51212

Анализ организационных структур АСУ

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Постановка задачи Вычислить время пребывания заявки в сети изображенной на рисунке. Матрица вероятностей Р для этой сети имеет вид P = = m = Основные теоретические сведения 1. Стохастическая сеть состоит из конечного числа элементов i = 012n внешний источник среда откуда в сеть поступают заявки и куда они направляются из сети принимается за нулевой элемент i = 0. Для отображения связей между элементами стохастической сети применяется направленный граф передач вершины S0S1Sn которого соответствуют одноименным элементам а...

Русский

2014-02-07

146.93 KB

2 чел.

Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.

Лабораторная работа № 2

по курсу «Теоретические основы автоматизированного управления»

на тему:

«Анализ организационных структур АСУ»

Выполнил:

студент АСУ-31

Петренко А.Г.

Проверил:

преподаватель

Васильев Д.А.

Саратов 2013

Цель работы

Изучение методики проведения анализа организационных структур АСУ с использованием линейных стохастических сетей.

Постановка задачи

Вычислить время пребывания заявки в сети, изображенной на рисунке. Матрица вероятностей Р для этой сети имеет вид

P = µ =  m =

Основные теоретические сведения

1. Стохастическая сеть.

Стохастическая сеть состоит из конечного числа элементов i = 0,1,2,…,n внешний источник (среда), откуда в сеть поступают заявки и куда они направляются из сети, принимается за нулевой элемент (i = 0). Для отображения связей между элементами стохастической сети применяется направленный граф передач, вершины S0,S1,…,Sn которого соответствуют одноименным элементам, а дуги – связям между ними. Передача заявки в сети из элемента Si в элемент Sj после завершения обработки этой заявки в Si изображаются дугой, исходящей из Si и входящей в Sj . Заявка может быть передана из одного элемента в несколько других элементов, что приводит к возникновению неопределенности в выборе направления передачи. Для установления неопределенности дуги графа взвешиваются вероятностями передач Pji т.е. заявка, выходящая из элемента Si, может поступить в любой другой элемент Sj с вероятностью Pij (при i = 0 заявка покидает сеть). Эти вероятности образуют матрицу вероятностей передач

.      (1)

Размерность и элементы матрицы P определяются видом сети.

Вероятность передачи заявки из элемента Si в элемент Sj равна доле потока заявок поступающего из элемента Si в Sj. Ввиду того, что заявка в сети не теряется и заявка, выходящая из элемента Si обязательно поступит в некоторый другой элемент Sj, то должно выполнятся условие

.

Таким образом, сумма элементов каждой строки матрицы (1) равна единице.

Стохастическая сеть является линейной в том смысле, что вероятность поступления заявки в элемент Sj за интервал времени , является линейной комбинацией с постоянными коэффициентами Pij вероятностей выхода заявок из других элементов сети.

Вероятности Pij определяют порядок циркуляции заявок в сети и имеют следующий смысл. Пусть Kij – среднее число заявок, выходящих из элемента Si и поступающих в элемент Sj .Общее число заявок выходящих из элемента Si равно

.

Тогда вероятность характеризует долю выходящих из элемента Si заявок, которые потом поступают в элемент  Sj. Если все заявки, обслуженные элементом Si ,направляются в элементSj , то Pij = 1. Если элемент Si не связан по выходу с элементом Sj , то Pij = 0.

S0

S1

S3

S2

S4

P01=1

P12=0,3

P21=0,2

P13=0,5

P43=0,2

P42=0,8

P24=0,4

P14=0,2

P23=0,4

P30=1

На рисунке показан граф сети, состоящей из пяти элементов (элемент S0 – внешняя среда).

Вероятности передач Рij однозначно определяют соотношения между интенсивностями потоков заявок, циркулирующих в сети. Под интенсивностями входных потоков заявок, поступающих элементы S0,S1,…..,Sn подразумевается среднее число заявок, поступивших в элемент сети в единицу времени в установившемся режиме. Сеть работает в установившемся режиме в том случае, если каждый ее элемент обеспечивает полное обслуживание поступившей в него заявки.

Различают два вида сетей: разомкнутые и замкнутые. В разомкнутых сетях интенсивность источника заявок , т.е. имеет место постоянное взаимодействие сети с внешней средой. В замкнутых сетях интенсивность внешнего источника . Организационные структуры АСУ представляют собой разомкнутые стохастические сети.

Для разомкнутой стохастической сети, работающей в установившемся режиме, интенсивности входного и выходного потоков любого элемента равны между собой. Кроме того, интенсивность выходного потока любого элемента Sj равна сумме интенсивностей потоков заявок, поступающих в него из других элементов Si сети. Так как заявки из элемента Si поступают в элемент Sj с вероятностью Рij, то интенсивность потока заявок, поступающих из элемента Si в элемент Sj, равна . Следовательно, интенсивность входного потока заявок любого  элемента Si сети определяется выражением

.       (2)

В линейных стохастических сетях вводится в рассмотрение коэффициент передачи интенсивности входного потока элемента Si относительно интенсивности

.       (3)

Коэффициент показывает в среднем, сколько раз каждая заявка, поступившая в сеть, проходит через элемент Si. Ввиду сложности и взаимосвязанности процесса управления, заявка может подвергаться многократной обработке в нескольких элементах сети. В этом случае .

2. Условие существования установившегося режима сети.

Существование установившегося режима сети связано с существованием установившегося режима в элементах сети. Для обеспечения установившегося режима в элементах сети, состоящих из однотипных преобразователей информации, должно выполняться условие насыщения

 

где - средняя интенсивность обслуживания преобразователя информации в элементе Si; mi - число преобразователей информации в элементе Si. Из (3) имеем

Поэтому условие ненасыщения для элемента Si можно представить в виде ограничения на интенсивность входного потока сети

    (4)

Учитывая (4), условие установившегося режима сети запишет он следующим образом:

.    (5)

На практике, в силу различных причин (например, изменение состояния здоровья специалистов), интенсивность обслуживания преобразователей информации может меняться на величину В этом случае условие установившегося режима сети (5) примет вид

     (6)

3. Оценка эффективности организационной структуры.

Показателем эффективности организационной структуры управления при описании ее с помощью линейной стохастической сети является среднее время T пребывания заявки в сети. Это время определяется с учетом среднего времени обработки заявки в элементе Si. Ввиду того, что заявка, поступившая в сеть, может многократно проходить обработку в элементе Si, общее среднее время обработки заявки в элементе Si равно Следовательно, среднее время пребывания заявки в сети

     (8)

Порядок проведения анализа организационных структур

  1.  По заданной матрицы вероятностей Р определяются интенсивности входных потоков элементов сети
  2.  Для заданных значений mi определяется условие установившегося режима сети
  3.  Вычисляется среднее время пребывания заявки в сети .
  4.  По данным значениям оценивается влияние изменения интенсивностей преобразователей информации на выполнение условия установившегося режима сети и на величину времени пребывания заявки в сети

Описание процесса вычисления

Расчет коэффициентов передачи интенсивности

Интенсивности входных потоков заявок любого элемента определяется из системы уравнений:

Коэффициент передачи интенсивности входного потока элемента Si относительно :

Расчет установившегося режима сети

Условие существования установившегося режима сети:

Т.е.


Расчет среднего времени пребывания заявки в сети

Вывод

В ходе выполнения данной лабораторной работы были изучены методики проведения анализа организационных структур АСУ с использованием линейных стохастических сетей, а так же определено среднее время пребывания заявки в сети, что является показателем эффективности организационной структуры управления. В данном случае: T = 0.881.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

38985. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СОЛНЕЧНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ С ВАКУУМИРОВАННЫМИ СТЕКЛОПАКЕТАМИ 2.09 MB
  ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛОСКИХ СОЛНЕЧНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ С ВАКУУМИРОВАННЫМИ СТЕКЛОПАКЕТАМИ Методика расчета солнечного коллектора с вакуумированным стеклопакетом Тепловой баланс солнечного коллектора с вакуумированным стеклопакетом Зависимость коэффициента теплопроводности разреженного газа от давления в вакуумном зазоре ВСП Расчет характеристик вакуумированных стеклопакетов обеспечивающих повышение эффективности солнечных коллекторов Экспериментальное исследование макета солнечного коллектора с...
38989. Численные методы 2.17 MB
  Из полученных данных видно, что метод подобластей имеет наилучший результат вычислений из всех остальных методов. Во-первых, даже при небольшом количестве разбиений он дал точность на 2 порядка лучше, чем второй по полученной точности метод Галеркина. Во-вторых, точность при количестве дискрет n=12 уже не укладывалась в разрядную сетку персонального компьютера.
38990. Икона Рождества Христова 33 KB
  Зубок с указкой в руке стоит у доски показывая на иллюстрации Рождественских событий Зубок: Ребята сегодня я буду учителем. Отвечайте на мои вопросы: Кто изображен на этом рисунке Родившийся МладенецХристос Зубок: Кто явился пастухам на поле Ангел Зубок: Какую весть принес ангел Что родился Бог в пещере Зубок: Кто едет на верблюдах по пустыне Звездочеты с дарами Зубок: Что привезли волхвы в подарок Иисусу Христу Золото ладан и смирну Зубок: Здорово мне нравиться быть учителем Матильда Леонардовна: Здравствуйте ребята...
38991. Совинформ. Праздник Крещения Господня – Богоявление 33 KB
  Беседа жителей Шишкиного леса Шуня раскладывает сувенирчики Енот Енотович приносит баночки с водой. Шуня: Какая я счастливая сколько мне подарков на святках подарили Енот Енотович: А ты Шунечка дарила другим радость в эти святые дни Шуня: Да конечно только не могу вам рассказать что и кому а то Матильда Леонардовна говорит что я все свои добрые дела растеряю. Шуня: Здорово что есть Господь которому можно доверить все свои тайны А что это у вас в руках за тайна такая Енот Енотович: Никакая это ни тайна а просто вода. Шуня: А...
38992. Притча о неразумном богаче. Советы Енота Енотовича. Думай о других 35.5 KB
  Советы Енота Енотовича. Оборудование: иллюстрации к притчам о добром самарянине неразумном богаче куклы котенка Коксика Енота Енотовича. Чему же хотел научить нас Господь Был ли жадным богач Какое решение он принял когда собрал большой урожай Смог ли он насладиться своим богатством что случилось с ним Советы Енота Енотовича: Думай о других. Коксик: Енот Енотыч Енот Енотыч закричал котенок вбегая в комнату.
38993. Сретение Господне 35 KB
  Шуня: Тетушка Матильда что еще сделать Матильда Леонардовна: Вещи все сложила на место Шуня: Да. Матильда Леонардовна: Игрушки все убрала Шуня: Конечно. Матильда Леонардовна: Пыль везде вытерла Шуня: Вездевезде Матильда Леонардовна: Тогда принеси мне пожалуйста связку свечей из тумбочки. Зубок: Ухты как у нас чисто и красиво А что у нас завтра праздник какойто Может день рождения у когото Шуня: А вот и нет а вот и не угадал Совсем не день рождения Зубок: А к чему это вы так готовитесь Матильда Леонардовна: Открываем...