Что такое теория очереди?

Lekulana Kolobe

Перевод с английского: Реуцкая Н.Ю.


Источник
http://cnx.org/content/m13396/latest/


ВВЕДЕНИЕ

Эта статья преследует цель познакомить читателя с теорией очередей, ее применением в телефонии, а также привлечь внимание к вопросу решения проблемы очередей.

Теория очереди

Теория массового обслуживания является результатом математического исследование очередей. Предметом исследования являются несколько взаимосвязанных процессов: поступление и ивход заявокв очередь, ожидание в очереди (в основном, в процессе хранения), обслуживание заявок на выходе из очереди. Она применяется в сфере транспорта и телекоммуникаций, и иногда это связано с теорией перемещения.

Применение теории массового обслуживания для телефонии

В общественных коммутируемых телефонных сетях (PSTNs) систмы массового обслуживания предназначены для учета интенсивности движения, предполагающего минимизацию потерь. Показатели потерь систем и их класс обслуживания (ГСН), определяется из условия того, что в случае недостаточного количества имеющихся мощностей, телефон отказывается обслужить заявку и происходит потеря. С другой стороны, переполненные системы используют альтернативные маршруты для переадресации звонков через разные пути - эти системы имеют конечноу или максимальную пропускную способность движения. Вместе с тем, использование очередей в PSTNs позволяет системам задерживать запросы клиента до тех пор, пока свободные ресурсы станут доступными . Это означает, что если интенсивность движения превышает уровень имеющихся возможностей, заказчик имет возможность ен покинуть систему, а вместо этого подождать, пока он не сможет обслуживаться. Этот метод используется в очереди заказчиков на следующий оператор. А дисциплина очередей определяет порядок, в котором оператор обрабатывает звонки от клиентов. Она определяет, как они будут обслуживаться, порядок, в котором они поступают, и способ, в котором ресурсы распределяются между клиентами. Вот подробности из трех очередей дисциплин:

  1. "Пришел первым - обслужись первым" (FIFO) - клиенты обслуживаются в соответствии с порядком прибытия
  2. "Пришел последним - обслужись первым" (LIFO) - тот, кто на самом деле пришел последним, обслуживаются в первую очередь.
  3. Процессор Обмена (PS) - клиенты обслуживаются в равной степени, то есть они находятся в очереди одно и то же время ожидания.

Входящий поток в очереди согласно теории систем моделируется с помощью распределения Пуассона, с предположением о чистом случайном движении:

  • потоки прибытии и убытии являются случайными и независимыми событиями.
  • они статистически равновесные - вероятности в рамках этой системы не изменится.
  • полная доступность - весь входящий поток может быть направлен на любой другой объект в сети.
  • перегруженность исчезает, как только серверы становятся бесплатными.

    Решение проблемы очередей:

    Наиболее легко использовать методы для решения проблем очередей аналитические методы, которые делают следующее предположение: если прибытия являются случайными, и время между прибывшими распределено экспоненциально, показатели времени обслуживания также изменяются в геометрической прогрессии.

    В очереди FCFS типа, нет никаких существенных отклонений от этого предположения

    Среднее время ожидания клиента (WQ) определяется как:

    WQ = (Sav) ^ 2 / (Aav - Sav), для Aav> Sav (1,1)

    Где Aav - это среднее время между прибывшимb; Sav - среднее время обслуживания

    Среднее времяожидания клиента в очереди

    Wm = WQ + Sav (1,2)

    Ссылки:

    1. Эшли. Стоимость очереди. Данные на 13-02-2006 на http://www.bsbpa.umkc.edu/classes/ashley/Chaptr14/sld005.htm
    2. Теория очереди - простой Введение. Данные на 10-02-2006 на http://www.new-destiny.co.uk/andrew/past_work/queuing_theory/Andy <
    3. Введение в теорию очереди. Данные по 9-02-2006 на http://staff.um.edu.nit/jskl1/simweb/intro.htm
    4. Krick E. Инженерные методы: проектирование и оценка методов работы. Джон Уайли инк Лондоне. 1962 год. Задача 1.
    5. Эта работа имеет лицензию на Lekulana Kolobe под Creative Commons Attribution License (CC-BY 2.0), и является открытым образовательным ресурсам.