49. Классификация моделей систем массового обслуживания.
Классификация СМО
Первое деление (по наличию очередей):
СМО с отказами;
СМО с очередью.
В СМО с отказами заявка, поступившая в момент, когда все каналы заняты, получает отказ, покидает СМО и в дальнейшем не обслуживается.
В СМО с очередью заявка, пришедшая в момент, когда все каналы заняты, не уходит, а становится в очередь и ожидает возможности быть обслуженной.
СМО с очередями подразделяются на разные виды в зависимости от того, как организована очередь, – ограничена или не ограничена. Ограничения могут касаться как длины очереди, так и времени ожидания, «дисциплины обслуживания».
Итак, например, рассматриваются следующие СМО:
СМО с нетерпеливыми заявками (длина очереди и время обслуживания ограничено);
СМО с обслуживанием с приоритетом, т. е. некоторые заявки обслуживаются вне очереди и т. д.
Типы ограничения очереди могут быть комбинированными.
Другая классификация делит СМО по источнику заявок. Порождать заявки (требования) может сама система или некая внешняя среда, существующая независимо от системы.
Естественно, поток заявок, порожденный самой системой, будет зависеть от системы и ее состояния.
Кроме этого СМО делятся на открытые СМО и замкнутые СМО.
В открытой СМО характеристики потока заявок не зависят от того, в каком состоянии сама СМО (сколько каналов занято). В замкнутой СМО – зависят. Например, если один рабочий обслуживает группу станков, время от времени требующих наладки, то интенсивность потока «требований» со стороны станков зависит от того, сколько их уже исправно и ждет наладки.
Пример замкнутой системы: выдача кассиром зарплаты на предприятии.
По количеству каналов СМО делятся на:
одноканальные;
многоканальные.
50. Моделирование одноканальных смо.
Как правило, целью имитационного моделирования подобной системы является определение оценок ее основных характеристик, таких, как среднее время пребывания заявки в очереди, средняя длина очереди и доля времени простоя системы. Характеристики самого процесса массового обслуживания могут изменять свои значения либо в момент поступления новой заявки на обслуживание, либо при завершении обслуживания очередной заявки. К обслуживанию поступившей заявки СМО может приступить немедленно (канал обслуживания свободен), но не исключена необходимость ожидания, когда заявке придется занять место в очереди (СМО с очередью, канал обслуживания занят). После завершения обслуживания очередной заявки СМО может сразу приступить к обслуживанию следующей заявки, если она есть, но может и простаивать, если таковая отсутствует. Необходимую информацию можно получить, наблюдая различные ситуации, возникающие при реализациях основных событий. Так, при поступлении заявки в СМО с очередью при занятом канале обслуживания длина очереди увеличивается на единицу. Аналогично длина очереди уменьшается на единицу, если завершено обслуживание очередной заявки и множество заявок в очереди не пусто.
Рассмотрим процесс моделирования СМО на примере одноканальной системы, т.е. СМО с одним обслуживающим каналом.
Обозначим через г длительность обслуживания заявки в системе. Пусть имеет закон распределения f() и является стационарной случайной величиной. Заявки обслуживаются в порядке поступления по очереди, в которой заявки могут находиться не более времени, ож. Величина ож имеет закон распределения . Предположим, что ож является независимой величиной для различных заявок.
Пусть требуется определить в результате моделирования долю обслуженных заявок, долю заявок, получивших отказ, среднее время ожидания в очереди и т.п.
Будем рассматривать процесс функционирования в интервале времени [О, Т], а заявки вне этого интервала в данной СМО не рассматриваются, даже если заявка начала обслуживаться в интервале [0,T], а окончание обслуживания выходит за пределы этого интервала. Такие заявки считаются необслуженными. Заявка получает отказ в обслуживании, если время начала обслуживания tH < Т, а время его окончания tCB > Т.
Алгоритм имитационной модели одноканальной СМО.Одноканальная СМО самая простая модель (см. рис. 7.1,а) при условии пуассоновского входного потока заявок и экспоненциального распределения времени обслуживания. Если поток заявок пуассоновский, то СМО определена шифром M/G/1/PM.
Одноканальную СМО следует рассматривать как элемент, т.е. предел членения СМО сложной структуры. Рассмотрим задачу построения имитационной модели одноканальной СМО с пуассоновским потоком заявок, характеризующимся интенсивностью a и функцией распределения времени обслуживания B(t).
Для понимания процесса функционирования одноканальной СМО следует построить временные диаграммы, на которых отображают время задержки w(t) заявок, а также определяют интервалы периода занятости p(t)
