Luận văn nghiên cứu và Ứng dụng lý thuyết hàng Đợi trong bài toán mô phỏng hoạt Động một siêu thị

Trên cơ sở các nghiền củu về phương pháp giải bái loán hệ thống phục vụ đám đông, luận văn đã lập trung vào các mục tiêu sau Luan van tập trung nghiên cửu về một số kiến thức co ban

ĐẠI HỌC QUỐC GIÁ HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

NGUYEN THU THUY

NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG LÝ THUYÉẾT HÀNG ĐỢI TRONG BAI TOAN MO PIIONG IIOAT BONG MOT SIEU TIT

Ngành: Công nghệ thông tin

Chuyênngảnh: Kỹ thuật phần mềm

Mãsô: 60480103

LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

TàNộ¡— 2017

ĐẠI HỌC QUỐC GIÁ HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

NGUYÊN TH THỦY

NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT HÀNG ĐỢI

TRONG BAI TOAN MO PHONG HOAT DONG MOT SIEU THI

Ngành: Côngnghệthông to Chuyênngành: Kÿthuậtphânmêm

Mas6: 60480103

LUAN VAN TIIAC SI NGANII CONG NGILE TIIONG TIN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TIẾN SĨ LẺ QUANG MINIL

HaNai - 2017

LOT CAM DOAN

Tôi xin cam đoạn luận văn này là công trình nghiên cứu đo chỉnh tôi thực hiện trên cơ

sở tìm kiếm, thu thập, nghiên cứu, tổng hợp trình bảy bằng văn bản Cáo tải liệu dram

Khao déu được nêu ở phân cuối của luận văn Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn

1à trung thục và không sao chép nguyễn bản từ bât kì một nguồn tài liện nào khác

Xếu có gỉ sai sót, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm

HỌC VIÊN

THU THUY

Phân phổi sác xuất thường gặp

Khải niệm hàng dợi và lý thuyết hàng doi

Ki higu Kendall Định nghĩa các độ đo hiệu suất

Luật Litfle XE HH gu ggberrưec

Hệ thông một kênh phuc va M/M/I

Hệ thông đa kênh phuc vu M/Mic

Hệ thống hàng đợi có thời gian phục vụ chính xác (M/D/1)

Hệ thống hàng đợi giới hạn kích thước MZMG/K

143 Các điều kiên để bài loán có thể giải được bằng lý thuyết

1⁄4 Phương pháp giải quyết bái toán bằng lý thuyết hàng đợi

Chương 2: CÔNG CỤ MÔ PHONG GPSS WORLD

2.1 Cách tiếp cân mô phỏng,

22 Hiện rạng một số công cụ mô phỏng chuyên dung

23 Gidi thigu vé GPSS World

Hang đợi có wu tién Priority Queueing oe ee

Pac điểm nổi bài của ngén ngit GPSS World

Mét sé khai niém lrong GPSS World

Các thực thể trong GPS8 ni

Củ pháp lệnh ŒPS8 Cáo khối cơ bản trong GP:

Một số hảm thư viện, Cải dit và sử dụng GPSS World Student Version,

25 Các bước mô phóng bái toán trên GPSS World

44 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG LÝ THUYBT HANG DOI VA CONG CL MO PHONG VAO BAIT! OAN TANG DOI SIGU TIL

3.1 Một số quan sát vẻ hàng đợi siéu thi

Phat biéu bai toan

Phan tich bải toán bing y thuyết hang doi

Mô phóng bải toán bằng công cụ mô phỏng

toán xếp hàng nhiều phase phục vụ

Thát biếu bài toán Phan tich bai toam bằng lý thuyết hàng đợi 'Mô phỏng bải toán bằng công cụ mô phỏng,

48

"-

dD

Hinh 1 2-

Tình 1

Thanh phan cơ bản của hàng đợi

3 - Mô hình hàng đại M/MI1 à ecerree 4- Mồ hình hàng đợi MAM/L

3 - Sơ đồ chuyển trạng thái của hàng đợi M/MT

6- Mô hình hàng dợi MMỨC à niceieeierre

Sơ đề chuyên trạng thái hàng đợi M/MứG

8- M6 biuh hang doi MMic/K

9- Se dé chuyén trang thai m6 hinh hang doi M/M/G/K ooo se essen

1 Mô bã chương trình mô phông bằng GP8S 2- Một segment diễn hình

3- Mö hình một chương trình mô phỏng hệ thống hàng đợi đơn giản „ 4- Cách lây yêu cầu của hàng đợi Driority Queueing

7- Quy trình mô phỏng

1- Đề thị sác xuất số khách hàng trong hệ thông,

Mö hình thuật toán giải bài toên bãi dậu xe

3- Mã nguồn mồ phòng bài toán bãi đỗ xe

4- Báo cáo thu được khi chạy mô phẳng

3- Mõ tả mö hình hoạt động của siêu thn 6- Mô bình thuật toán hoạt động của siêu thị

Bang 2 1- Một số Block cơ bản lâm việc với giao tảo 36 Đảng 2 2- Một số khối làm việc với thực thể thiết b; 38 Tảng 2 3 Một số khối cơ bản điều khiển địch chuyển của giao tác 40

Bang 3 1- Két quả mồ phông với thời gian 8h - - 54 Bang 3 2 Kết quê mô phông với thời gian khác nhau 35 Bang 3 3- Bãng so sánh độ lệch giữa mô phỏng và tính toán từ lý thuyết của lượng xe

tảng 3, 4- Kết quả tính toán hàng đợi gũi xe ô tô - 58 Bang 3 5-Bang két qui tinh toan hang doi bai giti xe may _- Bang 3 6- Kết quả tính toán hàng đợi giỏ hàng trong 8h - - 59

Bang 3 7- Kết quả tính Ioán hàng đợi xe đây trong 8h 60

Bang 3.8 Kết quả mô phóng hoạt động cũa siêu thị 66

Tương tự cách tiến hành với mô hình bài toán bãi gửi xe, thực hiện thay đổi thoi in

mô phông bằng cách cài đối lại biến thời gian v_tìme_ work lần lượi giá

166060, 24*60%60, 40*60*60, 80*60*60 sau đỏ chạy mô phông Đem sơ sánh kết quá tửng trường hợp với lý thuyết Báng 3 Ð đưa ra so sảnh thời gian phục vụ của các

quây phục vụ với thời gián lang bình tính toàn từ lý thuyết (225 gáy) 6

Bang 3 10 Bằng so sánh thời gian thanh toán trung bình "¬

-_ Khả năng phục vụ của hệ thống không đán ứng yêu cầu dan đến kết quả là một

sổ yêu cầu không được phục vụ boặc phải chờ đợi đề được phục vụ

-_ Khả năng phục vụ của bệ thông vượt quả yêu cầu dẫn dễn kết quá là hệ thống không sứ dụng hét nang lực về lao động, vật tư, thiết bị,

Cả hai tình trạng trên đêu gây nên thiệt hại về mặt kinh tế nói chung Vì vậy bài toán đặt ra là phân tích bản chất của các quả trình diễn ra trong hệ thống và thiết lập môi quan hệ về lượng giữa các dặc trưng của các quá trình ấy Trên cơ sở các mỗi liên hệ

đã dược xây dựng và các só liệu thu thập dược từ hệ thống, tính toán, phần tích và dua

ra quyết định nhằm điều khiển hệ thống hoại động có hiệu quả

Để tả lời cho những câu hỏi vẻ hàng, đợi, chủng †a có 2 phương pháp cơ bản để phân

tích là phương pháp phân tích bằng lý thuyết hàng đợi (hay còn gọi là phương pháp

giải tích) và mô phông hàng đợi Lý do đùng 2 phương pháp thay vì chỉ dùng mél

phương pháp là: phân tích bằng lý thuyết chỉ khả thí với các hệ thông láng đợi đơn

giản như hàng đợi đơn, hệ thẳng với những đặc điểm riêng về quy tắc đên và phân phôi thời gian địch vụ (phân phối Possion hay Normal); hau hét hệ thống phúc tạp đều cần sử đụng mô phỏng, như hệ thông cần quan sát đữ liệu thật hoặc phụ thuộc vào yếu

tổ thời gian, sẽ khó phân tích bằng lý thuyết

Trên thực tế, mỗi hệ thông phục vụ đám đông có tính đặc thủ riêng và cần được phân tích kỹ lưỡng bằng mô hình toán học cũng như mô phỏng Mỗ phỏng tính toán là phương pháp xem xét thông tin về hành ví của hệ thông, Khi phân tích hiệu suất của hàng đợi, chúng ta càn tìn hiểu, thiết kế và điểu khiển năng lực của hệ thông phục vụ

và quyết định khi nào mở hay đóng, dịch vụ Sử dụng thông tin ước lượng giá trị lãng,

phú, xáo địh được hạn chế của dịch vụ tai mỗi thời điểm xác định dễ có giả trị lãng

phí nhỏ rhất (giá trị địch vụ 1 thời gian chờ đợi)

Có nhiều cách đẻ mỏ phóng hàng đợi như: xây dựng giải thuật và triển khai bằng ngôn

ngữ lập trình, Mô phỏng bằng ác công cụ chuyên nghiệp như (Peli Nets, MatLab, GPSS, NS2,

của sự kiện (heo thời gian và mô phông vận hành của của hệ thống, vi vậy sử dựng,

công cụ lập trình đề triển khai thuật toán tên khá nhiêu thời gian Công cụ mô phỏng,

sự kiện rời rạc của IHM phát triển vào khoảng thập niên 1960 - General Purpose

Simulation System (viét tit 1A GPSS) là công cụ được lụa chon để giới thiệu và sử

) Công cụ mô phỏng cần sinh ngẫu nhiên sự kiện và quản lý vòng đời

dụng trong luận văn này

Vấn đề nghiên cứn và ứng dụng ngôn ngĩt mô phỏng, GPSS tại Liên bang Nga, cũng như một số quốc gia phát triển khác không còn xa lạ [L] Ở Việt Nam, việc ứng, dụng GPSS cũng đã được đẻ cập tới ở một số công trình, hiện văn khoa học, tuy nhiên việc áp dụng GPS8 đễ mô phỏng chưa áp đụng theo một phương pháp có tính tổng

quải Trên cơ sở các nghiền củu về phương pháp giải bái loán hệ thống phục vụ đám

đông, luận văn đã lập trung vào các mục tiêu sau

Luan van tập trung nghiên cửu về một số kiến thức co ban trong “ Ly thuyết hàng đợi”, cáo mô hình bảng dợi, công cụ mô phỏng hang đợi la GPSS Dé xuất quy trình xây đựng mô phông bang GPSS va van dụng để giải quyết bài toán xếp hàng tại siêu

tủ có thành phần ru tiên và không tru tiên

Luận văn được trinh bảy trong, ba chương với nội dung chỉnh của mỗi chương như sau Chương 1: Lý thuyết hàng đợi

Ta so sánh và đánh giá hiệu quả của mô phóng,

Kết luận

Tom lược kết quả chính của luận văn, nên lên các hạn chế của nghiên cứu Lừ đỏ định

hướng phát triển trong thời gian tới

CHUONG 1 LY THUYET HANG DOT

Chương này tập trung trình bảy các khái niệm liên quan đền lý thuyết hãng đợi

Đây là những kiên thức tông quan, cơ bản nhật đẻ phân tích và giải bài toán hàng đợi

1.1 Các khái niệm cơ bản

1.1.1 Biến ngẫu nhiên

Trong hệ thông hàng đợi dé ding nhìn thấy 2 quả tình ngẫu nhiên độc lập: quá

trình khách hảng xuất hiện ở đầu vảo hệ thông vả quả trinh phục vụ khách hàng tại đâu

ra của hệ thông Số lượng khách hang tại một thời điểm được đặc trưng bởi một biến

ngầu nhiên rời rạc Tốc độ đền tại một thời điểm cũng như thời gian phục vụ được đặc trưng bởi các biển ngẫu nhiên

Biển ngẫu nhiên được ký hiệu bởi Ä, Y cỏ giả tri ky vong E(X) Phương sai đ?(X) với độ lệch chuẩn Ø(X) Hệ só biến thiên là đại lượng mô tả mức độ biên động,

tương đổi của biến ngẫu nhiên X Tỉnh hệ số biển thiên:c = mm

1.1.2 Phân phối sác xuất thường gặp

Mục tiêu của việc phân tích hảng đợi bằng, lý thuyết là xây dựng mô hình chuyển trạng thái để xác định phân phổi dựa vào xác suất ở đâu vào và phân phối xác suất ở đầu ra của hệ thống Tốc độ đến vả thời gian phục vụ được đặc trưng bởi một phần

phối xác suất Các phân phối thường gặp [2] hai đại lượng nảy được trình bảy trong

bảng 1.1

Bảng 1 1- Một số hàm phân phối thường gặp

1.1.2.1 Phân phối hinh hoc (Geometric distribution)

La phân phôi đặc trưng cho số các biển có sảy ra trong một khoảng thời gian cho

trước Một biên ngẫu nhiên hình học [2 tr.1§] với phân phối xác suất:

1.1.2.2 Phân phối Poisson (Poisson distribution)

Là phân phỏi thường gặp nhất trong các mô hình hàng đợi phân phối Poisson [6 tr6-7] được đặc trưng cho những quá trình đến và phục vụ hoàn toàn ngẫu nhiên, độc lập Một biên phân phổi Poisson X với tham số /+ có phân phối

n=0, 1,2,

Trong đỏ:

- P( = n) là xác suất đề trong khoảng thời gian + cỏ n yêu câu xuất hiện;

~_n là số yêu câu xuất hiện trong khoảng thời gian quan sát r,

~_„ là số yêu cảu trung bình xuất hiện trong từng khoảng thời gian quan sát +

Phân phổi Poisson ta cỏ:

1

P„(2) =e "0®, E(Y)=ø°(X)=m, cỷ x”i

Biển ngẫu nhiên tuân có phân phối Poisson khi dòng đến có đủ các đặc điểm của

quá trình Poisson Qua trinh Poisson có 3 tinh chat sau:

Tính không hậu qua: Dong yêu câu có tính không hậu quả có nghĩa là: nêu xác suất xuất hiện một số yêu câu nào đó trong một khoảng thời gian nhất định không phụ thuộc vào việc đã có bao nhiều yêu cầu xuất hiện trước khoảng thời gian đó Hay nói khác, số yêu cầu xuất hiện trước vả sau thời điểm tạ nào đó không chịu ảnh hưởng qua

lại lẫn nhau.

Tính đơn nhất Dòng yêu câu có tính chat đơn nhất có nghĩa là: nêu xét trong

khoảng thời gian khá bẻ thì biến cố “có nhiều hơn một yêu câu xuất hiện” hầu như

không xảy ra Về mặt thời gian, chúng ta có thể xem dong yêu cầu có tỉnh chất đơn nhất nêu thời điểm xuất hiện các yêu cầu không trùng nhau

Tinh dig (tính thuần nhất theo thời gian) Dòng yêu câu có tính chất dừng có nghĩa là: nêu xác suất xuất hiện k yêu cầu trong khoảng thời gian z chỉ phụ thuộc vào

gia trị của + và của k chứ không phụ thuộc vào việc khoảng thời gian + này nằm ở vị trí nảo trên dòng thời gian Điều này có nghĩa là với những khoảng thời gian + dải bằng, nhau thi xác suất xuất hiện k yêu cau như nhau

1.1.2.3 Phân phối mũ (Exponential Distribufions)

Mật độ của một phân phổi mũ [2 tr20]với tham số / được cho bởi hàm ƒ(£)

Một biến X cỏ một phân phối Erlang-k [9 tr.5] (k=

của E biến độc lập Äạ,X;, X;có phân phỏi mũ chung 1/ Ký hiệu chung lả E„(U)

12, ) Voi k/p neu X 1a tong

hoac ngan gon la Ey,

" ụ "

Hình 1 1- Sơ đ chuyên trạng thái của phân phối Erlang-k với biến quy mô là ii

Các đặc trưng phương sai, phương sai và hệ số bình phương bằng nhau đều bằng nhau

k

k

11.25 Phân phối siêu bội

Một bien ngâu nhiên X 1a phân phối siêu bội [2 tr24] nếu X lả xác suất ø;,

¡=1, k một biến phần phổi mũ X;với 1/, Biển ngẫu nhiên nảy được ký hiệu là

Hy, (P ys 0» Digi Hay + My) hoae thu gọn là #ựy Hàm mật độ cho bởi

k

f(t) = 3 phuc, t>0

ist

EŒœ=Ei #6) =ÐEi

Hệ số biến thiên của £y hàm nảy luôn lớn hơn 1 hoặc bằng 1

1.13 Khái niệm hàng đợi và lý thuyết hàng đợi

Hang đợi (hay dòng chờ) [11] là một dòng đợi dịch vụ Yêu cầu được phục vụ từ

khách hảng sinh ra theo thời gian thông qua 1 nguồn đầu vảo Khách hảng sẽ phải chờ

trong hàng đợi đến lượt được phục vụ Khách rời khỏi hệ thông sau khi đã được phục

vụ

Đâu những năm 1900, A K, Erlang, kỹ sư điện thoại Đan Mạch bắt đàu nghiên

cửu sự tắc nghẽn vả thời gian chờ trong những cuộc gọi điện thoại Từ đỏ, lý thuyết

hang đợi đã phát triển và được sử dụng rộng rãi cho nhiêu tình huồng Mô hình hàng

đợi gồm những biểu thức và những môi liên hệ được dùng đề xác định những chỉ tiêu phản ảnh đặc trưng của các hệ thông

Đặc điểm dòng đến Đặc điểm hàng đợi: Đặc điểm dịch vục

« Kichtlước khách hàng - ® Kich thước của hàng đợi «© Thiết kế của hệ thẳng dịch vụ

© Quy tie ctia dong dén e Nguyêniắc phục vụ © Phén bé thoi gian phục vụ

© Ham ví (tinh chat) cia

tién trinh đắn

Hình 1 2- Thành phần cơ bản của hàng đợi

Các thành phân cơ bản của hàng đợi [6 tr.6-7] bao gồm

Tiến trình đến

Dòng yêu cau đến hệ thống là dòng các đối tượng đi đến hệ thong vả đòi hỏi

được thoả mãn yéu cau phục vụ Vi đụ: Dòng khách tới trung tâm bưu điện, dong cae

tàu biển đến cảng để bốc đỡ hàng hóa

Dòng các yêu càu đến hệ thông hang đợi được đặc trưng bởi toe dé den (arrival

rate), kỷ hiệu là À Là một biển ngầu nhiên được đặc trưng bởi phân phối xác suất của các lần khách hàng đến liên tiếp Dỏng yêu câu đến hệ thong lả dòng biến có ngẫu nhiên và tuân theo những phân phối xác suất nhật định, như đã nêu ở mục 1.2.2

Tiến trình phục vụ

Bao gém hang đợi phục vụ và quả trình phục vụ Hàng đợi phục vu: là tập hợp các yêu câu sắp xếp theo một trật tự đẻ chờ được phục vụ theo một nguyên tắc phục vụ nhất định

Trong đỏ nguyên tắc phục vụ là cách thức nhận các yêu cầu vảo các kênh phục

vụ Nguyên tắc phục vụ cho biết trường hợp nào thì các yêu câu được nhận vào phục

vụ và cách thức phân bổ các yêu càu vào các kênh như thẻ nảo Đồng thời nguyên tắc

phục vụ cũng cho biết trong trường hợp nảo yêu câu bị từ chối

Một số quy tắc xép hàng là FCFS (Fist-come-fist-server), LCFS (Last-come-fist- server), SIRO (Service-in-random-order), dich vu uu tién Tuy thuéc vảo loại dịch vụ

mà hệ thông phục vụ được thiết kế theo mô hình đơn hàng (có một hang doi), hay da

12

hang (nhiều hàng đợi), một bước phục vụ hay nhiều bước phục vụ Thời gian phục vụ được đặc trưng bởi phần phối xác suất khoảng thời giam mà khách hàng sử dụng các

địch vụ

Quá trình phục vụ hay kênh phục vụ là những thiết bị kỹ thuật, con người hoặc tổ hợp các thiết bị kỹ thuật và con người mà hệ thông sử dụng để phục vụ các yêu câu đến hệ thống Một đặc ưng quan trong nhất của các kênh phục vụ là thời giam phục

vụ, đó là thời gian íL nhất mỗi kênh phải tiêu hao để phục vụ xong một yêu cậu

SẼ đà

Tién trình ra

La dong cáo yêu cầu di ra khỏi hệ thông bao gồm các yêu cầu dã dược phục vụ

‘va các yêu cảu bị từ chối Ở dây chúng ta chí chú ý dến dòng, yếu cầu đã được phục vụ, vậy có thể coi tiên trình ra là dòng các yêu cầu đã dược phục vụ rời khỏi hệ thống, dong ra duoc đặc trung bởi tốc độ ra (departnre rate), ký hiệu là u

1.1.1 Các đặc điểm của hàng đợi

a) Đặc điểm của tiến trình đến

Kích thuước khách hàng đến

Là giới hạn hoặc không giới bạn Vĩ dụ: không ước lượng được sề xe đến bãi rửa

xe trong thánh phê lớn hoặc lượng sinh vién ding ky mén học tại một trường, dại học lớn, đó là những hàng đợi không xác dịnh dược kích thước giới hạn của tiến trình đến Tần hếi mô hình hàng đợi có kích thuốc đến là không giới bạn

là A Những hàng đợi có khách hàng dến ngẫu nhiền, độc lập và không xác định trước

thời gian đến Số yêu cầu đến tại một thời điểm bất kỳ cá thể ước lượng bằng phân phối xác suất Possion được biển điển bởi hàm sau

nage

Ptx) — voix — 6,1,2

'Trong đỏ: PỌc) = xác suất xuất hiện x khách hảng vào hệ thống

x= Số yêu câu đến trong L đơn vị thời gian

 = tốc dộ đến (arrivals rate) của khách hang

Hanh vi (tink chat) chia tién tink dén

Con người hay máy móe nói chung thường tuân theo quy luật xép hàng cho đến khi dược phục vụ mã không chuyển giữa các hàng Nhiều khách hàng từ chối chờ hoặc thiểu kiêu nhần nên từ bỏ giữa chừng Những khách hàng đó sẽ đến và rời khỏi khi

đợi vó hạn có kích thước không bị giới han

Nguyên tắc phục vụ: Liầu hết các hàng đợi thường sử dụng nguyên tác phục vụ la

Fist-in, Fist-out hay cén gọi lá ist come _ fist server (FCES) Một phòng cấp cửu của bệnh việc hoặc quây thanh toán của một siêu thị thường áp dụng FCEFS Tuy nhiên

trong một số trường hợp như bệnh nhân dưa dến cấp cứu có mức độ nghiệm trong cao hơn thi sẽ được phục vu trước, từ đó việc tính toán các yên tổ của hàng đợi cân dim tảo một số quy tắc ưu tiên Với những hàng đợi có ưu tiên, ta cũng cân tính xác suất xuất hiện yêu cầu cân tru tiên

©) Đặc điểm dịch vụ

Phần thứ 3 của mỗi hệ thống bàng dợi là đặc diễm về dịch vụ Hai thuộc tính quan Irọng của dịch vụ là: Thuết kế của hệ thống phục vụ và phân phối thời giam phục

vụ

Thiết kê của hệ thẳng dịch vụ là cách thiết kế số kênh, số bước (phasc) phục vụ

để thực hiện các giao địch với khách hàng Hầu hết các ngân hàng và eu thi lon

hién nay déu cd nhidu qudy phục vụ, và tùy vào tính chất địch vụ má số bước giao dich

được thiết kế cho phủ hợp Trong mêt hệ thống với một bước xứ lý duy nhất, khách

hàng đến địch vụ chỉ thực biện giao dịch tại 1 trạm sau đó rời khôi hệ thẻng Các hệ

thêng địch vụ công thực hiện chức năng tiếp nhận yêu sầu, xử lý hô sơ và trả kết quả

cho người làm thú tục là mỏ hình với 1 bước xứ lý duy nhất Tuy nhiên cũng có những,

14

thủ tục hành chinh sàn thực hiện nộp hỏ sơ tại một bộ phận, thanh toản lệ phí tại một

bộ phận và nhận kết quả tại 1 bộ phận khác là mỏ hình với nhiễu buớc xử lý

Phân phối thời gian phục vụ Lhời gian phục vụ thường là chỉnh xác hoặc ngẫu nhiên Thời gian phục vụ chính xác là khoảng thời gian phục vụ giống nhau với mọi

khách hàng, phân phối này thường đặc trưng cho hoạt động của máy móc Trong thục

- 13: hàm phân phối thời gian phục vụ Tương tự như phân phôi thời gian đẻn, luật

phân phỏi được thể hiện trong ký sẽ ruột trang những giá trị tương ứng như sau: M (phân phối mủ), G (phan phối chung), D (phân phổi đên), T„{ phân phối Erlangian), H (phan phdi siêu mũ)

- ¢: Sékénh phue vụ (e>0)

ý tự mồ tả có thể mở rộng thêm một số thông số sau:

- K: 86 hrong khách hảng lớn nhật có thể có trong hệ thông (trong hàng đợi và

đang được phục vụ)

~_ m Nguồn khác hàng vô hạn (no) hoặc hữu hạn (r)

- D: Nguyén tic phuc va

Mot số ví âu đề hiểu rõ về ký hiệu Kendall:

Vị dụ 1: hệ thống hang doi M/M/1, là mỗ hình hệ thống hàng đợi cổ điển, đơn giản nhất với 3 thành phân:

- Thời gian giữa các lần tín hiện xuất hiện liên tiếp tuân theo luật phân phối mũi

(M)

- Thời gian phục vụ theo luật phân phổi mũ (M0

- Có I kênh phục vụ (e=1)

Vi dụ 2: Hệ thông có cách thành phân G/G/1/a⁄4o/FCES nghĩa là

~ Thời giam giữa các tín hiệu xuất hiện liên tiếp tuân theo luật phân phối Œ

(General),

- Thời gian phục vụ theo luật phân phải G,

Gia wi dén A, thoi gian phục vụ E(B) công việc đến trong 1 đơn vị thời gian là

XE() Quây phục vụ thực hiện 1 công việc trên 1 đơn vị thời gian Điều kiện dừng l

XR(B)<1 Với B là thời gầm phục vụ trưng bình

Nếu p < 1 thủ p dược gọi là hệ số sử dụng bởi nó đặc trưng, cho thời gian hệ thống phục vụ làm việc Với hệ thông cỏ c quây phục vụ thi ta có AE(B)<< cơ Vậy hệ só phục

vali: p = AB(BYc

11.5 Định nghĩa các độ do hiệu suất

Đo hiệu suất của hàng đợi là việc sử dụng cơ sở toán học để xác dịnh được các

tham số sau:

~_ Phân phối thời gian chờ dợi và tạm trú của một khách hàng (thời gian tạm trủ

bằng thời gian chờ + thời gian phục vụ)

+ Phan phối số lượng khách hàng trong hệ thẳng (báo gồm hoặc không bao gom

những khách hàng đang được phục vụ),

- Phan phéi khéi lượng các công, việc trong hệ thông (Tổng thời gian khách hang

chờ dợi và thời gian còn lại của khách hàng trong dich vy)

- Phin phdi thời gian bận rộn của kênh phục vụ (là khoảng thời gian phục vụ liên

tục cửa kênh)

Đặc biệt, đổi với hệ thống hang đợi chủng ta quan tâm dến một số các tham số

3 i, — | Khoảng thời gian giữa khách hàng lên tiếp (tg t% -%,1)

4 w, _ | Thời gian chủ để được phục vụ trong hàng doi

Thời gian tạm trú của khách hàng trong hệ thông (thời gian

1 B(2) | Phân phối thời gian phục vụ

8 a(t) | Số khách hàng đến trong khoảng thời gian (0,t)

9 8Œ} [ Số khách hãng ra khỏi hệ thông trong khoảng thời gian (01)

10 Sô khách hàng ở trong hệ thông tại thời điểm t

Bếp L(t) = a(t) — 6(t)

Li Lạ | So khach hang trong hang doi

12, T Tong thoi gian phục vụ của toan bộ hệ thông

13 Hệ số sử dụng hệ thông

Be In nếu có c kênh phục uụ

14 ĐK | xác suất có K khách hàng trong hệ thông

trung bình đến trong một đơn vị thời gian [4 tr.26]

Luat Little ky hiệu như sau:

Để mồ tả cho luật Little ta xét với mô hình hàng đợi 1 quay phục vụ Với mô

hình này chúng ta cỏ thẻ thu được một số thông số hiệu suât khi áp dụng luật Ap

dụng luật cho hàng đợi (không gồm quay phue vụ) thu được môi quan hệ giữa chiêu

dài hàng đợi L„ vả thời gian đợi W¿, như sau

E(Lạ)= AE(W)

Cuỗi cing, khi ap dung luat Little cho quay phục vụ ta có

p = AE(B)

Với ø là số khách hàng ở trong quay phục vụ (áp dụng tương tự với ham thời

gian phục vụ) vả E(B) là thời gian phục vụ

1⁄2 Một số mô hình hàng đợi cơ bản

Trong thực tế có rất nhiêu mô hình hàng đợi được áp dụng trong quản lý, Bảng 1.2 liệt kề một số mô hình thường thấy áp dụng trong các ứng dụng Với mỗi mô hình

sẽ cỏ những đặc điểm va quả trình chuyên trạng thải riêng; các đặc điểm vả phương pháp tính hiệu suất của từng mô hình sẽ được trình bảy trong các tiêu mục của mục 1.2 nay

Bảng 1 3-Một số mô hình hàng đợi cơ ban

Tên hàng đợi — [Số kênh | Số Phân Phân phối | Kích Nguyên

phục vụ | bước phối tín |thời gian | thước tắc phục

phục |hiệu đến | phục vụ của dòng | vụ

mũ

Hệ thống da hang [e(c>1) |1 Possion |Luật phân |Không | FIFO

Trong phản tiếp theo, luận văn nêu chi tiết đặc điểm cũng như các đô đo hiệu

suât của những hàng đợi đã nêu trong bảng 1.3

1.2.1 Hệ thống một kênh phục vụ M/M/1

a) Đặc điểm:

Là hàng đợi đơn giản nhất với một số đặc điểm:

- _ Không giới hạn kích thước dòng vào

-_ Không giới hạn kich thước hàng đợi

~_ Có duy nhật một kênh phục vụ

- Ap dung quy tac phuc vu FCFS

- Phan phéi tc d6 den va thi gian phue tuan theo phan phổi Poisson

Mô hình hàng đợi được miêu tả như sau

Hinh 1 4~M6 hink hang doi M/M/1

b)_ Đo hiệu suất hàng đợi M/M⁄1

Hinh 1 5~So dé chuyén trang thái ctia hang doi MIMI

Đổi với mô hình chuyển trạng thái như hình 1.4 [4 tr.30] tốc độ đến và tốc độ phục vụ không phụ thuộc trang thái, mà được đặc trưng bởi số khách hàng trong hê thống

- Phan phoi thoi gian dén 1/4

- Phan phoi thi gian phue vu 1/j

- Dé hang doi dam bao diéu kién dừng (không vượt quá khả năng phục vụ) can

dam bao rảng buộc [4 tr.29]

A= Số khách hang den trung bình trong một đơn vị thời gian

= Số khách hàng được phục vụ trong một đơn vị thời gian

1, =Số lượng khách hàng lưu trú trong hệ thông (lượng khách đang chờ đợi + đang được phục vụ)

a wna

Hang doi M/M/c duge mô tả như sau: Mô hình hàng đợi với 2 hoặc nhiều quây phục

vụ, khách hàng đến một hang đợi vả tiến đến quay phục vụ đầu tiên trồng Đây là mô

hình áp dụng nhiều tại các ngân hàng hoặc các hệ thông tong dai hé tro

- Phan phdi thời gian đến là 1/2

~_ Phân phối thời gian phục vụ 1//

Hình 1 7 - Sơ đồ chuyễn trạng thái hàng doi MM/e

Sơ đồ chuyên trạng thái hình 1.7 [4 tr.43] cho thấy tốc đô phục vụ phụ thuộc vào

số kênh phục vụ; các biến của hệ thông M/M/c:

£ = Số kênh phục vụ

ÀÄ = Số khách hàng đền trung bình trong một đơn vị thời gian

ụ= Số khách hàng được phục vụ trong một đơn vị thời gian ở mỗi kênh

Pạ = Xác xuất hệ thông không có khách hàng

Thời gian trung bình khách hàng ở trong hàng đợi

bg

a

"

1.2.3 Hệ thống hàng đợi có thời gian phục vụ chính xác (M/D/1)

Một số hảng đợi cỏ thời gian phục vụ chính xác [6 tr.14] thay vì phân phối mũ Khi khach hang yéu cau dịch vụ quá trình phục vụ theo một vòng đời được định sẵn,

như trong trường hợp máy rửa xe tự đông Vị thời gian phục vụ là cô định nên các giá trị Lạ,Wa,E; và W¿ [3 tr61] luôn luôn nhỏ hơn các thông số tương tự ở mô hình

M/M/1 Cả chiều dải hàng đợi và thời gian chờ đợi trung bình đều giảm một nửa

Độ dài trung bình của hàng đợi

Thời gian đợi trung bình trong hệ thông

1.2.4 Hệ thống hàng đợi giới hạn kích thước M/M/c/K

Là hệ thống đa kênh và chỉ có tối đa K khách hảng được phép lưu trủ trong hệ thông

Hé thong hang đợi M/M/n/K được mô hình hỏa trong Hình 1.8

a) Dac diém

- Hang gémc kénh phuc vu

- Nguyén tac phuc vu FCFS

- Khong gidi han kich thude dong vao

- Gidi hạn kích thước khách hàng trong hàng đợi

b) Đo hiệu suất

Tốc đô đến và tốc độ phục vụ của của trạng thái 7 được xác định là Â, và ⁄

Hiệu suất hệ thông [4 tr.43]

Hình 1 9 - Sơ đồ chuyển trạng thái mô hình hàng đợi M/M/c/K

Trong mô hình trên, hệ thông ở trạng thải ? khi cỏ i khách hàng được phục vụ

Trung bình khách hàng trong hệ thông,

Ngoài các hệ thông hàng đợi đã giới thiệu (M/M/1, M/M/1/K, M/M/c, M/M/c/K)

trên đây, còn có rất nhiều mô hình hệ thống hang doi khac nhu M/M/c/K/M, M/G/1, M

/,/1, E, M1, M/G/1,G/M/m, G/G/1 được trình bày khá chỉ tiết trong tải liệu [3]

143 Các điều kiện để bài toán có thể giải được bằng lý thuyết

Điều kiện 1: Dòng vào của hệ thông phải là dòng tối giản hoặc xấp xỉ tôi giản

Điều kiện 2: Khoảng thời gian L1} giữa 3 lần xuất hiện liên tiếp các yêu câu là dại lượng ngẩn nhiên tuân theo qui luật bam số mũ Như vậy, hàm mật độ xác guất có

Điều kiện 3: Thời gian phục vụ của các kênh cimg là đại lượng ngẫu nhiên tuân

theo qui luật hàm số mũ

Nhe vay, ham mat dé xáe suất có dạng ƒ(£) = we7#? Va hàm phân phối xác suất

có đạng (f} — 1 — œ #F Với ụ là năng suất phục vụ của cáo kẽnh đó lả số yêu câu

được phục vụ lĩnh bình quân trên một đơn vị thời gian

1.4 Phương pháp giải quyết bải toán bằng lý thuyết hằng đợi

Giải bài toán phục vụ đám đông bằng lý thuyết hàng đợi hay phương pháp giải

tích là phương pháp cơ bản và được sử đựng khá phó biên Đường lối chung của

phương pháp này bao gồm cäc bước

Bước 1: Phân tích hệ thông mà chủ yếu là phân tích tính chất của động vào và

các trạng thái của hệ thông:

Bước 2: Thiết lập hệ phương tinh trang thai để giải ra các xác suất (rạng thải,

Bước 3: Giải hệ phương trình để tìm ra các xác suất trang thái và từ đó thiết lập

mỗi quan hệ giữa các chỉ tiêu

ang doi cơ ban whiz M/M1, M/M/c, M/M/ciK

Tuy nhiên, côn cân xem xét nhiêu yêu tổ khác của hàng đợi như độ ưu tiên, phân

phối thời gian bận Ngày nay, với sự phát triển của khoa học may tính, việc tích hợp các phân phối xáo suất toán học vào trong các phân mêm mô phỏng giúp xây đựng,

lập các mô hình trở nên đơn giản hơn rất nhiều, khắc phục được những hạn chế của

phương pháp toán học thuản tủy trong giải quyết bải toán hàng đợi Chứng ta sẽ thấy được

sự hiệu quả của các công cụ mó phỏng chương 2 của luận văn

Kedall va cra mal si

CHƯƠNG 2 CÔNG CỤ MÔ PHÒNG GPSS WORLD

2.1 Cách Liếp cận mô nhúng

Việc giải quyết bải toán các hệ thống phục vụ đám đông [L] là một vẫn đẻ cần thiết và mang ý nghĩa khoa học thực sự đặc biệt trong việc mô phỏng các hệ thống kênh phục vụ phức tạp như các hệ théng viễn thông, các hệ thống bản vẻ tự động, sân

bay, giao thông

Áp dụng lý thuyết hàng đợi với những mồ hình phức tạp thường khó khăn Mô

phóng là một trong những phương pháp hiệu quả nhất để nghiên cứu các hệ thống phức tạp Bản chất của công cụ mô phỏng là là tải tạo quả trình hoạt động của một hệ

thống theo sự kiện và Hhời gian theo đứng quy luậi quan sát được ngoài thục tế Khi đó

đã rủa các mô hình mô phông cần đạt được là: mô phông vòng đời của

mỗi phần tử trong hệ thông đúng theo logie và quy tắc Lượng tác và phảt triển cửa

chúng cả trong thời gian và trong không gian

Khi xây dựng mô hình mô phỏng và triển khai thực hiện nó thường có hai cách

tiếp cân, một là sử dụng các ngôn ngữ lập trình để xây đựng mô phông, h:

các ngôn ngữ mê phỏng chuyên dựng Xây đựng mô hình mô phỏng bằng cách sử dung cáo ngôn ngữ lập trình truyền thống la khá phức tạp vả khó khăn Chính vỉ vậy, nhiều người đã lựa chọn cách tiếp cận sử dựng các ngôn ngữ mô phỏng chuyên chụmg Ngoài những tru điểm tiện dựng, đơn gián, công cụ mô phỏng chuyên dụng mang lại tính tin cậy cao hơn cho bài toán cần mô phỏng

sử dụng

Chương 2 của luận văn này trình bày cêng cụ đại điện cho cách tiếp cận sử dụng công cụ mô phỏng chuyển dụng đẻ giải quyết bài toàn

2.2 Hiện trạng một số công cụ mô phỏng chuyên dụng

Với ý nghĩa ứng dụng thực tiễn, từ những năm 1960 trở lại đây, đã có nhiều các công cụ mô phỏng ra đời Giai đoạn đâu hâu hết các công cụ phục vụ cho môi trường,

PC, nhưng thời điểm hiện tại có thể tìm thấy các toolbox chạy trên môi trường Internet đáp ứng nhu cầu nghiên cứu vả ứng dụng với phạm ví khác nhau

Công cụ mô phéng chuyên dụng có khả năng phân tich các hệ thống, phức tạp nồi bat la MatLab, Petri Network, NS2 Nhin chung các công cụ được nêu đều có chung, mục tiêu, cơ sở lý thuyết, dù cách thể hiện trong ngồn ngữ lập trinh hay công nghệ äp

dung có khác nhan Thy nhiều luận văn tập Hung từm hiểu công cự mô phông tiên phong trong mô phỏng hệ thống phục vu dam ding la GPSS World Ca

ứng dụng

chính của công cụ mô phông GPSS World có thể kế đến như

~_ Các hệ thống chăm sóc khách hàng như Call Center, địch vụ 1080, 1900

-_ Giao thông vận tải (phổ biến nhất là mô hình bão trì máy bay fleet trong kĩ thuật

thàng không và vận tải công ty)

~_ Công nghệ mạng: nghiên cứu đánh giá cá

ủng dữ liệu mạng

~_ Thương mại: các hệ thống bản hàng tự động, các quấy thanh toán Hiển trong các

trưng tâm thương mại

-_ Thục tế đời sảng: bãi đậu xe 6 16, quan lý bay tại phi trường,

Là một công cụ đã được kiểm chủng qua nhiều mô hình thành công; GPSS

World là công cụ luận văn sử dụng để thục hiện bải toán áp dung

hệ thẳng hàng đợi Các đối tượng của ngôn ngữ nả được sử dụng tương tự như các thành phần chuẩn của một hệ thống hàng đợi, như là các yêu cầu, các thiết bị phục vụ,

hing đợi Với tập hợp đẩy đủ các thành phẩn như vậy cho phép xây dựng gác mô

phỏng phức tạp mà vẫn đảm bảo tính logic hé théng hing dei

Goncral Purpose Simulation Syslem duoc Geoflrey Gordon cia TBM phat triển

là GPSS Sự ra đời của GPSS đã góp phn đưa ra các khải niệm quan trọng cho tắt cả các ngôn ngữ mô phỏng (sự kiện rời rao) thương,

mại trên máy tính phát triển từ đó [L] GPS8/PC là phiên bản cải đặt đâu tiến cho máy

tính cá nhân được giới thiệu vào năm 1984 và GPSS World là một hậu đuệ trực tiếp của GPSS/C Hiện nay, GPSS World chạy trên mỗi trường Windows và được mở

rộng thêm nhiều tỉnh năng trên môi trường Internet

vào khoảng thập niên 1960, v

GPSS World được thiết kế để cưng cấp câu trả lời một cách nhanh chóng và đáng, tim cậy, với nỗ lạc ít nhất, dạt dược các kết quả dược xem xét trên nhiều gò độ trực quan nhất, phủ hợp với các mục tiểu khác nhau của các mô phỏng Thêm vào đỏ, GPSS World con tích hợp một hàm thư viện các ham phan phối xác suất, dem lại sự

tiên đụng cho người viết chương Irình mô phông, Điểm mạnh của GPSS World là

trong suối và cung cấp hình ánh động trực quan giúp người sử dung có thể nhận Ì được sự thay đối của hệ thông theo thời gian vả cung cắn các công cụ ngặt để có thể đừng mô phóng tai bat ky thời điểm nào nhằm ghi nhận lại các chỉ số cản thiết của mô phỏng,

2.3.1 Đặc điểm nổi bật của ngôn ngữ GPSS World

GPSS World là ngôn ngữ hướng đổi tượng, bao gồm các đối lượng: Model

Objects, Simulation Objects, Report Objects, Text Objects

Một số bước thông dụng dễ xây dựng mò phỏng bao gồm: thu thập dữ liệu và

xây đựng mô hùnh, kiểm tra - xác mình, rô phông, thử nghiêm, và phân tích các kếi

Một số đặc điểm nổi bật sau:

- Phim néng cho tuong tác nhanh: một mỏ hình được định nghĩa như là một chuỗi những câu lệnh mô hình (AZodel Siatermem)); quả trình xây dựng rô hình, người

dùng được cũng cấp nhiều loại cửa số cho phép xem trực tiếp và chụp ánh mô phóng, bằng với các phim nóng, các kiểm soát điểm ngắt Trinh xây dựng mô hình cho phép

gỡ lỗi dễ ràng hơn trong quá trình thứ nghiệm và kiểm tra xác nhận

-_ Trình tạo thử nghiệm tự déng: céng cu Automatic Experiment Generators

sinh ra các thử nghiệm tự động sau khi mỏ phỏng dược kiểm tra, ngoài ra có thẻ sử đụng công cụ hỗ trợ các bước thiết kế của GPSS,

- La ngén ngữ có tập lệnh mạnh nhưng cầu trúc đơn giản, được thiết kế trên

môi trường máy tính, sử dụng bộ nhở Ao cho phép các mô hình lên tới hàng tỷ õyưz

'Ưu tiên đa nhiệm và xử lý đa luông,

-_ Dược mỡ rộng thêm PLUS — Programming Language Under Simulation

ngôn ngữ lập trinh theo mô phống đơn gián nhưng mạnh mnế, loại bỗ các hạn chế tên

tại trong các phiên bản GPSS cũ

- Ngoài ra, OPSS World còn chứa các hàm thư viện phản phối xác suất trực tiếp

được sử dụng trong các biểu thức PL,US

- Hơn 20 phân phỏi xác suất tích hợp

- 13 chế độ xem đỗ họa khác nhau của các đối tượng mô phỏng:Việc phân tích két qua trong GPSS World cting rat dé dang, nó cung cấp công sụ hỗ trợ cho việc năm tắt và in cáo cửa số đồ họa Cửa số Journal phi lai cdc hoạt động liên kết với các đối

tượng mô phỏng

Định hướng giao diên người đùng định hướng với mô hình, mô phỏng, báo cáo,

và các đối tượng văn bản

2.3.2 Một số khái niệm trong GDSS World

GPSS bao gồm các đôi Lượng sair

- Model Objects (đỗi tượng mô hình),

- Simulation Objects (déi tong m6 phéng),

tạ Bx}

- Report Objects (déi tugng bao cao);

~ Text Objects (déi tugng van ban)

Kha ning lua va phue héi m6 phéng cho phép lưu lại các đổi tượng bất cử lúc nao, bat ky trang thải nào, và mở trở lại vào phiên cuối củng

Sau khi một mô hình được phát triển bằng cách soạn thảo các câu lệnh trong một dối tượng, Người dang sit dung lénh Create Simulation dé chay m6 phone hay tao ra một dỗi tượng mö phóng cỏ câu trúc như tập lệnh đã xảy dựng trong trình soạn thảo; Quá trình biên dịch tập lệnh thông qua một bộ biên địch (1ranslator) Phan mẻm chạy

nô phông với thời gian được thiết lập sau lệnh START, một đối tượng báo cáo được

tự động tạo ra Để sũ đụng đối lượng văn bản chúng ta đặt gác đổi lượng này trong câu lénh INCLUDE d

và cho các ứng đụng tiện ích khác Ngoài ra, các đối tượng văn bản thường được sử

đụng bởi các các đổi tượng mô phỏng khi thực hiện các thao tác OPEN, CLOSH, READ, WRITE, and SEEK

hỗ trợ phát triển các nô phỏng lớn, lạo ra một (hư viện mã nguồn

Đổ xây đựng được một mô hình đối tượng hoàn chỉnh, người đừng cản có hiển biết đây đủ về các đối hượng này Một mô phỏng tốt là mô phỏng đúng các hành vị, sự kiện trong hệ thông thực bể Vi vậy xây dựng mô hình cần dựa trên những quan sat đánh giá thực tế nhằm dat dược kết quả dúng dẫn nhất,

2.3.2.1 Đối lượng mô hình (Model Objects)

Một đổi tượng mô bình chứa một chuỗi các câu lệnh mô hình (AZodel Statemeni)

'yà một tập các giả trị thiết lập dược xây dựng trong Settine Ngoài ra, một bộ các đánh

déa (bookmark) va một danh sách các lỗi củ pháp cũng lá một phần của dỗ: tượng mô

tình Khi một đối lượng mô phòng duce tao ra nhờ việc dịch khối lệnh trong mô hình,

nó được kế thừa tật cả các Whit lập từ đối tượng mô tình rnẹ

Trong đó

- Câu lệnh mô bình (Model Statement) cd thé 14 mét cau GPSS (GPSS Statement), hoa mét dinh nghĩa thủ tục PLUS Các cfu GPSS có thể là các câu lệnh khối

(Block Stafemenis) hoặc là các lệnh (Comunanss)

- Mô hình nhiều tệp tin: Thông thường một mô hình được thiết lập bởi một tập

lệnh trong một mô hinh đối tượng Tập các tập tin văn bản dược gọi là Đối tượng vin bản (Text Object) Trong một số trường hợp, GPSS cho phép đặt nhiều các thủ tục, báo cáo vào một hoặc nhiều dối tượng text dễ module hóa mô hình Các

đối lượng vẫn bản, là các lập tin văn ban đơu giãn, có thể được đặt rong câu lệnh TNŒLUDE trong Mô hình đối tượng Làm như vậy sẽ làm cho tất cã các câu lệnh

trong dối tượng văn bản dược chèn vảo trong lệnh INCLUDE khi dỗi tượng Mô

phông được tạo ra

- ‘Thiét lap mé hinh (fode/ Settings) tap hyp cac chon lựa nhằm thiết lập các tham

sé cho mé hinh goi la "Sedtings" hay mét cach day dii a la Model Setting Cac cai đặt được kế thừa từ các đối Lượng mô phông và các đối tượng báo cáo sẽ đưa ra kết quả sau khi chạy nd phông Một số các thiết lập có thể thay đổi được ngay cả

sau khi các đối tượng mô phỏng được biên địch

3.3.2.2 Củo đối tượng mô phông - Simulation Objecds

Một đối tượng mô phỏng được lao ra bằng cach vie menu Command/Create

Simulation để dịch các câu lệnh rong rnội đổi Lượng mô hình (Mod? Olyeet) Sau khả một mê hình được dịch thành công, lệnh này sẽ tạo ra các trạng thái của mô phỏng Lệnh CRHATE có thể là một phân của Mê hình đổi tượng, hoặc chúng có thể được gửi đến Dôi tượng Mô phỏng biện tại như một tương tác

23.23 Bé bién dich (Translator)

Bộ biên dịch của GP8S8 biên dịch các đếi trọng mô phỏng Tắt cả các câu lệnh

mê phông được biên địch rước khi chúng được khối lạo trong mô phỏng Tương lự,

cáu lương lác được biên địch loàn cục rước khi cũng được chuyên liảnh một đốt

Retranslate trong Command

Khi cỏ lỗi xây ra ngắn cân quá bình tạo đối tuong mé phong, mot darh

2.3.2.4 Các đãi trợng bảo cáo - Report Objects

Một trong những tính năng mạnh nhất được trang bị cho GPSS là hệ thông báo cáo chuẩn (Standard Report) IBM da xay dung hé théng bao cao cho tat cả các thục

thể GPSS của một mô phống và được tạo tự động khi mô phóng hoàn thành Chính sửa

cde cai dat (Settings) la cach dé tiy bién cde bao cao, thay déi tham số của mỏ phông, nhằm dưa lại các kết quả báo cáo hữu ích

2.3.2.5 Cúc dỗi tượng văn bin (Text Objects)

Text Objcet dại diện cho một tập tin văn bản thuận tủy trong GPSS World Chúng được sứ dụng chính trong lệnh INCLUDE Text Objcct cho phép chúa sẽ các

câu lệnh mê hình trong dối tượng văn bản tới một dối tượng mô hình khác, Thâm chỉ

có thể tãi một câu TNCT/UDE vào một phim chúc năng, bằng cách đó, một đanh sách

lệnh phức tạp/hoác thủ rac PLUS trong một tập tin văn bản có thể được gửi đến một

mô phỏng với một phím tắt đuy nhất

1.3.3 Các thục thể trong GPSS

GPSS được xây đụng xung quanh các khái niệm trừu tượng gợi là các thực thể (Entities) Cac thực thé GPSS là những dối tượng trừu tượng tổn fại trong một mô phóng, Điể có thẻ tạo ra mô hinl: phức tạp, người sử dụng phải hiểu vẻ các thực thể,

cáo thuộc tính và các thao lắc trên các thực thế đó

GPSS cung cấp 14 loại thực thể trong đỏ nổi bật nhất là các thực thé giao tác (ransactions) va các thực thé khôi (biocks) Giao tác là loại thực thể duy nhật có thể được xóa khỏi mô phông Một mô phông có qui mô lăm sẽ bao gpôm nhiều giao tác đi chuyên từ một khối vào khối tiếp theo

Các thực thé GPSS duge dành số, GPSS World thường gản một giả trị duy nhất lớn hơn hoặc bang dén 10.000 vào tên của thục thể, Một số thực thể phải dược khai trảo cụ thể truốc khi si dumg ching mhu: thực thế hm trữ, các biển, bảng, ma tran,

các hàm Hầu hệt các thực thể GPSS khi cần thiết được tạo ra tự động,

Phân tiếp theo của luận văn nẻu các kiểu thực thể chỉnh bao gồm: các thực thể thiết

tị, các thực thể lưu trũ, Các thực thể động, các thực thê khối, các thục thể tính toán, các

thực thể nhóm,

23.3.1 Cúc thực thé thiét bi (Facility entity)

Một thiết bị là một thực thể có một số thuộc tỉnh, trong do quan trọng nhật là thuộc

tính trạng thải của thiệt bị, lay nói cách kha

là quyển sở hữu thiết bị Các thực thể thuộc

về thiết bị (Factbty EmliHes) đại điện cho các máy phục vụ và hoặc các thiết bị khác của

hệ thống thực Một thiết bị có thê được sở hữu bởi một giao tác duy nhất vì vậy một thiết

bi khang thé duoc giải phóng bởi một giao tác mã không sở hữu nó Thực thể ở trạng thái 1ả “bận” khi thiết bị được sơ hữu bối một giao tác; Ngược lại thiết bị ở trạng thải “rảnh” khi không có giao tác nào sở hữu nó Có thể gản quyền sở hữu thiết bị hoặc giải phòng quyền sở hữu của giao tác bằng lệnh S14 hoặc khdi PREEMPT Néu một giao tác không dược cấp quyền sở hữu, nó sẽ ở trạng thái nghỉ (¡dlc) |5]

Có một sẻ Ilack GPSS có thể được sử dụng với cáo thiết bị

SEIZE Blocks 6 ging chiém quyển sở hữu của một thực thể thiết bị

RLDASE Blocks từ bỏ quyền sở hữu của một thực thể thiết bị

- TREEMPT Blocks cố gắng chiêm quyên sở hữu của một cơ sở, thay thé chủ sở

iru biện tại

- _RBTURN Bloek từ bỏ quyền sỏ hữu của một cơ sở

FAVALL Block dat mét co so 6 trạng thái có sẵn

30

- UNAVAIL Blocks đặt một cơ sở ở trạng thải không khá dụng: máy phục vụ dâm

aL

đông tương ng với các thiết bị đơn kênh, đa kênh và thiết bị chuyển logic Th

bị chuyển logic được sử dụng để mô phỏng thiết bị có 2 trạng thái (bật và tất, đóng và mở) của tính chất logic hay vật lý

23.32 Các thực thể lưu trit (Storage Entity)

Các thực thể lưu trữ đâm bảo việc lưu trữ trong bộ nhớ của xnáy tính các dại lượng

Tiêng biệt dược sử dụng trong mô hình Các đối tuợng kiểu này gém có các thực thê giả trị

im (Savevalue Entities), cac thuc thé ma tran (Matrix Entities) [5]

Một thực thẻ lưu trữ ign két dén một só các đơn vị lưu trữ Nó dược cung cấp hoặc trả lại bởi Transaction Thực thể lưu trữ có thẻ sử dụng như "token pools" dễ diễu khiến Tuông của Transaction trong mỏ hình

hi một giao tác đi vào một fhựo thế lưu trữ nó chiêm giữ một hoặc nhiền đen vị của thục thể hru trữ Một giao tác bị từ chối đi vào từ khỏi ITNTIZR khi thục thể không đáp từng được nhụ câu ẻa trử của giao tác Những giao tác bị từ chối lưu trủ tại chuối Delay (Delay Chain) của thực thể lưu trữ hay phải chờ cho đến khí các giao tác khác giải phòng

đủ bộ nhớ bằng khdi LEAVE

23.33 Thực thỄ giao tác (Transacfon Entity)

Giao táo chuyển từ khối này qua khỏi khác trong một mô phỏng được quản lý và thể hiện trong hệ thống thật má ta cần mồ hình hóa Các thực thể động là các giao tác có

trình mô phòng luôn thuộc vào một khôi (B,OOK) xác định nào đó, nhưng mỗi khỏi

có thể chứa cùng lúc nhiều giao tác khác nhau Mỗi giao tác địch chuyển vào một khôi, sau đó đến khỏi tiếp theo, cứ thế cho đến khi nó bị xóa bỏ, tức là rơi vào trạng thái

THIIN.4THD hoặc quá trình mô phông đừng [5]

Một sề thuộc tính quan trọng của thực thể giao tác là:

+ Tham sd - Tham số của giao tác là tập các giá trị liên quan đến giao tác Mỗi

giao tác có thế chứa nhiều tham sổ Mỗi tham số có một giá trị là một số nguyên

dương,

-_ Tham số giao tác phải dược tạo va gán giả trị trước khi chủng, dược tham chiếu

dén, ASSIGN, MARK, and TRANSFER SUB, SELECT, SPLIT va COUNT 1a

các khói tạo một tham sé giao tic nếu nó chưa tồn tại

-_ Đồ ww tiêu — túc độ ưu liên

Chain) khong phái la hang được ưu tiên Tác động của mức ưu tiên với một giao tác là nó sẽ được chọn trước so với những giao lác có độ um Liên thấp hơn

khi có các giao lác tích cực, hoặc trong việc phân phối thực thể lưu trữ và thực

thể thiết bị

-_ Khỗi hiệu tại — Số thưo thễ của khỏi chúa giao địch

-_ Khối kế tiếp - Số thục thể của khối mà giao tác sẽ cổ gắng vào tiếp

-_ Chuỗi — Trạng thái của giao địch dược xác định bởi một số chuỗi mã nó cư ini tôn lại các trạng thái sau:

*⁄_ Tịch cực — chứa các giao tác có mức độ ưu tién cao trong CEC

¥ Tam ngting — cdc giao tac dang ché 6 trong FEC hoặc CEC trở thành giao tác tich cuc

¥ Thu déng — các giao tác trong mồ phỏng đang ở chuỗi người đừng, trễ hoặc

chuỗi chờ xử lý

v_ Gián đoạn - các giao tác bị tiêu điệt và không thể tiếp tục tồn tại trong mô

phông

2.3.3.4 Các thực thê khối (Block Entities)

Các thực thể khôi (Äfock HnứiMies) là thành phân câu trúc cơ bản của một chương

trình mỏ phỏng GPSS Mỗi loại khối tương ứng với một hành động trong, mô phóng

Mỗi giao tác trong rnô hình được chứa chính xác trong 1uột khỏi, nhưng hấu hết các khối

có thể chứa nhiều giao Lác [5]

Các đối tượng tĩnh được sử dụng để thu thập vả xử lý các dữ liệu thống kê về hoạt

động của mồ hình

2235 Ce thie thé hang doi (Queue Entities)

Là một thực thế quan trọng trong mô phéng, mdi đối tượng kiểu hàng doi dam tảo việc thu thập và xủ lý đữ liệu về các giao tác được giữ lại tại một điểm nào đó trong mô hình, vị dụ rước khi vào thiết bị đơn kênh

Các khải liên quan:

- Khéi QUEUE: tang sé phan ti trong hàng doi

- Khéi DEPART: giam sé phan ti trong hang doi

2.3.3, 6Cée thuc thé bang (Table Entities):

Được sử dung đề nhận các phân phối xác suất của các đại lượng ngau nhiên, vi dụ

ưa lại thời gian chờ đợi của các giao tác trong mồ hình mô phỏng

2.3.3 7Cúc thực thể tình toán

Các đối lượng tính toán bao gồm:

- Cac bién (Variable Lintities) (số học và logic)

+ Cac ham (Function Entities) dimg dé tinh toan c:

các biếu thúc số học hay logic hoặc ở đạng bảng,

b đại lượng ráo đó được cho bởi

+ Thue thể ma trận là mội nâng các phẩn lữ, muỗi phầu tử cltim giá trị Kích thước

của mắng bị giới hạn bởi yêu cầu bộ nhớ Lối da trơng trang mô phông khi Huết lập

mô hình

- Thwe thé Logicwitch là thực thể don giãn nhất với hai trạng thải là Set" hoặc

"Reset" Thue thé uly được gắn giá tị 0 khi được tạo, khi gặp một lệnh CI.BAR

(không có lày chọn OFF) sẽ được gửi đến đối lượng mô phông,

3.3.3 8 Cúc thực thể nhỏm

Các đối tượng thuộc nhóm gồm có:

Numeric Group Entities \a tap hgp cac gid tri sd, được sử dụng dễ ghi lại các sự

kiện hoặc mô tả quả trình mồ phỏng chạy

GŒc khối lệnh liên quan:

+ JOIN: dua mét giá trị vào một Numeric Group;

+ REMOVE lây một gia tira ;

| EXAMINE Kiém tra gid ti trong Numeric Group

Transaction Group Entities- cdc thuyc thé nhém giao táo dàng để phân loại và truy cập các gian lắc

Thực thể chuỗi người sử dụng (Userchain Entities) ding dé thiét lập các mé hình lập trình phức tạp và các thuật toán sắp xếp

2.3.4 Cú phán lệnh GPSS

Phân này trình bảy chỉ tiết về dịnh dạng các lệnh của GPSS, theo dịnh dạng sau:

Trường nhãn cho phép đặt tên và tham chiếu đến nhần từ thân chương trình Nhãn phâi tuân theo các quy lắc đặt tên của GPSS Có thé gin các giá trị của cho các

nhãn bằng lệnh BQU và các khai báo trong các hàm PILUS Điều này rất hữu ích khi

ban muôn thữ nghiệm với một số guá trị với một số biển

Khi GPSS gặp một nhãn mới, nó chỉ định mệt số nguyên đuy nhất cho tên Những số nguyên này độc lập va bắt đân từ 10.000 Vi vậy có thẻ sử đựng cùng tên để

chỉ cáo loại thực thế khác nhau Ví dụ Dạn cỏ thế có một thực thể lưu trữ và một Thực

thể báng có tên Motorpool Tuy nhiên nếu bạn sử dụng Motorpool như một nhãn trong,

một STORAGE Command, thi Entity Storage eti sé duge thay déi Tuy nhién, các thục

thể khối cổ định không được thay thế bằng cách nay

dâu tiên trong báng chữ cải Latin A, B, C, Ð, H, E, Œ

Comment — Phân chủ thick: thy chọn có hoặc không và được đặt sau đấu “§” hoặc dâu “*" để chú giải nội dung cho từng đèng lệnh hoặc một nhóm dòng lệnh Tuy

nhiên, chủ thích luôn liôn được khuyến khích nhằm làm chương trình đễ hiểu và rõ

7 GPSS World Sample File — PERIODIC.GPS, by Gerard F Cummings

* Periodic Review Inventory Model

* Time units are in days

* Definitions of non Block entities

RMULT 39991

Stock STORAGE 10000 ;Warehouse can hold 10000

Stock TABLE S$Stock,100,100,20 ;Table for inventory amts

Ordergty VARIABLE Target-S$Stock ;Order quantity

Demand VARIABLE RN1@24+40 ;Daily demand

Target EQU 1000 ;Initial stock level

Reorder EQU 800 ;Reorder point

* The reorder process

GENERATE 5,51 Review mact, Priority=l TEST L © S$Stock,Reorder,Skip ;Is stock < Reorderpt ASSIGN 2,VOOrdergty ;Parameter 2=Order quantity

« The daily demand decrements quantity on hand

TEST GE © S$Stock,P1,Stockout ;Can order be filled

* Initialize the inventory

Hình 2 1 - Mô tả chương trình mô phỏng bằng GPSS

2.3.5 Các khối cơ bản trong GPSS

Tập hợp các câu lnh khói (Block) được sử dụng trong GPSS World cỏ thẻ chia thành

4 nhóm với hơn 50 câu lệnh:

- Khối lệnh liên quan đến các giao tắc (Transactions)

: Khỗi các lệnh liên quan đến các thực thể thiết bị (Facility)

- Khối các lệnh liên quan đến dữ liệu tĩnh:

- Khỏi các lệnh đề điều khiển đường đi của các giao tac trong mé hinh m6 phéng

Phân tiệp theo của luận văn sẽ trình bảy chỉ tiết về một số khỏi cơ bản và các tham số

trong môi lệnh:

35

23.51 Các khối làm việc với các giao tic

Đổi với gác giao tác có các khối thực hiện việc tạo, hủy, lưu lại giao tác một thời

gian, thay đổi cả r thuộc lính và tạo bã

thé về một số khỏi cơ bản làm việc với giao tác

sao của một giao tác Bằng 3.1 sẽ giải thích cụ

Bảng 2 1- Một số Black cơ bản làm việc với giao (ác

nó tuân theo các phẩm bố khác

C: xáo định thời điểm xuất hiện

giao tác đầu tiên

Ð: xác định số các giao tác mà khdi GENERATE sé tao ra Mac

định là ø

E: thiết lập dỗ ưu tiên của các giao lac Mặc định là số Ô

sinh ra các giao tác tương,

lai di vào mô phỏng

THRMINATE A A: là lượng

Termination Count (Termination

giam của

Co được thiết lập bởi lệnh

START và mô phông số dừng khi Termination Count <=0)

Hay mot giao tic

Hị tùy chọn thời gian khoảng

biến thiển giao dé (không bất

buộc)

A, số hiệu tham số của giao tác

hoat déng (Active Transaction) Để giữ các giao lác lại

trong một khoảng thời

gian nào đỏ, tức là mã

phòng khoảng thời gian

phục vụ các yêu cầu

Khi một giao tác nhập vào

mat khéi ASSIGN, gia ti của tham sẽ dịnh nghĩa

36