Системы массового обслуживания: определение, структура, основные элементы СМО и их характеристики, примеры, способы классификации, основные показатели качества, формулы Литтла.
СМО – абстрактная математическая модель, формально отображающая структуру и основные особенности функционирования реальной или виртуальной системы, которая
· Функционирует во времени
· Обладает четко выраженным потоковым характером протекающих в ней случайных процессов
· Меняет состояние скачкообразно в моменты, когда происходит какое-либо событие
Элементы СМО.
1. Входной поток заявок
· Поток заявок – последовательность событий, поступающих в систему в случайные моменты времени.
· Время появления очередной заявки – случайная величина, задаваемая законом распределения.
· Основная характеристика потока – интенсивность(среднее число заявок, поступающих в единицу времени)
· Особенности:
o Заявки обезличены
o Характеристики входного потока неизменны
o для минимального задания необходимо определить закон распределения и его параметры
2. Устройство обслуживания
· Заявки, получившие обслуживание и покинувшие устройство, образуют поток обслуживания
· Основная характеристика потока обслуживания – интенсивность(среднее число заявок, обслуживаемых устройством в единицу времени)
· Особенности:
o Устройство обслуживания – формализованный объект с сильным уровнем абстракции
o Обезличено
o Не делимо
o В некоторых случаях может обладать нетривиальными свойствами (блокировка заявок, досрочное прерывание обслуживания и т.п.)
o для минимального задания необходимо определить закон распределения и его параметры
3. Очередь
Накопитель заявок, которые ожидают обслуживание устройством, в случае если оно занято обслуживанием другой заявки или не работоспособно.
Характеристики:
· Емкость – максимально возможное число заявок, которое может находиться в очереди одновременно.
· Дисциплина – правило, в соответствии с которым заявки штатно покидают очередь. Основные дисциплины:
o FCFS – первым пришел, первым обслужен(FIFO)
o LCFS – последним пришел, первым обслужен(LIFO)
o SP/DP – выбор по приоритету
o SIRO – случайный выбор очереди
Примеры СМО
· Производственные и экономические процессы
· Офисные и деловые бизнес-процессы
· Технические системы
· Процессы предоставления различных услуг
Способы классификации СМО
· По наличию очереди – системы с очередями (ожиданием) и без очередей (без ожидания).
· По числу каналов – одноканальные и многоканальные.
· По числу фаз обслуживания – однофазные и многофазные.
· По емкости очереди – с конечными и бесконечными очередям.
· По тайм-ауту очереди – с ограничением времени ожидания и без такового.
· По возможности возврата заявки после обслуживания – замкнутые и незамкнутые.
· По наличию приоритетов заявок – с приоритетами и без приоритетов.