Análise de uma Fila Única
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- Nathan Gorjão Madeira
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1 Aálise de ua Fila Úica The A of oue Syses Pefoace Aalysis Ra Jai a. 3 Fila Úica O odelo de filas ais siles coé aeas ua fila Pode se usado aa aalisa ecusos idividuais e siseas de couação Muias filas ode se odeladas coo ocessos de ascieo e oe
2 Pocessos de Nascieo e Moe U ocesso de ascieo e oe é úil aa odela siseas os quais os obs chega u de cada vez e ão e loes O esado do sisea ode se eeseado elo úeo de obs o sisea A chegada de u ovo ob ascieo leva o esado aa A aida de u ob oe leva o esado aa - Diagaa de Tasição de sados Quado o sisea esá o esado sigifica que ele ossui obs Taxa de ovas chegadas: Taxa de seviço/aedieo: Assue-se que ao os ievalos ee as chegadas quao os eos de seviço são exoecialee disibuídos
3 Pobabilidade de sados Teoea 3.: A obabilidade e egie eaee de que u ocesso de ascieo e oe esea o esado é dada elo eoea: ode é a obabilidade de que o sisea se ecoe o esado vazio Pova 3. Suoha que o sisea se ecoe o esado o isae Sea o óxio ievalo de eo co duação uio cua de odo que ão haa dois eveos o eso ievalo No óxio ievalo de eo o sisea ode asia aa o esado ou co as seguies obabilidades: P{ P{ P{ } } obabilidade de ua chegada e } obabilidade de ua aida e obabilidade de eaece e 3
4 4 Pova 3. haado de a obabilidade de esa o esado o isae odeos esceve o seguie couo de equações lieaes: 3 3 Pova 3. A -ésia equação ode se escia da seguie foa: egie eaee aoxia-se do valo cosae iso é: li d d li e li d d
5 5 Pova 3. Subsiuido eses valoes a -ésia equação obeos: A solução aa ese couo de equações é a seguie: 3. 3 P O Teoea 3. eie deeia a obabilidade de equilíbio e eos de. Usado a codição adicioal de que a soa de odas as obabilidades deve se obeos: A ai dessas obabilidades de esado odeos calcula uias ouas edidas de deseeho aa difeees ios de siseas de filas. x: M/M/ M/M/ M/M//K
6 Fila M/M/ Fila M/M/ Modelada coo u ocesso de ascieo e oe ode: Uilizado o Teoea 3. obeos: iesidade de áfego 6
7 Fila M/M/ Poao: oo a soa das obabilidades deve se igual obeos: sa soa ifiia é a soa de ua séie geoéica que só covege se / < equilíbio Subsiuido a exessão aa obeos: Ouas Poiedades da Fila M/M/ Uilização do sevido obabilidade de e u ou ais obs o sisea: Núeo édio de obs o sisea: Vaiâcia do úeo de obs o sisea: U Va 7
8 8 Pobabilidade de e ou ais obs o sisea: O Teo édio de esosa ode se calculado usado a Lei de Lile: Ouas Poiedades da Fila M/M/ P o sisea obs S Ouas Poiedades da Fila M/M/ A fução de disibuição de obabilidade acuulada DF do eo de esosa é dada o: Noe que o eo de esosa é disibuído exoecialee Poso eceil q : e F q q e q q l a x P a F x
9 Ouas Poiedades da Fila M/M/ Do eso odo ode se osado que a DF do eo de esea é dada o: F w e w sa é ua disibuição exoecial ucada. O seu Poso eceil q é dado o: w q l q sa fóula se alica aeas se q fo aio do que -. Todos os osos eceis ais baixos são Ouas Poiedades da Fila M/M/ Núeo édio de obs a fila: q O sevido é dio ocioso quado ão houve ehu ob o sisea; e odos os deais oeos ele é dio ocuado O ievalo de eo ee dois ievalos ociosos sucessivos é deoiado de eíodo ocuado 9
10 xelo 3. Medições efeuadas e u oeado idicaa que os acoes chega a ua axa édia de 5 acoes o segudo s e o oeado leva aoxiadaee s aa ecaihá-los. a Aalise o oeado segudo u odelo M/M/. b Qual a obabilidade de esouo do buffe se o oeado ive aeas 3 buffes? xelos Plaeaeo de aacidade aa Seviços a Web Meascé & Aleida 3 xelo 8.: As equisições chega a u sevido web a ua axa de de 3 equisições/segudo. ada equisição gasa segudo e édia aa se ocessada. Qual a fação de eo e que k k... equisições se ecoa o sevido web? Qual o úeo édio de equisições o sevido? xelo 8.: osidee o exelo 8. acia. Resoda: a Qual o eo édio de esosa o sevido? b Qual seia o eo édio de esosa se o sevido fosse subsiuído o ouo duas vezes ais áido? c Qual seia o eo de esosa se a axa de chegada dobasse quado o sevido fosse duas vezes ais áido?
11 Fila M/M/ Fila M/M/ xise sevidoes idêicos e ua úica fila: Modelada coo u ocesso de ascieo e oe ode:
12 Fila M/M/ Uilizado o Teoea 3. obeos: eos da iesidade de áfego / : A obabilidade de have obs o sisea é calculada ela elação: Que esula e: ou Fila M/M/
13 3 A obabilidade de que u ob eha que esea a fila odos os sevidoes ocuados é dada o: Paa sevido úico é dada o. Fóula de lag obs P Núeo édio de obs e esea q
14 4 Núeo édio de obs e aedieo dado que s Núeo de Jobs o Sisea Núeo édio de obs o sisea: Pode-se osa que a vaiâcia de e q são dadas o: s q Va Va q
15 5 Uilização da Fila M/M/ Se obsevaos o sisea o u eo logo.ex. T segudos o úeo oal de obs chegado e ecebedo seviço seá T O eo oal ocuado dos sevidoes aa aede esses obs seá T/ A uilização de cada sevido seá dada o: Poao cada ovo sevido acesceado ao sisea diiui oocioalee sua uilização T T U / / eo oal eo ocuado o sevido Teos Médios Teo édio de esosa usado a Lei de Lile: Do eso odo o eo édio de esea e fila é dado o: / w q
16 6 FDP do Teo de Resosa O eo de esosa ão é exoecialee disibuído a ão se que geal o coeficiee de vaiação iso é a azão ee o desvio adão e a édia de é eo do que e e e e e F / / Teo de sea A fução disibuição de obabilidade do eo de esea é dado o: Dado que w ossui ua fução disibuição exoecial ucada o oso eceil q ode se calculado do seguie odo: w e w F q w q l ax
17 xelo 3. sudaes chega a u laboaóio de couação de acodo co Poisso a ua axa édia de o hoa. ada esudae gasa e édia iuos o couado e assue-se que ese eo sea exoecialee disibuído. O laboaóio e aualee 5 couadoes e algus aluos ê eclaado que os eos de esea são uio logos. Aalise o laboaóio usado u odelo de filas M/M/. xelo 3.3 Os esudaes quee liia o seu eo de esea aa ua édia de iuos e ão ais do que 5 iuos e 9% dos casos. Isso é viável? Se fo quaos couadoes seia ecessáios? Sugesão: aalise o sisea co couadoes aedo as esas axas de chegada e aedieo de 67 e 5 esecivaee. 7
18 M/M/ vs. M/M/ o sevidoes qual a elho aleaiva? ae filas seaadas aa cada sevido ou ae ua úica fila aa odos os sevidoes Paa chegadas de Poisso e eos de seviço exoeciais: filas M/M/ co axa de chegada / ua fila M/M/ co axa de chegada Vaos veifica que ua úica fila é elho quado os obs são hoogêeos xelo 3.4 No exelo 3. cosidee que os 5 couadoes esão localizados e 5 difeees uidades do caus oao é ecessáio ae filas seaada aa cada u. Nese caso o sisea é odelado coo 5 filas M/M/ seaadas. Usado 67/5333 e 5 eos: 333 Iesidad e de áfego M/M/ Va
19 Fila M/M/ Núeo ifiio de sevidoes. É u caso esecial das filas M/M/ Os obs uca ê que esea ois há see u sevido disoível O eo de esosa R é igual ao eo de seviço S São abé chaadas de ceos de aaso São uilizadas aa eesea ecusos dedicados ais coo eiais u sisea de eo coailhado Suas equações ode se deivadas das uilizadas aa filas M/M/ Fila M/M// 9
20 Núeo de buffes é fiio Quado odos os buffes esivee ocuados ovas chegadas seão edidas: Modelada coo u ocesso de ascieo e oe ode: Fila M/M// buffes fiios Fila M/M// Uilizado o Teoea 3. obé-se: eos da iesidade de áfego / :
21 A obabilidade de have obs o sisea é calculada ela elação: Que esula e: ou Fila M/M// Núeo Médio de Jobs q A vaiâcia e ouas esaísicas de e q ode se calculadas de foa seelhae
22 Taxa feiva de hegadas Todas as chegadas que ocoe equao o sisea esá cheio são edidas A axa dos obs que efeivaee ea o sisea é dada o: A difeeça eesea a axa de eda de acoes ' Teos Médios Teo édio de esosa usado a Lei de Lile: Do eso odo o eo édio de esea é dado o: ' ' q q w
23 Uilização da Fila M/M// Se obsevaos o sisea o u eo logo o exelo T segudos o úeo oal de obs chegado e ecebedo seviço seá T O eo oal ocuado dos sevidoes aa aede esses obs seá T/ A uilização de cada sevido seá dada o: U eo ocuado o sevido eo oal ' T / / ' T é a obabilidade de o sisea esa cheio Fóula de Pedas de lag u sisea M/M// o úeo de buffes é exaaee igual ao úeo de sevidoes. A obabilidade de eda é dada o: / / As fóulas aqui aeseadas ode se eduzidas ao caso de sevido caaceizado u sisea M/M// 3
24 xelo 3.5 osidee ovaee o oeado do xelo 3.. Aalise o oeado assuido que ese ossua aeas buffes. A axa édia de chegadas e a axa édia de seviço são coo aes 5 s e 5 s esecivaee. Ouos Siseas de Filas G/M/ M/G/ M/D/ caso esecial G/G/ G/G/ 4
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