90934

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ОРГАНИЗАЦИИ ОЧЕРЕДИ

Лабораторная работа

Экономическая теория и математическое моделирование

Цель работы – освоение основных понятий математического моделирования на примере задачи организации очереди и экспериментальная проверка (на основе вычислительного эксперимента) теоретических положений.

Русский

2015-07-10

81 KB

25 чел.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ОРГАНИЗАЦИИ ОЧЕРЕДИ.

  1.  Цель и задачи работы.

Цель работы – освоение основных понятий математического моделирования на примере задачи организации очереди и экспериментальная проверка (на основе вычислительного эксперимента) теоретических положений.

Задачи работы:

построение и исследование математической модели последовательности действий;

применение комбинаторных методов для решения задачи организации очереди.  

  1.  Краткие теоретические сведения.

Задача организации очереди имеет следующую формулировку:

Имеется n посетителей, ожидающих приема (деталей, подлежащих обработке). Время беседы с каждым из них (время обработки) заранее известно и равно t1, t2,…, tn.

Требуется найти такой порядок приема посетителей (обработки деталей), чтобы суммарное время ожидания было минимальным.     

Управление U=(u1,u2,…,un) (возможные варианты порядка приема) соответствует множеству перестановок из n элементов. Рассмотрим  множество S, состоящее из n элементов.

 

Перестановка - это упорядоченная совокупность всех элементов S. Определим количество  перестановок Pn.  Например, для S={1,2,3} все перестановки можно сформировать так:

Выбор 1-го элемента

Выбор 2-го элемента

Выбор 3-го
элемента

Перестановка

Первый элемент можно выбрать тремя способами. Для каждого первого элемента второй элемент перестановки можно выбрать двумя способами. Наконец третий последний элемент определяется однозначно после выбора первых двух. Таким образом, количество перестановок на множестве, состоящем из трёх элементов P3=321=6.

Эти рассуждения очевидным образом обобщаются на множество, состоящее из n элементов: 1-й элемент выбирается n способами, 2-й элемент выбирается n-1 способами,….

Таким образом, количество перестановок на множестве, состоящем из n  элементов

Pn=n(n-1)(n-2)1=n!,

где произведение n(n-1)(n-2)1 обозначается как n!=n(n-1)(n-2)1

По определению полагают  0!=1

можно доказать методом математической индукции.

  1.  Для n=1 очевидно P1=1=1!
  2.  Пусть количество всех перестановок множества, состоящего из n=k элементовPk=k!. Рассмотрим теперь множество из k+1-го элемента. Из k элементов этого множества по индуктивному предположению можно сформировать k! перестановок. Из каждой такой перестановки добавлением k+1-го элемента можно получить k+1 перестановку, поскольку его номер в новой перестановке может быть от 1 до k+1. Таким образом, всех перестановок множества из k+1-го элемента Pk+1=k!(k+1)=(k+1)!

Формирование перестановок

Пусть список приема определяется перестановкой номеров посетителей (u1,u2,…,un):

Тогда время ожидания первого по списку посетителя 1=0.

Время ожидания второго по списку посетителя 2=tu1.

Время ожидания третьего по списку посетителя 3=tu1+ tu2

……….

Время ожидания n-го по списку посетителя n=tu1+ tu2+…+tun-1

Таким образом, общее время ожидания  

=1+2+3…+n=(n-1)tu1+(n-2)tu2+…+ tun-1

Минимальное время ожидания реализуется в случае, когда величины t1, t2,…, tn упорядочены по возрастанию.   

1.3. Выполнение лабораторной работы

1. 1. Определить возможное число вариантов с учетом дополнительных условий для своего варианта.

2. Решить задачу организации очереди с учетом дополнительных условий для своего варианта. Сравнить полученный результат с теоретическим решением, приведенным в п.1.2.

3. Подготовить отчет.  

 

1.4. Варианты заданий:

Вариант 1.

t1

t2

t3

t4

2

4

12

7

Дополнительное условие: второй клиент должен быть последним в списке

Вариант 2.

t1

t2

t3

t4

8

4

5

7

Дополнительное условие: второй клиент должен быть в списке сразу после четвертого.

Вариант 3.

t1

t2

t3

t4

4

4

5

1

Дополнительное условие: четвертый клиент должен быть вторым в списке

Вариант 4.

t1

t2

t3

t4

11

15

12

6

Дополнительное условие: третий клиент должен быть в списке позже четвертого, но раньше первого.

Вариант 5.

t1

t2

t3

t4

8

3

5

3

Дополнительное условие: второй клиент не должен быть последним в списке

Вариант 6.

t1

t2

t3

t4

5

6

7

3

Дополнительное условие: первый клиент должен быть в списке раньше четвертого.

Вариант 7.

t1

t2

t3

t4

9

7

8

4

Дополнительное условие: третий клиент не должен быть в списке ни последним, ни предпоследним.

Вариант 8.

t1

t2

t3

t4

4

5

7

8

Дополнительное условие: третий клиент должен быть в списке позже четвертого, но не должен быть последним.

Вариант 9.

t1

t2

t3

t4

4

3

7

12

Дополнительное условие: второй клиент должен быть в списке перед третьим и после первого.

Вариант 10.

t1

t2

t3

t4

3

2

4

7

Дополнительное условие: третий клиент должен быть в списке сразу перед  четвертым.

Вариант 11.

t1

t2

t3

t4

7

2

5

1

Дополнительное условие: четвертый клиент не должен быть в списке сразу после второго.

Вариант 12.

t1

t2

t3

t4

2

4

12

7

Дополнительное условие: второй клиент не должен быть в списке должен быть в списке ни первым ни последним.

PAGE  2


1

2

2

3

1 2 3

1 3 2

2

1

3

1

3

2 1 3

2 3 1

3

1

2

1

2

3 1 2

3 2 1

k!

■■■...■

■■■...■

■■■...■

...

добавляется k+1-й элемент

■■■...■

■■...■

■■■...■

...

k+1

■■■...■

■■...■

■■■...■

...

k+1

...

k!(k+1)==(k+1)!


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

80794. Правовое регулирование охоты и рыболовства 34.38 KB
  Законодательство о рыболовстве и сохранении водных биоресурсов основывается на следующих принципах: 1 учет значения водных биоресурсов как основы жизни и деятельности человека согласно которому регулирование отношений в области рыболовства и сохранения водных биоресурсов осуществляется исходя из представлений о них как о природном объекте охраняемом в качестве важнейшей составной части природы природном ресурсе используемом человеком для потребления в качестве основы осуществления хозяйственной и иной деятельности и одновременно как об...
80795. Правовая охрана атмосферного воздуха 34.01 KB
  Это Федеральный закон Об охране атмосферного воздуха акты федерального уровня о санитарноэпидемиологическом благополучии населения об отходах и т. Российское законодательство об охране атмосферного воздуха базируется на принципах приоритета охраны жизни и здоровья человека обеспечения благоприятных условий для жизни труда и отдыха недопущения необратимых последствий загрязнения атмосферного воздуха для окружающей среды обязательности государственного регулирования выбросов загрязняющих веществ и вредных физических воздействий на...
80796. Правовая охрана памятников природы, редких и находящихся под угрозой исчезновения растений и животных 32.41 KB
  Природные объекты и комплексы объявляются памятниками природы федерального значения а территории занятые ими особо охраняемыми природными территориями федерального значения Правительством Российской Федерации по представлению федеральных органов исполнительной власти в области охраны окружающей среды. Природные объекты и комплексы объявляются памятниками природы регионального значения а территории занятые ими особо охраняемыми природными территориями регионального значения соответствующими органами государственной власти субъектов...
80797. Правовой режим государственных природных заповедников 30.95 KB
  Исторически заповедники первая форма особо охраняемых природных территорий. 8 Федерального закона Об особо охраняемых природных территориях принимает Правительство РФ по представлению специально уполномоченного на то государственного органа Российской Федерации в области охраны окружающей природной среды. Природные комплексы и объекты земля воды недра растительный и животный мир на территории государственных природных заповедников полностью изымаются из хозяйственного использования ст.
80798. Правовой режим национальных парков 32.53 KB
  С учетом специфики данного вида особо охраняемой территории и задач которые на них возлагаются при создании на территориях национальных парков устанавливается дифференцированный режим особой охраны с учетом их природных историкокультурных и иных особенностей. Для этого в пределах национальных парков могут быть выделены следующие функциональные зоны: заповедная в пределах которой запрещены любая хозяйственная деятельность и рекреационное использование территории; особо охраняемая в пределах которой обеспечиваются условия для...
80799. Требования в области охраны окружающей среды при осуществлении хозяйственной и иной деятельности 30.56 KB
  При этом должны предусматриваться мероприятия по охране окружающей среды восстановлению природной среды рациональному использованию и воспроизводству природных ресурсов обеспечению экологической безопасности. Нарушение требований в области охраны окружающей среды влечет за собой приостановление по решению суда размещения проектирования строительства реконструкции ввода в эксплуатацию эксплуатации консервации и ликвидации зданий строений сооружений и иных объектов. Прекращение в полном объеме размещения проектирования...
80800. Правовое регулирование обращения с химическими и биологическими веществами 29.88 KB
  Закон о санитарноэпидемиологическом благополучии населения предусмотрел в качестве одной из основных мер обеспечения безопасного обращения с потенциально опасными для человека химическими биологическими веществами и отдельными видами продукции государственную регистрацию ст. Потенциально опасные для человека химические биологические вещества и отдельные виды продукции допускаются к производству транспортировке закупке хранению реализации и применению использованию после их государственной регистрации. Правовое регулирование...
80801. Экологические требования при эксплуатации опасных производственных объектов 32.08 KB
  Организация эксплуатирующая опасный производственный объект обязана: соблюдать положения настоящего Федерального закона других федеральных законов и иных нормативных правовых актов Российской Федерации а также нормативных технических документов в области промышленной безопасности; иметь лицензию на осуществление конкретного вида деятельности в области промышленной безопасности подлежащего лицензированию в соответствии с законодательством Российской Федерации; обеспечивать укомплектованность штата работников опасного производственного...
80802. Правовое регулирование генно-инженерной деятельности 32.83 KB
  Внедрение результатов генноинженерной деятельность сопряжено с потенциальными отрицательными последствиями для природы. В связи с этим возникает потребность в правовом регулировании экологических отношений возникающих при осуществлении генноинженерной деятельности. Этим целям служит Федеральный закон О государственном регулировании генноинженерной деятельности .