WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

Проведен анализ программных аналитических продуктов, направленных на решение данного круга задач. Показаны ключевые преимущества и недостатки рассмотренных продуктов. Отмечены новые положительные тенденции в развитии данных продуктов [15]. По результатам анализа сформулированы актуальные направления дальнейшего развития программных продуктов, не нашедшие отражения в рассмотренных информационных системах (системы с неполной информацией, системы массового обслуживания), показана необходимость разработки нового программного комплекса, включающего в себя функциональные возможности имеющихся систем и реализующего анализ востребованного класса систем.

В заключении первой главы приведены цели, положенные в основу настоящей диссертационной работы, основные ее результаты и краткое содержание, указана научная новизна и практическая применимость.

Вторая глава Во второй главе диссертационной работы рассмотрены основные математические принципы и подходы к анализу надежности и эффективности моделей технических систем и систем массового обслуживания. Целью второй главы является выявление общих принципов анализа каждого класса моделей (технических систем и систем массового обслуживания) для формирования универсального метода классификации данных систем.

В результате проведенного анализа были сформулированы и приведены общие критерии, с помощью которых можно проводить классификацию различных моделей технических систем. По сравнению с вариантом классификации, предложенным в [15], новый классификатор, кроме структуры системы и способа индикации отказа, учитывает свойства, связанные со стратегией обслуживания системы (в частности, количество и вид возможных в системе восстановительных работ), которые напрямую влияют на способ анализа модели системы (определяют вид случайного процесса, описывающего эволюцию состояний системы во времени, а также непосредственно задают множество возможных состояний системы).

В отношении управляемых систем массового обслуживания предложено расширение общепринятого метода классификации таких систем. Данный метод покрывает все рассматриваемые классы систем.

Классификация моделей технических систем Опишем принципы позволяющие классифицировать модели технических систем с управлением периодичностью проведения профилактических работ и возможностью полного восстановления.

Прежде всего, характеристикой такой системы, позволяющей ее классифицировать, является вид и количество возможных для этой системы восстановительных работ, который определяет свойства процесса x(t) (описывающего изменение состояний системы во времени) и множество его состояний, а также рамки для стратегии обслуживания системы – вид функции G(x) (задающей периодичность проведения плановых предупредительных профилактик).

Второй характеристикой классификации является способ проявления в системе отказа, задаваемый функцией (x) (так, например, при (x) = индикация отказа мгновенная, при (x) = 0 отказ в системе не проявляется).

Следующим параметром классификации можно считать информацию о распределении времени безотказной работы системы, т. е. способ задания функции F(x). В данном случае речь может идти как о наличии полной информации о данной функции распределения (и тогда мы говорим о системе «с полной информацией»), так и об ограниченной информации (в этом случае мы говорим о системах «с неполной информацией»).

В завершении, мы говорим о параметрах, определяющих качество и эффективность работы системы, а именно, о таких показателях как:

• Коэффициент готовности;

• Вероятность выполнения задачи;

• Средняя удельная прибыль;

• Средние удельные потери.

Приведенный подход позволяет производить однозначную классификацию моделей технических систем рассматриваемых классов.

Классификация моделей управляемых систем массового обслуживания Системы массового обслуживания, в целом, можно классифицировать по логической структуре процесса обслуживания (число обслуживающих приборов, порядок приоритетов при выполнении обслуживания и при приеме требований, возможность ожидания и т. п.), а также по аналитическим предпосылкам относительно входящего потока требований и распределения времени обслуживания (закон распределения длительности обслуживания, частота поступления новых требований в систему и др.). Общепринятой является классификация систем массового обслуживания, предложенная Д.

Кендаллом.

Система массового обслуживания кодируется набором символов A|B|m либо A|B|m|r. Используемые при классификации символы означают следующее:

A – символ, определяющий свойства входящего потока;

В – символ, характеризующий вид закона распределения времени обслуживания;

m – символ, обозначающий число обслуживающих приборов;

r – символ, указывающий число мест для ожидания требований.

Переменные А, В – могут принимать следующие значения: A=G, GI, Ek, D, M; B=G, Ek, D, M.

Если A=GI – (general independent), то входящий поток является потоком восстановления, при A=G (general) входящий поток – более общий чем обычный поток восстановления (произвольный). Если A= Ek, то входящий поток представляет собой поток Эрланга k -ого порядка, т.е. поток, образованный каждым k -ым требованием простейшего потока, при A=D – это регулярный поток, если A=M – простейший поток (от слова Markovian).

Относительно времени обслуживания предполагается, что во всех случаях длительности обслуживания различных требований независимы в совокупности, одинаково распределены и не зависят от входящего потока.

B=G означает, что распределение времени обслуживания – общего вида;

Ek, D, M имеют тот же смысл, что и в случае входящего потока. Так М означает, что обслуживание производится по показательному закону.

Символ m обозначает число обслуживающих приборов. Если на его месте стоит латинская буква (m, c, и т.п.), это означает, что число приборов может быть произвольным; иногда указывают конкретное значение числа приборов (1, 2 и т.д.). То же относится и к символу r.

Системы с ожиданием A|B|m| кодируют более просто: A|B|m. Системы с потерями кодируются так: A|B|m|0.

Обычно предполагается, что в системе A|B|m|r имеется общая очередь;

требования обслуживаются в порядке очереди. Если система характеризуется какими-либо особенностями, последние дополняются к введенным символам в качестве словесного описания.

В случае, когда речь идет об управляемых системах массового обслуживания, необходимо расширение приведенной выше классификации, поскольку появляется дополнительный параметр, характеризующий вид управления системой.

Фактически управление может осуществляться всеми составляющими системы, то есть:

• очередью;

• частотой поступления требований;

• скоростью обслуживания прибора;

• числом обслуживающих приборов.

Конкретные способы управления каждым из указанных элементов нельзя полностью классифицировать, поскольку может присутствовать множество различных способов управления, например, можно управлять скоростью обслуживания, указывая параметр одной и той же функции распределения (настраивать один и тот же прибор), а можно выбирать одну из нескольких функций распределения в зависимости от нагрузки (иметь в запасе несколько приборов разной производительности, работа которых характеризуется разными функциями распределения), иметь масштабируемые приборы (в этом случае производительность будет пропорциональна количеству задействованных приборов) и т. п.

Поэтому предлагается элемент системы, которым осуществляется управление, отмечать знаком *, а способ управления указывать в описании конкретной модели.

Например, обозначение M|G*|2|N будет обозначать управляемую систему массового обслуживания, где управления производится скоростью (длительностью) обслуживания требования. При дальнейшем же описании данной модели необходимо будет также кратко изложить суть логики управления – по какому именно алгоритму производится управление в данной системе.

Таким образом, классификацию модели управляемой системы массового обслуживания предлагается производить следующим образом:

• вначале с помощью общепринятых обозначений (A|B|m|r) задается вид исследуемой системы;

• далее знаком * отмечается элемент (или несколько элементов) системы, с помощью управления которым возможно влиять на характеристики системы (элемент системы, которым осуществляется управление);

• в завершении приводится краткое описание алгоритма управления данным элементом (элементами) системы.

Результатом второй главы является описание принципов классификации моделей технических систем и управляемых систем массового обслуживания и перечень моделей систем, вошедших в созданный в рамках настоящей диссертационной работы Программный Комплекс и их классификация в соответствии с предложенными методами и подходами.

Разработанный интегрированный Программный Комплекс обеспечивает анализ и оптимизацию управления следующими моделями технических систем и управляемых систем массового обслуживания:

Модели технических систем с полной информацией:

Модели без учета структуры (один элемент). Активная стратегия.

• Техническая система с мгновенной индикацией отказа.

• Техническая система с отсутствием индикации отказа.

• Техническая система с произвольной индикацией отказа.

Модели без учета структуры (один элемент). Пассивная стратегия.

• Техническая система с произвольной индикацией отказа.

• Техническая система с мгновенной индикацией отказа.

Модели с учетом структуры (более одного элемента).

• Техническая система с двумя параллельно соединенными элементами.

• Техническая система из последовательно соединенных элементов.

Модели технических систем с неполной информацией:

• Модели без учета структуры (один элемент). Активная стратегия.

• Техническая система с мгновенной индикацией отказа.

• Техническая система с отсутствием индикации отказа.

• Техническая система с произвольной индикацией отказа.

Модели систем массового обслуживания:

• Модель системы M|G|1|N* с управлением количеством мест для ожидания.

Третья глава В первой части третьей главы представлено подробное описание принципов построения Программного Комплекса для исследования и оптимизации управления в моделях технических систем и управляемых систем массового обслуживания.

Также проведено полное рассмотрение возможностей, предоставляемых программными модулями Комплекса (классифицирующий и аналитические модули) для каждого класса систем, модели которых вошли в настоящую версию Программного Комплекса. Обоснованы причины выбора предлагаемых методов реализации комплекса и его ключевые особенности. Показана связь классифицирующего модуля Комплекса с системой классификации моделей технических систем и систем массового обслуживания, предложенной во второй главе.

Этап I Этап II Постановка задачи и функциональных Анализ существующей системы требований к итоговому продукту. моделирования.

Постановка требований к интерфейсу Выявление модулей системы, и аналитическим возможностям. нуждающихся в доработке.

Оценка возможности реализации Этап III новой системы по принципам существующей с учетом заданных на Разработка алгоритмов и проведение этапе I требований.

необходимой аналитической работы для моделей систем массового обслуживания.

Принятие решения о создании новой системы.

Разработка базового функционала системы. Подготовка и согласование Определение способов и методов интерфейсной части. Тестирование.

реализации новой системы.

Этап IV Этап V Программирование разработанных Разработка руководства пользователя, алгоритмов в рамках требований. справочной системы и теоретического справочника.

Тестирование системы.

Подготовка к использованию.

Схема реализации Программного Комплекса.

Во второй части главы проводится рассмотрение вычислительных алгоритмов, используемых при программной реализации Комплекса – алгоритм нахождения значения интегралов (метод трапеций) и алгоритм поиска всех возможных вариантов матрицы управления в модели управляемой системы массового обслуживания M|G|1|N* с управлением числом мест для ожидания.

Последний алгоритм является новым и нигде ранее не использовался.

Классифицирующий модуль Доступ к данным Тип: основной исполняемый модуль Доступ к файлам описаний классификаторов Формат:.EXE Аналитические модули (модели технических Доступ к данным систем с неполной информацией) Доступ к файлам описаний Тип: опциональные встраиваемые модули функций распределения, исходных данных, статистики Формат:.DLL и результатов исследований Аналитические модули (модели систем массового обслуживания) Тип: опциональные встраиваемые модули Формат:.DLL ИАС Доступ к данным Тип: опциональный независимый модуль Доступ к файлам ИАС Формат:.EXE Общая структура Программного Комплекса.

Алгоритм перебора всех возможных вариантов матрицы (N +1).

При написании модуля анализа управляемых систем массового обслуживания автором был разработан новый алгоритм перебора всех возможных вариантов матрицы управлений Pu(i) размерностью (N +1).

Особенность данной матрицы в том, что она состоит из нулевых строк, каждая из которых может содержать одну единицу. При этом единица в i -й строке не может стоять до i -1 элемента строки.

Обозначим знаком X элементы, которые могут принимать значения как 0, так и 1. В этом случае общий вид матрицы можно изобразить следующим образом:

Х Х Х Х Х Х Х Х 0 Х Х Х 0 0 Х Х Необходимо определить набор всех возможных вариантов матрицы.

Заметим, что общее количество вариантов размещения единиц по строкам равно (N +1) (N +1)!. Предлагается каждому числу от 0 до (N +1) (N +1)! поставить в однозначное соответствие определенную матрицу, удовлетворяющую поставленным критериям.

Введем однозначное определение матрицы по числу. Пусть i -я строчка обозначает числа от 0 до (N + 2 - i) при i 2, и от 0 до N при i = 1. В этом случае числу k : 0 k N + 2 - i будет соответствовать i -я строка вида (0 0.... 1 0 0), в которой единица будет стоять на k -ом месте слева (начиная с минимального значения – 0). k -я позиция отсчитывается от первого доступного для единицы места (на 1 знак ниже диагонали) начиная с нуля.

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»