第一章 引論

2022-07-24 06:39:12 字數 2301 閱讀 8169

起源與背景

參考書如下

起源:上世紀初丹麥數學家erlang,在用隨機過程理論研究**網的過程中,建立起的一套理論系統。所以,排隊論是一門古老而又年青的理論。

發展:二戰之後,排隊理論與稍後發展起來的數學規劃、決策論等共同構成了運籌學。

在計算機系統結構和計算機網路領域中的應用起始於上世紀七十年代。

排隊問題:

現實中有哪些排隊現象:

理髮店分時系統

**網計算機網

機場、車站、碼頭

防空系統

藥品和食品的生產和消費過程

排隊系統的基礎

兩個參與方(兩個主體):

顧客(client)

服務員(server)

兩者通過服務關聯

兩個模型:

到達過程模型:顧客的到達間隔

服務過程模型:

服務時間

排隊規則

定義和關鍵問題

定義:乙個排隊系統由顧客和服務員兩個基本角色構成,並由後者向前者提供服務,顧客到達和服務時間具有統計規律,排隊規則事先確定。

關鍵問題:系統開銷和顧客滿意間的平衡點的確定,核心是價效比

排隊系統的分類:

損失制:顧客到達後若服務台不空,則立刻離開也就是說沒有顧客排隊或沒有排隊位置

等待制:顧客到達系統後,排隊等待至獲得服務為止。

混合型:介於等待制和損失制之間的排隊系統模型,在實際環境中大量存在。

系統的開放與閉合、通道

1、開放系統:顧客源無限的排隊系統

2、閉合系統:顧客源有限的排隊系統

3、通道:單個系統中的服務員數量

--單通道系統

--多通道系統

到達過程簡介:

隨機到達:顧客的到達間隔為乙個服從某分布的隨機變數

規則到達:顧客的達到間隔完全相同

完全隨機到達:泊松到達

其他型別的到達:

成批到達

非平穩到達

依賴到達

連續到達

獨立同分布到達:

乙個系統

多個顧客源

各顧客源為服從同一分布的隨機到達

服務過程簡介

服務時間》0

通常表現為乙個隨機變數,常用的分布有:

常數指數分布

erlang分布

超指數分布

其他分布

服務規則

服務員從顧客佇列中選擇顧客的規則,常用規則:

fifo

完全隨機

優先佇列

混合型排隊論的四元組表示方式

通用的表達方式:a|b|m|n

a:對到達過程表述

b:服務過程表述

m:服務員數量(通道數)

n:排隊位置數量(省略表示∞)

排隊系統的數學模型。

引數、函式和模型

引數是系統從直觀感知走向模型化的起點

引數體系是形式化分析的基礎

函式(數學)和模型

對引數間關係的描述

形式化分析的起點

基於數學公式、基於邏輯關係、組合

基於模型完成的分析是完備、科學的

模型中對語義的要求越少,模型的通用性越強。

時間因素:

在排隊系統中,無論是引數或函式都與時間有關聯

基本引數(系統引數)

到達過程強度 λ:單位時間內到達系統的顧客數

隨機變數角度、期望角度、與顧客到達間隔間的關係

開放系統角度、閉合系統角度

服務系統能力μ:單個服務員單位時間內可以服務的顧客數量

多通道時服務員能力不等、與單個服務員單位時間之間的關係

基本效能測度

絕對通過能力a:單位時間內(接受服務)通過系統的顧客數

相對通過能力q=a/ λ

q<1:a

q=1:a=λ,無損失、等待制

系統損失率:pi=1-q=1-a/λ=(λ-a)/λ

pi+q=1

其他效能引數定義

lq:系統內排隊顧客數

ls:系統內顧客總數

wq:顧客排隊時間

ws:顧客在系統中的停留時間

其他效能引數不同層面上的含義:

隨機變數的角度:

lq、ls離散型

wq、ws:連續型

隨機過程的角度:

lq(t)、ls(t):時間連續狀態離散的隨機過程

wq(t)、ws(t):時間離散狀態連續的隨機過程

數學期望角度:常數

elq、els、ewq、ews

第一章 引論總結

個人目前觀點,這本書的意義在於,實現乙個功能是必要的,實現乙個高效能的功能也是非常重要的,在大量輸入下,如果解決不了效能問題,那麼 正確 的程式也會變成錯誤的 幾個指數公式 注意 在電腦科學中,除非有特別的說明,否則所有的對數都是以2為底的。對數的定義 x ax a xa b 當且僅當log x b...

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