń 58/75

Własność Markowa dla pr. B. z k kol. Czasy między zgłoszeniami oraz czasy przetwarzania zadań mają rozkłady geometryczne z parametrami odpowiednio p A i p S Rozkład geometryczny nie ma pamięci, więc proces jest markowowski Załóżmy, że X s =n prac jest aktualnie obsługiwanych. W następnej ramce każde z nich może się skończyć i opuścić system. Zatem liczba opuszczeń systemu to liczba sukcesów w n niezależnych próbach Bernoulliego. Czyli rozkład dwumianowy(n, p S ) 59/75

Prawdopodobieństwa przejść (1) Obliczmy Załóżmy, że mamy i prac w systemie z k serwerami. Wtedy liczba n zajętych serwerów to Dla i k liczba serwerów wystarcza dla aktualnych zadań, wszystkie są obsługiwane i liczba X d prac opuszczających w następnej ramce jest Binom(i, p S ) Dla i>k jest więcej zadań niż serwerów. Wszystkie serwery są zajęte, X d ma rozkład Binom(k, p S ) Nowe zgłoszenie w następnej ramce pojawia się z prawdopodobieństwem p A 60/75

Prawdopodobieństwa przejść (2) 61/75

Prawdopodobieństwa przejść (3) 0 1 2 3 Schemat dla systemu?-serwerowego 62/75

Prawdopodobieństwa przejść (3) 0 1 2 3 Schemat dla systemu 2-serwerowego Liczba aktualnych prac może przejść od i do i-2, i-1, i, i+1 63/75

System M/M/k M/M/k to proces kolejkowy Markowa z ciągłym czasem. Charakterystyka: - k serwerów - nieograniczona pojemność - wykładniczy(λ A ) czas pomiędzy zgłoszeniami - wykładniczy(λ S ) czas obsługi dla każdego serwera, czasy niezależne dla poszczególnych serwerów i niezależne od czasów zgłoszeń 64/75

System M/M/k prawd. przejść Tak jak w M/M/1 korzystamy z procesu Bernoulliego kładąc Δ 0 65/75

System M/M/k rozkład stacjonarny Tak jak w M/M/1, które było szczególnym przypadkiem Po zajęciu przez k prac wszystkich serwerów: 66/75

System M/M/k rozkład stacjonarny 67/75

Przykład Mamy system M/M/3 z tempem zgłoszeń λ A =10 min -1 Tempo obsługi to 6 min -1. Współczynnik użycia (obciążenie systemu) wynosi 10/6 = 1.67 (ale system jest funkcjonalny, bo są 3 serwery i r<3). Jaka frakcja zgłoszeń będzie przetworzona natychmiast, bez czekania w kolejce? 68/75

Przykład Mamy system M/M/3 z tempem zgłoszeń λ A =10 min -1 Tempo obsługi to 6 min -1. Współczynnik użycia (obciążenie systemu) wynosi 10/6 = 1.67 (ale system jest funkcjonalny, bo są 3 serwery i r<3). Jaka frakcja zgłoszeń będzie przetworzona natychmiast, bez czekania w kolejce? 69/75

System M/M/ Eliminujemy czas oczekiwania. Zgłoszenie jest obsługiwane natychmiast 70/75

System M/M/ Używając wyników dla M/M/k i biorąc k dostajemy I dla wszystkich Rozkład Poissona! Liczba zadań w systemie M/M/ ma rozkład Poissona(λ A / λ S ). 71/75

Podsumowanie: System M/M/ 72/75

Teoria kolejek podsumowanie (1) Przeanalizowaliśmy podstawowe systemy kolejkowe: Bernoulliego oraz M/M/k Uwzględniliśmy 1 i k serwerów, ograniczoną i nieograniczoną pojemność kolejki Nie uwzględnialiśmy bardziej skomplikowanych rzeczy np. cierpliwość zadania w kolejce, różnice między serwerami itp. Większość wyników oparta jest o własność Markowa rozważanych procesów. Wyprowadziliśmy rozkłady stacjonarne liczby zadań w systemie, a stąd otrzymaliśmy inne charakterystyki systemów Jedynym ogólnym wynikiem jest prawo Little a 73/75

Teoria kolejek podsumowanie (2) W praktyce systemy kolejkowe są znacznie bardziej skomplikowane. Zgłoszenia mogą mieć inny niż Poissonowski rozkład. Intensywność zgłoszeń może zmieniać się w czasie. Proces może mieć pamięć. Itd. Możemy symulować bardziej skomplikowane systemy kolejkowe przy pomocy metod Monte Carlo Czasem metody MC są konieczne nawet, jeśli mamy system dający się policzyć analitycznie. Np. w przypadku markowowskim możemy chcieć wiedzieć jaki będzie % zadowolonych klientów, oczekiwana liczba użytkowników w danym czasie, liczyć prognozy itp. 74/75

KONIEC 75/75