Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Учебные материалы ИКНТ 1-8 семестры / 7 семестр / Козлов, Кисоржевский_Теория информационных систем (2008).pdf
Скачиваний:
310
Добавлен:
21.03.2016
Размер:
3.79 Mб
Скачать

ФОРМАЛИЗОВАННЫЕ МОДЕЛИ ИС

 

Часть 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P (n) = Cv Pv

(1 P )n v ,

 

 

 

 

v

n 0

0

 

 

где P0 – вероятность искажения одного символа.

 

 

Вероятность правильного приема:

 

 

 

P

= P (n) = C0 P0 (1 P )n v = (1 P )n 1 nP .

v

0

n 0

0

0

0

 

Вероятность обнаружения ошибок:

 

 

 

 

Pобн =

Pv (n) ,

 

 

 

 

 

ν Rобн.

 

 

где Rобн – множество обнаруживаемых сочетаний ошибок.

Вероятность исправления ошибки:

 

 

 

 

 

Pиспр =

Pv (n) ,

 

 

 

 

 

ν Rиспр.

 

 

где Rиспр – множество исправляемых сочетаний ошибок.

Вероятность ошибочного приема сообщений определяет множество Rнеоб необнаруживаемых сочетаний ошибок:

Pнеоб. = Pν (n) =1Pпр Робн ,

ν Rнеоб.

поскольку все обнаруженные ошибки исправляются (или непосредственно в пункте приема, или по обратному каналу).

В настоящее время разработано большое число различных кодов. Краткий обзор их имеется в книгах [5,6,9,11,15].

Глава 17. МОДЕЛИ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

17.1. Объекты коллективного использования в структуре ИС

В структуре ИС много компонент, которые используются большим числом абонентов коллективно (каналы связи, узлы распределения информации, системы хранения и обработки информации).

Устройства коллективного использования различны по своему строению, функциям, технологии обслуживания заказов. Эти их особенности подробно изучаются в специальных курсах. Здесь мы отвлекаемся от конкретной

~ 291 ~

Часть 3 ФОРМАЛИЗОВАННЫЕ МОДЕЛИ ИС

технологии обслуживания, а будем учитывать только дополнительные временные и точностные потери, связанные с организацией обслуживания абонентов.

Проблема сложности анализа таких систем обусловлена случайным характером потока заявок на обслуживание и случайным характером длительности обслуживания. В связи с чем процесс работы системы протекает нерегулярно: временами приборы обслуживания простаивают, временами образуются очереди на обслуживание. Необходимо заботиться как об уменьшении очередей, так и об исключении непроизводительных простоев приборов обслуживания.

Основоположником работ по количественному анализу систем коллективного использования в сфере информационного обслуживания является датский ученый А.К. Эрланг (1878-1929). Дальнейшее развитие этих работ было в трудах советского математика А.Я. Хинчина (1894 - 1959), который назвал этот раздел прикладной математики теорией массового обслуживания.

Математическая модель систем массового обслуживания (СМО) включает три основных элемента:

а) поток событий;

б) схему распределения ресурсов;

– в) дисциплину обслуживания.

Событиями в СМО являются причины перехода системы из одного состояния в другое. Причинами перехода могут быть: поступление заявки на обслуживание, завершение этапа обслуживания, постановка заявки в очередь, покидание ею очереди.

Эти события следуют одно за другим, образуя поток событий, который характеризуется своими параметрами. Нас будут интересовать такие параметры: длительность промежутков между соседними событиями или число зая-

~ 292 ~

ФОРМАЛИЗОВАННЫЕ МОДЕЛИ ИС

Часть 3

 

 

вок на заданном интервале времени. Эти параметры носят случайный характер.

Схема распределения ресурсов определяет порядок доступа заявок к обслуживающим приборам. Возможны варианты построения, когда к каждому обслуживающему прибору организуется своя очередь. Более выгодной может оказаться общая очередь ко всем ресурсам обслуживания; возможны и промежуточные варианты.

Дисциплина обслуживания характеризует особенности взаимодействия потока вызовов с системой обслуживания. Она учитывает:

-способы обслуживания заявок ( с потерями, с ожиданием, комбинированное обслуживание);

-порядок обслуживания заявок ( в порядке очередности поступления, в случайном порядке и т.д.);

-наличие преимуществ (приоритетов) в обслуживании некоторых категорий заявок;

-наличие ограничений при обслуживании (по длительности ожидания, длительности обслуживания, числу ожидающих заявок и пр.).

Обобщенная математическая модель СМО представлена на рис. 17.1..

Повторное

обслуживание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обслуж.

 

 

Вход.

 

Очередь

 

 

 

 

Вых.

 

 

 

 

 

 

приборы

 

поток

поток

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отказ

Необслуж.

 

заявки

Рис.17.1

~ 293 ~

Часть 3 ФОРМАЛИЗОВАННЫЕ МОДЕЛИ ИС

В научной литературе для компактной записи математических моделей СМО пользуются условными обозначениями из последовательности символов, разделенных наклонной чертой (например, М/М/m). Первый символ обозначает функцию распределения промежутков между заявками во входном потоке ( М- показательное, Е – эрланговское, D – равномерной плотности, G- произвольное распределение). Второй символ обозначает функцию распределения длительности обслуживания ( что эквивалентно распределению промежутков между событиями в выходном потоке). Значения букв те же, что и в первом случае.

Третий символ указывает на число приборов обслуживания. Процесс функционирования СМО представляет собой случайный про-

цесс: в случайные моменты времени система скачкообразно переходит из одного состояния в другое (меняется число занятых каналов, число заявок, длина очереди и т.д.) Исследование этих процессов связано с анализом потоков событий.

~ 294 ~