ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
26
Поэтому далее при рассмотрении указанных систем будем предполагать, что
μ
λ
<
,
т.е. 1<
ρ
. При этом условии с течением времени устанавливается предельный режим, и пре-
дельные вероятности состояний существуют.
Устремляя m к бесконечности в формулах для вероятностей состояний (полученных
для СМО с ограниченной длиной очереди при 1
<
ρ
), находим выражения для предельных
вероятностей состояний рассматриваемой СМО:
)1(
1
1
2
0
limlim
ρρ
ρ
ρ
ρρ
−=
−
−
==
+
∞→∞→
k
m
m
kk
m
k
pp
; ,..2,1,0=
k
(23)
Предельные вероятности (23) удовлетворяют нормировочному условию
1...
210
=
+
+
+
ppp .
В самом деле,
∑∑∑
∞
=
∞
=
∞
=
−=−=
000
)1()1(
k
k
k
k
k
k
p
ρρρρ
.
Но ряд
∑
∞
=0k
k
ρ
представляет собой сумму бесконечно убывающей геометрической прогрес-
сии с первым членом 1
0
1
==
ρ
b и знаменателем 1
<
ρ
. Поэтому
ρ
ρ
−
=
∑
∞
=
1
1
0k
k
и, следовательно,
1
1
1
)1(
0
=
−
⋅−=
∑
∞
=
ρ
ρ
k
k
p
.
При отсутствии ограничений на очередь каждая заявка, поступившая в СМО, рано
или поздно будет обслужена. Поэтому вероятность отказа равна нулю: 0=
отк
P .
Следовательно, вероятность того, что поступившая заявка будет принята в систему,
так же как и относительная пропускная способность Q , равна единице:
11
=
−
=
отк
PQ
.
Тогда для абсолютной пропускной способности
A
(и интенсивности выходящего потока)
будем иметь:
λ
λ
== Q
A
, т.е. интенсивности входящего и выходящего потоков совпадают.
Среднее число заявок в очереди
оч
L получим из формулы (21) при 1<
ρ
переходом к
пределу при
∞→m :
()
(
)
ρ
ρρρ
ρρ
ρρρ
−
−+−
=
−−
−+−
=
∞→
+
∞→
1
)11(1
)1)(1(
)1(1
2
2
2
limlim
mmmm
L
m
m
m
m
m
оч
.
Известно, что бесконечно малая
m
ρ
( 1
<
ρ
,
∞
→m ) является бесконечно малой бо-
лее высокого порядка, чем бесконечно малая
1−
m ( )(
1−
=
mo
m
ρ
), т.е. 0→
m
m
ρ
при
∞→m . Следовательно,
ρ
ρ
−
=
1
2
оч
L .
Среднее время ожидания заявки в очереди по формуле Литтла равно
)1()1()1(
22
ρμ
ρ
ρμρ
ρ
ρλ
ρ
λ
−
=
−
=
−
==
оч
оч
L
T
.
Наконец, среднее время пребывания заявки в СМО
СМО
T складывается из среднего
времени заявки в очереди
оч
T
и среднего времени обслуживания заявки
об
T
:
)1()1(
11
)1(
ρλ
ρ
ρμμρμ
ρ
−
=
−
=+
−
=+=
обочСМО
TTT
.
26 Поэтому далее при рассмотрении указанных систем будем предполагать, что λ < μ , т.е. ρ < 1. При этом условии с течением времени устанавливается предельный режим, и пре- дельные вероятности состояний существуют. Устремляя m к бесконечности в формулах для вероятностей состояний (полученных для СМО с ограниченной длиной очереди при ρ < 1), находим выражения для предельных вероятностей состояний рассматриваемой СМО: 1− ρ pk = lim ρ k p0 = ρ k lim = ρ k (1 − ρ ) ; k = 0,1,2,.. (23) m→∞ 1 − ρ m+2 m→∞ Предельные вероятности (23) удовлетворяют нормировочному условию p0 + p1 + p2 + ... = 1. В самом деле, ∞ ∞ ∞ ∑ pk = ∑ ρ k (1 − ρ ) = (1 − ρ )∑ ρ k . k =0 k =0 k =0 ∞ Но ряд ∑ρ k =0 k представляет собой сумму бесконечно убывающей геометрической прогрес- сии с первым членом b1 = ρ 0 = 1 и знаменателем ρ < 1. Поэтому ∞ 1 ∞ 1 ∑ρ k =0 k = 1− ρ и, следовательно, ∑p k =0 k = (1 − ρ ) ⋅ 1− ρ = 1. При отсутствии ограничений на очередь каждая заявка, поступившая в СМО, рано или поздно будет обслужена. Поэтому вероятность отказа равна нулю: Pотк = 0 . Следовательно, вероятность того, что поступившая заявка будет принята в систему, так же как и относительная пропускная способность Q , равна единице: Q = 1 − Pотк = 1 . Тогда для абсолютной пропускной способности A (и интенсивности выходящего потока) будем иметь: A = λQ = λ , т.е. интенсивности входящего и выходящего потоков совпадают. Среднее число заявок в очереди Lоч получим из формулы (21) при ρ < 1 переходом к пределу при m → ∞ : ρ 2 (1 − ρ m (m + 1 − mρ ) ) ρ 2 (1 − mρ m (1 + 1 m − ρ ) ) Lоч = lim = lim . m→∞ (1 − ρ )(1 − ρ m+ 2 ) m→∞ 1− ρ Известно, что бесконечно малая ρ ( ρ < 1 , m → ∞ ) является бесконечно малой бо- m лее высокого порядка, чем бесконечно малая m ( ρ = o( m ) ), т.е. mρ → 0 при −1 m −1 m ρ2 m → ∞ . Следовательно, Lоч = . 1− ρ Среднее время ожидания заявки в очереди по формуле Литтла равно Lоч ρ2 ρ2 ρ Tоч = = = = . λ λ (1 − ρ ) μρ (1 − ρ ) μ (1 − ρ ) Наконец, среднее время пребывания заявки в СМО TСМО складывается из среднего времени заявки в очереди Tоч и среднего времени обслуживания заявки Tоб : ρ 1 1 ρ TСМО = Tоч + Tоб = + = = . μ (1 − ρ ) μ μ (1 − ρ ) λ (1 − ρ )