На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа СМО с ожиданием

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 29.10.2012. Сдан: 2012. Страниц: 9. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


    Министерство  образования и науки Российской Федерации
    Государственное образовательное учреждение
    высшего профессионального образования
    Воронежская государственная лесотехническая  академия
    Кафедра вычислительной техники 

    Курсовая  работа
    по  дисциплине
    «Методы решения прикладных задач в информационных системах»
    По  теме:
    «СМО  с ожиданием» 
     
     
     

                                                          Выполнила: студ. 1241 гр.
                                        Билай Н. А.
                              Проверил: доцент 
                                              Соловей Д. Е. 
                   
                   
                   

Воронеж 2011
Содержание:
   Введение: СМО и их актуальность.
    Обзор типов СМО.
    СМО с ожиданием: математическая модель и алгоритм работы.
    3. Постановка задачи, математическая модель задания, алгоритм выполнения задания.
    4. Программная  реализация.
    Заключение.
    Приложения
    6. 1. Листинг  программы
    7. Список  используемых источников.
Введение: СМО и их актуальность
В последнее  время в нашей жизни очень широко используются системы массового обслуживания (СМО).   Это объясняется тем, что СМО прочно входят в огромный спектр отраслей производства и человеческой деятельности.
Теория  массового обслуживания впервые  применялась в телефонии, а затем  и в других областях хозяйственной деятельности, где и сейчас занимает важное место. Примерами СМО могут служить телефонные станции, ремонтные мастерские (заводы, базы, бригады), погрузочно-разгрузочные комплексы (порты, товарные станции), транспортные системы, автозаправочные станции, больницы, торговые точки, предприятия бытового обслуживания и т. д.. Обрабатывающее предприятие, например машиностроительный завод, его цех, участок, станок также могут рассматриваться как СМО, обслуживающие поступающее сырье, заготовки, полуфабрикаты, комплектующие изделия. Можно привести ещё массу примеров использования СМО в сферах повседневной жизни человека. Это свидетельствует об актуальности систем массового обслуживания в настоящее время.
Математический  аппарат, структура СМО, принципы её действия – рассматриваются в  этой курсовой работе в общих положениях, а так же приводится пример реализации конкретной СМО.
 

1.Обзор типов СМО.
Система массового обслуживания (СМО) - система, которая производит обслуживание поступающих в неё требований. Прибор – устройство, обслуживающее требования. Классическая СМО содержит от одного до бесконечного числа приборов. В зависимости от наличия возможности ожидания поступающими требованиями начала обслуживания СМО подразделяются на:
    1. системы с потерями, в которых требования, не нашедшие в момент поступления ни одного свободного прибора, теряются;
    2. системы с ожиданием, в которых имеется накопитель бесконечной ёмкости для буферизации поступивших требований, при этом ожидающие требования образуют очередь;
    3. системы с накопителем конечной ёмкости (ожиданием и ограничениями), в которых длина очереди не может превышать ёмкости накопителя. В этом случае, требование, поступающее в переполненную СМО (отсутствуют свободные места для ожидания), теряется.
Выбор требования из очереди на обслуживание производится с помощью так называемой дисциплины обслуживания. Их примерами являются FCFS/FIFO (пришедший первым обслуживается первым), LCFS/LIFO (пришедший последним обслуживается первым), RANDOM (случайный выбор). В системах с ожиданием накопитель может иметь сложную структуру.
Основные  понятия СМО
Требование (заявка) — запрос на обслуживание.
Входящий  поток требований — совокупность требований, поступающих в СМО.
Время обслуживания — период времени, в течение которого обслуживается требование.
Математическая  модель СМО — это совокупность математических выражений, описывающих входящий поток требований, процесс -обслуживания и их взаимосвязь
СМО с ожиданием классифицируются следующим образом:
    · Одноканальная СМО с ожиданием
    · Многоканальная СМО с ожиданием:
    · СМО с ограниченной длинной очереди – число мест в очереди строго определенное, имеется несколько обслуживающих приборов.
    · Системы с неограниченной длиной очереди – очередь может быть сколь угодно длинной, вплоть до бесконечности, содержит несколько обслуживающих приборов.
    · СМО с ограниченным временем ожидания – время пребывания заявки в очереди строго определенное, «просрочившая» заявка уходит из системы.
В данной курсовой работе внимание уделяется первому из выше перечисленных типов СМО. В теоретической части этот тип раскрыт более полно. 
 
 
 
 

2. Одноканальная СМО с ожиданием
Ниже  рассмотрена простая СМО с  ожиданием — одноканальная система (n - 1), в которую поступает поток заявок с интенсивностью . Интенсивность обслуживания равна (т. е. в среднем непрерывно занятый канал будет выдавать обслуженных заявок в единицу времени). Заявка, поступившая в момент полной занятости канала, становится в очередь и ожидает обслуживания.
Система с ограниченной длиной очереди. Предположим, что количество мест в очереди ограничено числом m, т. е. если заявка пришла в момент, когда в очереди уже стоят m заявок. Она покидает систему не обслуженной. В дальнейшем, устремив m к бесконечности, мы получим характеристики одноканальной СМО без ограничений длины очереди.
Будем нумеровать состояния СМО по числу  заявок, находящихся в системе (как  обслуживаемых, так и ожидающих  обслуживания):
—канал свободен;
—канал занят, очереди нет;
— канал занят, одна заявка стоит в очереди;
—канал занят, k - 1 заявок стоят в очереди;
— канал занят, т заявок стоят в очереди.
Граф  случайных потоков (ГСП) показан на рис. 1. Все интенсивности потоков событий, переводящих в систему по стрелкам слева направо, равны - , а справа налево — . Действительно, по стрелкам слева направо систему переводит поток заявок (как только придет заявка, система переходит в следующее состояние), справа же налево — поток «освобождений» занятого канала, имеющий интенсивность (как только будет обслужена очередная заявка, канал либо освободится, либо уменьшится число заявок в очереди).

Рис. 1. Одноканальная СМО с ожиданием
Для подобных СМО используются следующие выражения (см. формулу 1):
(1)
или с  заменой: :
(2)
Последняя строка в (2) содержит геометрическую прогрессию с первым членом 1 и знаменателем р, откуда получаем:
(3)
в связи  с этим предельные вероятности принимают вид:
(4)
Выражение (3) справедливо только при < 1 (при = 1 - она дает неопределенность вида 0/0). Сумма геометрической прогрессии со знаменателем = 1 равна m + 2, и в этом случае:

Определим характеристики СМО: вероятность отказа , относительную
пропускную  способность q, абсолютную пропускную способность А, среднюю длину  очереди , среднее число заявок, связанных с системой , среднее время ожидания в очереди , среднее время пребывания заявки в СМО
Вероятность отказа. Очевидно, что заявка получает отказ только в случае, когда канал занят и все m мест в очереди тоже:
(5)
Относительная пропускная способность:
(6)
Абсолютная  пропускная способность:

Средняя длина очереди.
Найдем  среднее число заявок, находящихся в очереди. Это значение есть - математическое ожидание дискретной случайной величины R — числа заявок, находящихся в очереди:

С вероятностью - в очереди стоит одна заявка, с вероятностью — две заявки, с вероятностью - в очереди стоят k - 1 заявок, и т. д. Отсюда имеем:
(7)
Поскольку , сумму в (7) можно трактовать как производную по от суммы геометрической прогрессии:

Подставляя  данное выражение в (7) и используя из (4), окончательно получаем:
(8)
Среднее число заявок, находящихся  в системе. Получим далее формулу для среднего числа заявок, связанных с системой (как стоящих в очереди, так и находящихся на обслуживании). Поскольку , где_ — среднее число заявок, находящихся под обслуживанием, а k известно, то остается определить . Поскольку канал один, число обслуживаемых заявок может равняться 0 (с вероятностью ) или 1 (с вероятностью 1 - ), откуда:

и среднее число заявок, связанных с СМО:
(9)
Среднее время ожидания заявки в очереди.
Если заявка приходит в систему в какой-то момент времени, то с вероятностью канал обслуживания не будет занят, и ей не придется стоять в очереди (время ожидания равно нулю). С вероятностью заявка придет в систему во время обслуживания какой-то другой заявки. Перед ней не будет очереди, и она станет дожидаться начала своего обслуживания в течение времени (среднее время обслуживания одной заявки). С вероятностью - в очереди перед рассматриваемой заявкой будет стоять еще одна. В среднем, её время ожидания - , и т. д.
Если  же k = m + 1, т. е. когда вновь приходящая заявка застает канал обслуживания занятым и m заявок в очереди (вероятность  этого ), то в этом случае заявка не становится в очередь (и не обслуживается), поэтому время ожидания равно нулю. Среднее время ожидания будет равно:

если  подставить сюда выражения для вероятностей (4), получим:
(10)
Здесь использованы соотношения (7), (8) (производная  геометрической прогрессии), а также из (4). Если сравнить это выражение с (8), можно заметить, что среднее время ожидания равно среднему числу заявок в очереди, поделенному на интенсивность потока заявок.
(11)
Среднее время пребывания заявки в системе. Обозначим — время пребывания заявки в СМО, которое складывается из среднего времени ожидания в очереди и среднего времени обслуживания . Если загрузка системы составляет 100 %, то очевидно, , в противном же случае
(12)
Отсюда
                                                    (13)
 

3. Постановка задачи, математическая модель задания, алгоритм выполнения задания.
Формулировка  задачи:
Построить модель СМО с ожиданием «клиент  – очередь - сервер», исследовать  её характеристики и поведение.
Описание  системы:
Имеется одноканальная СМО с ожиданием, содержащая один однородный поток заявок. То есть поступившая на обслуживание заявка становится в очередь: если очередь свободна, то заявка отправляется на обработку, если очередь уже занята другими заявками, то она становится в очередь на соответствующее место в данном потоке обслуживания. 

Исходные данные:
1. Интенсивность  поступления заявок (? = 110);
2. Интенсивность  обработки заявок (µ = 40);
3. Количество  мест в очереди (m = 80);
Требуется найти:
    1. Среднее количество заявок в очереди;
    2. Вероятность отказа;
    3. Среднее время ожидания обработки запроса;
    4. Относительную и абсолютную пропускную способность;
    5.  Среднее время ожидания и обработки  заявки. 
     
     

    Реализация  математического  аппарата.
    Исходя  из формулы (1):

     где  ;
    Т. е.
    Предельные  вероятности будут иметь следующий  вид:



    .
    .

    .
     

 справедливо только если p < 1, а если эти значения равны между собой, то мы получим неопределенность: 0/0 . Поэтому, вспомнив, что сумма геометрической прогрессии со знаменателем = 1 равна m + 2, будем иметь формулу:
;     т. е.   
Вероятность отказа. Очевидно, что заявка получает отказ только в случае, когда канал занят и все m мест в очереди тоже:
,  имеем:
Исходя  из формулы (6), относительная пропускная способность:
Q = 1 - Pотк = 0.3636
Абсолютная  пропускная способность:
A = ?*Q = 110 * 0.3636 = 39.996 = 40;
Далее сопоставляя уже имеющиеся данные и соответствующие формулы (11, 12, 13), определяем другие показатели. В итоге получаем:
Время ожидания заявки - 5,18897759396253E-36
Время обслуживания заявки - 0,00909090909090909
Время нахождения заявки в СМО - 0,00909090909090909 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Ниже приведена  блок-схема алгоритма работы СМО:
     
     
       

     
     
     
       Нет
     
     
     
     
       Да
     
     


Рис 2. Блок-схема  алгоритма программы 
 
 
 
 

    Программная реализация.
Модель  СМО с ожиданием в данной курсовой работе описывается в программе, выполненной на  языке программирования C#.
Составлена  программа, в которой имеются  три основных блока: блок ввода исходных данных(textbox 1, 2, 3), блок вывода вычисленных данных(richTextbox 1, 2), блок вывода графика параметров (Console ZedGraph1).
Программа высчитывает такие данные СМО, как  число заявок, обработанных в единицу  времени, вероятность отказа, относительная  пропускная способность, абсолютная пропускная способность, средняя длина очереди, среднее число заявок, находящихся на обслуживании, число заявок, связанных с системой, время ожидания заявки, время обслуживания заявки, время нахождения заявки в СМО. Эти расчеты производятся относительно исходных данных:  число поступивших заявок в единицу времени (интенсивность поступления заявок), число обработанных заявок в единицу времени (интенсивность обработки), длина очереди. 
Листинг и программы представлен в приложении.      
 

Алгоритм  работы программы:
      1.Ввод  данных: число поступивших заявок  в единицу времени, число обработанных заявок в единицу времени, длина очереди.
      2. По исходным данным программа  высчитывает: число заявок, обработанных  в единицу времени, вероятность отказа, относительную пропускную способность, абсолютную пропускную способность, среднюю длину очереди, среднее число заявок, находящихся на обслуживании, число заявок, связанных с системой, время ожидания заявки, время обслуживания заявки, время нахождения заявки в СМО           
      4. Программа выводит результаты  на экран.
      5. Программа строит графики, по данным, полученным выше. 


Рис. 3. Графики программы. 
 


    Рис. 4. Работа программы СМО 
     
     

5. Заключение 
В ходе проделанной курсовой работы, был проведен анализ СМО с ожиданием. По исходным данным (число поступления заявок в единицу времени, число обработки заявок в единицу времени, длина очереди) произведены расчеты параметров СМО, таких как абсолютная и относительна пропускная способности СМО, вероятность отказа, среднее число заявок в очереди, среднее время обработки заявок, ожидания заявки, нахождения заявки в СМО.
По исходным и полученным данным построены графики показателей системы: зависимость вероятности отказа и относительной пропускной способности от числа заявок в очереди.
Наряду  с этим, рассматривается весь математический аппарат одноканальной СМО, и подробно описывается актуальность СМО, их применение в хозяйственной деятельности человека. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6. Приложения.
Приложение 1. Листинг  программы:
using System;//определение пространства имен
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;
using ZedGraph;//подключение библиотеки zedgraph
namespace WindowsFormsApplication1
{
public partial class Form1 : Form
    {
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();//инициализация компонентов формы
        }
public void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            double la = Convert.ToDouble(textBox1.Text);//ввод переменной лямбда (интенсивность поступления заявок)
            double mu = Convert.ToDouble(textBox2.Text);//ввод переменной мю (интенсивность обработки заявок)
            double m = Convert.ToDouble(textBox3.Text);//ввод переменной м (длинна очереди)
            double p = la / mu;//число заявок, обработанных в единицу времени
            double step = Math.Pow(p, m);
            double step1 = Math.Pow(p, m + 1);
            double step2 = Math.Pow(p, m + 2);
            double p0 = (1 - p) / (1 - step2);//предельная вероятность p0
            double Potk = (step1 * (1 - p)) / (1 - step2);//вероятность отказа
         double q = 1 - Potk;//относительная пропускная способность
            double A = q * la;//абсолютная пропускная способность
            double r1 = p * p * (1 - (m + 1 - m * p));
            double r2 = ((1 - p) * (1 - step2));
            double r = r1 / r2;//средняя длина очереди
            double w = (p - step2) / (1 - step2);//среднее число заявок, находящихся на обслуживании
            double k = r + w;//число заявок, связанных с системой
            double Toj = r / la;//время ожидания заявки
            double Tobsl = q / mu;//время обслуживания заявки
            double Tsmo = Toj + Tobsl;//время нахождения заявки в СМО
            string Votk = Convert.ToString(Potk);//конвертация для вывода
            string Otnosit = Convert.ToString(q);//конвертация для вывода
            string Absolut = Convert.ToString(A);//...
           
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.