Синергетические эффекты в многоканальных системах обслуживания с групповым поступлением заявок
В работе получены эффективные условия, при которых многоканальную систему массового обслуживания можно аппроксимировать моделью бесконечно канальной системы, в последнее время часто используемой при моделировании компьютерных сетей. Эти условия основываются на предельной теореме для процесса, описывающего число занятых каналов в бесконечно канальной системе, «моментном» условии Колмогорова-Ченцова и других теоретических результатах.
Synergetic effects in multichannel queuing systems with group arrivals of customers.pdf В последние годы у специалистов по моделированию компьютерных сетей появился большой интерес к использованию систем массового обслуживания с бесконечным числом каналов (см., например, [1]). Этот интерес во многом обусловлен удобством расчета таких систем из-за отсутствия в них очереди и вытекающей отсюда возможности заявкам независимо перемещаться по системе. Однако реальные компьютерные сети содержат конечное число каналов, и потому необходимо обосновывать использование систем с бесконечным числом каналов к их моделированию. В настоящей работе устанавливаются условия, при которых объединение n одноканальных систем массового обслуживания в многоканальную приводит при n ^ к исчезновению очереди (в некотором вероятностном смысле). Эти условия основываются на предельной теореме о сходимости числа занятых каналов в многоканальной системе к числу занятых каналов в системе с бесконечным числом каналов [2] и на предельной теореме о сходимости специальным образом нормированного случайного процесса, описывающего число заявок, пришедших в систему до момента t, к некоторому предельному [3], чаще всего винеровскому, процессу. При получении результатов работы использовались «моментное» условие Колмогорова-Ченцова [4], оценка вероятности превышения высокого уровня гауссовским процессом [5] и принцип инвариантности Донскера-Прохорова [6]. В качестве исходной одноканальной системы берется система с пуассоновским или детерминированным входным потоком и групповым поступлением заявок, в том числе система с повторным обслуживанием заявок, особенно часто встречающаяся в приложениях [7]. 1. Вспомогательные утверждения Рассмотрим схему серий, в которой характеристики n-канальной системы массового обслуживания определяются параметром n ^, характеризующим устремляющуюся в бесконечность интенсивность входного потока. Обозначим en (t) - количество заявок входного потока, пришедших до момента t включительно, en (0) = 0, Men (t) = nm(t), где m(t) - неубывающая функция. Пусть qn (t) -количество занятых каналов в системе в момент t, qn (0) = 0; т j - время обслуживания j -й заявки, причем т j, j > 1, - последовательность независимых и одинаково распределенных случайных величин с функцией распределения F(t) (F = 1 - F), имеющей непрерывную и ограниченную числом f плотность. Теорема 1. Пусть при некоторых T >0, с >0 выполняются следующие условия: en (t) - nm(t) 1. Последовательность случайных процессов xn (t) =-j=- при n - да C - сходится на yjn [0, T] к стандартному винеровскому процессу ^(t), умноженному на с . 2. Справедливо неравенство J F(t)dm(t) < 1. Тогда PI sup qn (t) = n I - 0, n - да. о V o
Ключевые слова
многоканальная и бесконечно канальная системы массового обслуживания,
винеровский процесс,
число занятых каналов,
multichannel and infinite channel queuing systems,
Wiener process,
a number of busy channelsАвторы
Цициашвили Гурами Шалвович | Институт прикладной математики ДВО РАН; Дальневосточный федеральный университет | профессор, доктор физико-математических наук, профессор кафедры прикладной математики, управления и программного обеспечения; заведующий лабораторией вероятностных методов и системного анализа | guram@iam.dvo.ru |
Осипова Марина Анатольевна | Институт прикладной математики ДВО РАН; Дальневосточный федеральный университет | кандидат физико-математических наук, доцент кафедры алгебры, геометрии и анализа; научный сотрудник лаборатории вероятностных методов и системного анализа | mao1975@list.ru |
Грамотина Ольга Викторовна | Институт прикладной математики ДВО РАН | инженер лаборатории вероятностных методов и системного анализа | helga13d25@mail.ru |
Всего: 3
Ссылки
Жидкова Л.С., Моисеева С.П. Исследование системы параллельного обслуживания кратных заявок простейшего потока // Вестник Томского государственного университета. Управление, вычислительная техника и информатика. 2011. № 4(17). С. 49-54.
Боровков А.А. Асимптотические методы в теории массового обслуживания. М. : Наука, 1980. 381 с.
Боровков А.А., Могульский А.А., Саханенко А.И. Предельные теоремы для случайных процессов // Итоги науки и техники. Сер. Современные проблемы математики. Фундаментальные направления. 1995. Т. 82. С. 5-194.
Ченцов Н.Н. Слабая сходимость случайных процессов без разрывов второго рода // Теория вероятностей и ее применения. 1956. Т. 1, вып. 1. С. 154-161.
Дмитровский В.А. Условие ограниченности и оценки распределения максимума случайных полей на произвольных множе ствах // ДАН СССР. 1980. Т. 253, № 2. С. 271-274.
Прохоров Ю.В. Сходимость случайных процессов и предельные теоремы теории вероятностей // Теория вероятностей и ее применения. 1956. Т. 1, вып. 2. С. 177-238.
Назаров А.А., Моисеева С.П., Морозова А. С. Исследование СМО с повторным обращением и неограниченным числом об служивающих приборов методом предельной декомпозиции // Вычислительные технологии. 2008. Т. 35. С. 88-92.