При выполнении работы студенты должны руководствоваться общими для учебных аудиторий правилами техники безопасности.
Методика и порядок выполнения работы
Согласно заданию (таблица 1.1), определить в установившемся режиме предельные значения:
- относительной пропускной способности ;
- абсолютной пропускной способности ;
- вероятности отказа .
Таблица 1.1 – Исходные данные
№ варианта | Время обслуживания t, с | Интенсивность поступления заявок , ед/с | Максимальное количество требований (заявок) | Количество каналов, n |
2,1 | ||||
2,15 | ||||
2,2 | ||||
2,25 | ||||
2,2 | ||||
2,15 | ||||
2,1 | ||||
2,05 | ||||
1,95 | ||||
1,9 |
Сравнить фактическую пропускную способность СМО с номинальной, которая была бы, если бы каждый автомобиль обслуживался точно t часов и автомобили следовали один за другим без перерыва.
Содержание отчета и его форма
Отчет должен содержать:
6.1 Расчет относительной пропускной способности ;
6.2 Расчет абсолютной пропускной способности ;
6.3 Расчет вероятности отказа ;
6.4 Выводы.
Контрольные вопросы и защита работы
7.1 Что такое относительная пропускная способность системы?
7.2 Какие вероятностные состояния у данной системы?
7.3 Как определяется пропускная способность системы при стационарном (установившемся) режиме?
7.4 Что такое абсолютная пропускная способность?
7.5 Чему равна вероятность отказа в обслуживании заявки?
Защита работы проводится в устной форме, состоит в предоставлении студентом правильно выполненного отчета по работе, коротком докладе и в ответах на вопросы, представленные выше.
Практическое занятие 13.
Определение характеристик одноканальной системы массового обслуживания с ожиданием
Цель и содержание
Цель работы – приобрести навыки моделирования одноканальной системы массового обслуживания с ожиданием.
В результате выполнения работы студенты должны:
1. Определить вероятность отказа в обслуживании заявки;
2. Определить относительную пропускную способность;
3. Определить абсолютную пропускную способность;
4. Определить среднее число находящихся в системе заявок;
5. Определить среднее время пребывания заявки в системе;
6. Определить среднюю продолжительность пребывания клиента в очереди;
7. Определить среднее число заявок в очереди;
8. Сделать выводы.
Теоретическое обоснование
Система массового обслуживания имеет один канал. Входящий поток заявок на обслуживание – простейший поток с интенсивностью . Интенсивность потока обслуживания равна (т. е. в среднем непрерывно занятый канал будет выдавать обслуженных заявок). Длительность обслуживания – случайная величина, подчиненная показательному закону распределения. Поток обслуживаний является простейшим пуассоновским потоком событий. Заявка, поступившая в момент, когда канал занят, становится в очередь и ожидает обслуживания.
Предположим, что независимо от того, сколько требований поступает на вход обслуживающей системы, данная система (очередь + + обслуживаемые клиенты) не может вместить более – требований (заявок), т. е. клиенты, не попавшие в ожидание, вынуждены обслуживаться в другом месте. Наконец, источник, порождающий заявки на обслуживание, имеет неограниченную (бесконечно большую) емкость.
Состояния СМО имеют следующую интерпретацию:
– канал свободен;
– канал занят, очереди нет;
– канал занят, одна заявка стоит в очереди;
....................................
– канал занят, заявок стоит в очереди;
....................................
– канал занят, заявок стоит в очереди.
Стационарный процесс в данной системе будет описываться следующей системой алгебраических уравнений:
(2.1) |
где ;
– номер состояния.
Решение приведенной выше системы уравнений для нашей модели СМО имеет вид:
(2.2) | |
, | (2.3) |
тогда
Следует отметить, что выполнение условия стационарности для данной СМО не обязательно, поскольку число допускаемых в обслуживающую систему заявок контролируется путем введения ограничения на длину очереди (которая не может превышать ), а не соотношением между интенсивностями входного потока, т. е. не отношением .
Определим характеристики одноканальной СМО с ожиданием и ограниченной длиной очереди, равной ():
- вероятность отказа в обслуживании заявки равна:
(2.4) |
- относительная пропускная способность системы:
(2.5) |
- абсолютная пропускная способность:
. | (2.6) |
- среднее число находящихся в системе заявок:
(2.7) |
- среднее время пребывания заявки в системе:
; | (2.8) |
- средняя продолжительность пребывания клиента (заявки) в очереди:
; | (2.9) |
- среднее число заявок (клиентов) в очереди (длина очереди):
. | (2.10) |