Содержание к диссертации
Введение 4
Глаза 1. Современное развитие систем обработки янтегаалыгсй информации , S
1.1 Обзор развития систем обработки интегральной информации 8
1.2 Принципы построения сетей обработки интегральной информации „..13
1.3 Определение вероятностно - временных характеристик систем массового обслуживания с ограниченным буфером 17
1.3.1 Предварительные сведения из теории массового обслуживания 18
1.3.2 Результаты исследования систем массового обслуживания...23
1.3.3 Определение вероятностно-временных характеристик з системах и сетях обработки интегральной информации 28
1.3.4 Современные тенденции развития теории телетрафика 32
1.3.5 Анализ трафика в системах и сетях интегрального обслу жива ния 34
Выводы... 35
Глаза 2. Вероятиостыо-времеяиые характврЕстЕки одхолахейнкя СЕСТЄМ МАССОВОГО ОбСЛуЯСЯЗаЕШЕ ГОИ ОЗфеДФЛеНЕОМ ЗХОДЕОМ П0ТОГ-Є8 Е5 экспоненциальном распределении времени обслузкЕзгыкЕ (G/M/l/N)...38
2.1 Разработка метода определения вероятностно-временных характеристик 38
2.2 Система массового обслуживания M/M/1/N 40
2.3 Система массового обслуживания Д/М/1/N 41
2.4 Система массового обслуживания g/M/1/N 43
2.5 Система массового обслуживания H2/M/l/N 45
2.6 Система массового обслуживания Ег/
2.7 Система массового обслуживания Г/М/1/N 50
2.8 Потери в системах массового обслуживания 52
2.9 Определение средней длины очереди и среднего времени задержки в системах массового обслуживания 57
Глаза 3. Верошжостно-зремеБМые гаразїтєз&іг'ігзікзі єнгтзм маєсзвог© сбглужнв&пзиія G/M/I/N с учетом ЕШВТОрЕГОГ© C'ScJ3y3KDBHISS; 64
3.1. Разработка метода оценки вероятностно-временных характеристик с учетом повторного обслуживания 64
3.2. Влияние повторного обслуживания на вероятность потерь з системах массового обслуживания G/M/1/N 67
3.3. Влияние повторного обслуживания на среднюю длину очереди в системах массового обслуживания G/M/1/N 71
Выводы 74
Глаза 4. Моделирование систем м&сеоззш обслуживая кн G/M/1/I4...75
4.1. Основные сведения о языке моделирования GFSS world' 76
4.2. Описание алгоритма работы программы 78
4.3. Сравнение теоретических и экспериментальных вероятностно-временных характеристик систем массового обслуживания G/M/l/N SO
4.4. О точности расчета вероятностно - временных характеристик 83
Выводы §6
Заключение 87
Список литературы 88
сложение А 99
Введение к работе
Актуальность работы. Бурное развитие телекоммуникационных систем ставит перед специалистами в различных областях деятельности много новых вопросов. Специалистов в области создания и эксплуатации систем постоянно интересует, насколько качественно, надежно и экономически целесообразно выбранное ими техническое решение.
Телекоммуникационные системы, как основа современных систем управления, доставки и обработки информации, обеспечивающие доступ к информационным ресурсам от телефонии до телевидения высокой четкости, предъявляют высокие требования к эффективному использованию средств связи и характеристикам качества обслуживания абонентоз. В связи с этим актуальным становится построение систем связи, обеспечивающих компромисс между требованиями абонента, качеством их обслуживания и показателями экономической эффективности сети.
Современный узел коммутации представляет собой узел обработки информации с динамическим управлением. Основными качественными показателями систем обработки информации являются вероятностно — временные характеристики, такие как вероятность потерь и время задержки, для исследования которых используют аппарат теории массового обслуживания. При этом в качестве моделей систем обработки информации могут выступать системы массового обслуживания с ограниченным буфером, для которых теоретические результаты получены лишь для некоторых классов систем.
Вопросом анализа сетей и систем связи посвящены работы Бочарова П.П., Захарова Г.П., Назарова А.А., Яновского Г.Г., и др.
Потребности анализа и проектирования современных телекоммуникационных систем привели к необходимости разработки математических моделей обслуживания, учитывающих такие особенности информационных систем, как повторное обслуживание, пачечный характер поступления требоза v ний, распараллеливание операций и процессов. Кроме того, анализ действующих систем, показал, что существующие информационные потоки отличаются от классического Пуассоновского, для которого получены основные результаты. Это приводит к снижению качественных характеристик информационных систем.
Таким образом, получение аналитических выражений для оценки веро- ї ятностно — временных характеристик систем обработки интегральной ин формации, которые можно представить как совокупность систем массового обслуживания с ограниченным буфером, определенным входным потоком и повторным обслуживанием, является актуальной задачей.
Цель работы заключаться в повышении эффективности обработки информации за счет снижения потерь информации из-за переполнения накопительных устройств и уменьшения времени задержки.
Поставленная цель определила необходимость решения следующих задач:
- применение аналитических методов для оценки вероятностно - временных характеристик систем обработки информации на основе систем массового обслуживания;
- разработка метода для оценки влияния повторного обслуживания в системах обработки информации;
- получение аналитических выражений для оценки вероятностно — А временных характеристик систем обработки информации с учетом позторно- 4 го обслуживания на основе систем массового обслуживания;
- разработка имитационной модели системы обработки информации к проверка полученных аналитических выражений с помощью имитационного моделирования.
Методы исследования. Исследование математических моделей систем обработки информации проводилось теоретически с использованием аппара та теории массового обслуживания и теории вероятностей. Применимость результатов, полученных при теоретическом исследовании математических моделей, подтверждена результатами имитационного моделирования. Научшаш; ВЮВЗОЕШ работы заключается в следующем:
- применен аналитический метод и получены аналитические выражения для оценки вероятностно - временных характеристик систем обработки ( информации на основе систем массового обслуживания G/M/1/N;
- модифицирован метод оценки вероятностно - временных характеристик систем массового обслуживания G/M/1/N, позволяющий учитывать влияние повторного обслуживания в системах обработки информации;
- получены аналитические выражения для нахожденья вероятности потерь, длины средней очереди и среднего времени задержки для систем массового обслуживания D/M/l/N, g/M/1/N, Е2/М/Ш, H2/M/l/N, Г/М/1/N с учетом повторного обслуживания;
- разработана имитационная модель для анализа вероятностно - временных характеристик и определения применимости результатов.
Теоретическая ценность работы заключается в том, что получены аналитические выражения для оценки вероятностно — временных характеристик систем массового G/M/1/N с учетом повторного обслуживания.
Праэтнчесхая ценность работы состоит в том, что результаты, полученные в работе, могут быть применены для построения реальных систем обработки информации, для получения оптимальных характеристик обору- j доваяия, как для существующих систем, так и для систем, находящихся на стадии проектирования.
Реализация ргзультатсз. Результаты работы использованы з учебном процессе в Красноярском Государственном Техническом Университете при разработке учебных курсов «Сети связи», «Теория телетрафика» и «Системы документальной электросвязи»; в деятельности ОАО «Сибирьтелеком» регионального филиала «Электросвязь» Красноярского края; в деятельности ЗАО «РОССИБ», в деятельности УФПС Красноярского края филиала ©ГУН «Почта России».
Аїіробацшга работы. Основные результаты работы докладывались на Всероссийской научно-технической конференции молодых ученых и студентов «Современные проблемы радиоэлектроники (Красноярск, 2004г); на Международной научно-технической конференции и Российской научной школе молодых ученых и специалистов «Системные проблемы надежности, качества, информационных и электронных технологий» (Москва-Сочи, 2004г.); на Всероссийской научно-технической конференции молодых ученых и студентов «Современные проблемы радиоэлектроники (Красноярск, 2005г); на Международной научно—технической конференции и Российской научной школе молодых ученых и специалистов «Системные проблемы надежности, качества, информационных и электронных технологий» (Мосяза-Сочи, 2005г.).
Похожие диссертации на Вероятностно-временные характеристики систем обработки интегральной информации
