- •Часть 1. Моделирование систем Лекция №1.
- •Глава 1. Понятие моделирования.
- •1.1. Моделирование сложных систем
- •1.2. Принцип системного подхода в моделировании систем
- •1.3. Характеристики моделей систем.
- •1.4. Этапы моделирования систем
- •1. Постановка цели моделирования.
- •2. Построение модели м.
- •Лекция №2
- •1.5. Классификация видов моделирования систем.
- •3.1. Мысленное моделирование может быть реализовано в виде наглядного, символического и математического.
- •Лекция №3.
- •Часть 2. Математические схемы моделирования систем
- •2.1. Основные подходы к построению мм систем.
- •2.2. Непрерывно детерминированные модели (д - схемы).
- •Лекция №4.
- •2.3. Дискретно-детерминированные модели (f-схемы). Конечные автоматы
- •2.4. Дискретно-стохастические модели (p-схемы). Вероятностные автоматы
- •Пример у-детерминированного автомата
- •Лекция №5.
- •4.3. Непрерывно-стохастические модели (q - схемы).
- •1.1Методы теории массового обслуживания.
- •К лассификация моделей смо
- •Лекция №6.
- •Поведенческие свойства сетей Петри
- •1. Достижимость.
- •2. Ограниченность.
- •3. Активность.
- •4. Обратимость и базовое состояние.
- •Задача о конечности функционирования сети Петри
- •Пример использования сети Петри при анализе состояний дедлока.
- •Лекция №7. Комбинированные модели (а-схемы). Сложные системы
- •Лекция №8.
- •Часть 3. Моделирование систем с использованием типовых математических схем.
- •3.1. Блочная (модульная) концепция моделирования
- •3.2. Принципы построения моделирующих алгоритмов
- •3.3. Моделирование процесса функционирования систем на базе q-схем.
- •Часть 4. Статистическое моделирование систем Лекция №9. Общая характеристика и сущность метода статистического моделирования
- •1. Детерминированная задача вычисления интеграла
- •2. Стохастическая задача вычисления математического ожидания и дисперсии f(X,y).
- •Лекция 10. Псевдослучайные последовательности. Датчики случайных чисел.
- •2. Метод серединных квадратов.
К лассификация моделей смо
В порядке поступления
Полнодоступная и неполнодоступная
система
В обратном порядке
С учетом приоритетов
1. По входному потоку:
— с детерминированным потоком (deterministic input). Предполагается, что источник генерирует заявки через известные, в частности, равные, интервалы времени. Таким, например, является поток поездов в идеально работающей железнодорожной компании;
— со случайным потоком (random input). Если время поступления отдельных заявок заранее предсказать невозможно, используется модель случайного потока с теми или иными вероятностными характеристиками.
2. По количеству приборов:
—одноканальная (one-channel) система,
—многоканальная (multi-channel) система.
3. По возможности ожидания:
— с отказами в обслуживании (denial of service), т. е., с потерями заявок при занятости всех приборов;
— с ожиданием. При этом очередь может быть либо ограниченной по длине (число парковочных мест на стоянке, размер буфера в памяти маршрутизатора конечны) либо быть потенциально бесконечной. При ограниченной длине очереди происходят отказы в обслуживании, если все места для ожидания заняты.
4. По дисциплине очереди:
— заявки обслуживаются в порядке поступления (First-In-First-Out — FIFO);
— заявки обслуживаются в обратном порядке (Last-In-First- Out — LIFO);
— заявки обслуживаются с учетом приоритетов (priorities);
— полнодоступная или неполнодоступная (full or limited availability) очередь. В полнодоступном случае (общая очередь) очередной клиент может быть обслужен любым освободившимся прибором, в неполнодоступном прибор обслуживает только «своих» клиентов.
5. По дисциплине ожидания:
— с терпеливыми клиентами (готовыми ждать до бесконечности);
— с нетерпеливыми клиентами (impatient customers): с ограниченным временем ожидания либо покидающими очередь с вероятностью, возрастающей по мере ожидания
6. По времени обслуживания:
— детерминированное время обслуживания (deterministic service time);
— случайное время обслуживание (random service time) с тем или иным законом распределения, например экспоненциальным или равномерным.
7. По виду обслуживания:
— однофазная модель. Предполагается, что заявка обслуживается единственным прибором с начала до конца;
— многофазная модель. Выполнив первую фазу, прибор передает заявку другому, который выполняет вторую фазу и т. д.;
— сети обслуживания (queueing networks), обобщающие многофазную модель. Траектория обслуживания может зависеть от вида заявки, приоритетов, складывающейся ситуации. Типичный пример — сеть пакетной коммутации, лежащая в основе интернета.
8. По общему количеству заявок:
— открытая система, когда число клиентов в системе не ограничено. Пример — общедоступная станция технического обслуживания, куда автомобили приходят из потенциально бесконечного внешнего мира;
— замкнутая система, в которой общее число клиентов во входном и выходном потоке постоянно. Тот же пример с техническим обслуживанием автомобилей, но в масштабах небольшой транспортной компании. Отремонтированный автомобиль не покидает систему, а перемещается из выходного потока во входной.
Пример системы массового обслуживания: СМО (Q - схема) M/M/1
В начальный момент времени заявок нет
- вероятность того, что за
ни одна заявка не появится и ни одна
заявка не уйдет из системы
- вероятность появления одной заявки
за время
и не выхода ни одной заявки.
- вероятность не появления ни одной
заявки и выхода из системы 1 заявки.
Перенесем, разделим и устремим к нулю, получим систему:
Введем параметр
,
а с учетов второго
При
:
- рекуррентное соотношение
Мат ожидание
Дисперсия
для стационарных (конечные
и
)
Мат ожидание заявок в накопителе:
Среднее время ожидания в накопителе
