1.3. Процесс обслуживания.

По аналогии с процессами поступления заявок в систему для описания процессов обслуживания необходимо задать функцию распределения B_k(t) длительности обслуживания для каждойk-й заявки (k= 1, 2, 3, ...), которая в общем случае является случайной величиной. При этом поддлительностью обслуживания_впонимается промежуток времени, в течение которого заявка находится в обслуживающем приборе. Далее будем считать, что все заявки создают статистически однородную нагрузку, т.е. длительности обслуживания всех заявок распределены по одному и тому же закону:

Важной характеристикой процесса обслуживания является интенсивность обслуживания, характеризующая среднее число заявок, обслуживаемых системой в единицу времени.

Величина b, обратная интенсивности(b=1/), определяетсреднее время обслуживанияодной заявки.

Как и в случае интервалов поступления, если функция распределения B(t) неизвестно, то для многих приложений (теоретических и практических) оказывается достаточным определить интенсивность обслуживания(или среднее время обслуживанияb) и КВ_в длительности обслуживания. Если длительность обслуживания распределено по экспоненциальному закону, то достаточно задать интенсивность обслуживания(или среднее время обслуживанияb). Следует отметить, что, в отличие от интервалов поступления заявок, отказ от экспоненциального характера распределения длительности их обслуживания не столь усложняет задачу аналитического исследования СМО, и многие содержательные результаты получены при произвольном характере распределения времени обслуживания.

1.4. Дисциплина обслуживания.

Дисциплиной обслуживания(ДО) называется правило, по которому выбираются на обслуживание заявки из очереди. Различают следующие ДО:

1) обслуживание в порядке поступления или дисциплина FIFO(FirstInput,FirstOutput— первым пришел, первым ушел);

2) обслуживание в обратном порядке или дисциплина LIFO(LastInput,FirstOutput— последним пришел, первым ушел);

3) обслуживание в случайном порядке, когда заявка на обслуживание выбирается случайно среди ожидающих заявок.

В дальнейшем в качестве ДО будем рассматривать ДО FIFO.

Таким образом, для описания СМО необходимо задать:

1) функцию распределения A(t) интервалов поступления (общий случай) или интенсивность поступления  (или средний интервал а=1/) и КВ _а интервалов поступления;

2) функцию распределения В(t) длительности обслуживания (общий случай) или интенсивность обслуживания  (или среднее время обслуживания b=1/) и КВ _в времени обслуживания;

3) Дисциплина обслуживания (до fifo).

Следует отметить, что на практике СМО описывается, как правило, путем определения совокупности параметров {,_a} и {,}, считая, что ДО по умолчанию является дисциплинаFIFO. Более того, если интервалы поступления или длительности обслуживания распределены по экспоненциальному закону, то нет необходимости задать и соответствующий КВ, т.к. в таком случае он равен 1 (_a 1 или= 1). Графическое представление СМО, для которой определены параметры, имеет вид:

1.5. Смо с неоднородной нагрузкой.

До сих пор, рассматривая СМО, негласно считалось, что нагрузка СМО является статистически однородной, т.е. все заявки имеют одинаковые функции распределения, как интервалов поступления, так и длительностей обслуживания. Однако в общем случае нагрузка СМО может бытьнеоднородной, когда в систему поступают заявки нескольких классов, отличающиеся друг от друга законами распределения либо интервалов поступления, либо длительностей обслуживания, а так же наличием между заявками разных классов приоритетов на обслуживание.

Для формализации СМО с неоднородной нагрузкой необходимо описать:

1. процесс поступления заявок каждого класса, т.е. необходимо задать либо функции распределений А₁(t), А₂(t), ..., А_H(t) интервалов поступления (общий случай), либо интенсивности поступления₁, ₂, ..., _H(или средние интервалы поступленияa₁, a₂, ..., а_H) с КВ_а1, _а2, ..., _аHинтервалов поступления, гдеН– количество классов заявок, поступающих в систему;

2. процесс обслуживания заявок каждого класса, т.е. необходимо задать либо функции распределения В₁(t), B₂(t), ..., B_H(t) длительностей обслуживания (общий случай), либо интенсивности обслуживания₁, ₂, ..., _H (или средние времена обслуживанияb₁, b₂, ..., b_H) с КВ₁, ₂,..., _H длительностей обслуживания;

3. дисциплину обслуживания, в качестве которой может быть задана:

а) ДО бес приоритетная, когда между заявками разных классов нет приоритетов (приоритет это преимущественное право на обслуживание);

б) ДО с относительными приоритетами, когда приоритеты заявок учитываются только в моменты выбора их из очереди на обслуживание;

в) ДО с абсолютными приоритетами, когда приоритеты учитываются так же и во время обслуживания – высокоприоритетные заявки прерывают обслуживание низкоприоритетных;

г) ДО со смешанными приоритетами, когда заявки данного класса имеют к заявкам одних классов относительный приоритет, к заявкам других – абсолютный, а к заявкам третьих – нет приоритета.

Вопросы математической формализации перечисленных ДО выходят за рамки курса "Моделирование дискретных систем".

Графическое представление СМО с неоднородной нагрузкой имеет вид

Очень часто при анализе СМО исходная неоднородная нагрузка сводится к эквивалентной (с точки зрения загрузки системы) однородной. Это сведение включает следующие преобразования исходных параметров (предполагается, что все входные потоки являются простейшими):

1)— интенсивность объединенного потока (простейшего);

2)— усредненное время обслуживания заявок объединенного потока, где — доля заявок классаkв суммарном потоке ();

3) — из этого выражения определяется КВдлительности обслуживания заявок объединенного потока.

После преобразований исходная модель примет вид: