Aula Simulação por Eventos Discretos

  • 2,055 views
Uploaded on

 

More in: Technology , Education
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Be the first to comment
    Be the first to like this
No Downloads

Views

Total Views
2,055
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0

Actions

Shares
Downloads
41
Comments
0
Likes
0

Embeds 0

No embeds

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
    No notes for slide
  • A transparência mostra o que os participantes estarão hábeis a fazer no final do curso.
  • A transparência mostra o que os participantes estarão hábeis a fazer no final do curso.
  • A transparência mostra o que os participantes estarão hábeis a fazer no final do curso.
  • A transparência mostra o que os participantes estarão hábeis a fazer no final do curso.
  • A transparência mostra o que os participantes estarão hábeis a fazer no final do curso.
  • A transparência mostra o que os participantes estarão hábeis a fazer no final do curso.
  • A transparência mostra o que os participantes estarão hábeis a fazer no final do curso.
  • A transparência mostra o que os participantes estarão hábeis a fazer no final do curso.
  • A transparência mostra o que os participantes estarão hábeis a fazer no final do curso.
  • A transparência mostra o que os participantes estarão hábeis a fazer no final do curso.
  • A transparência mostra o que os participantes estarão hábeis a fazer no final do curso.
  • A transparência mostra o que os participantes estarão hábeis a fazer no final do curso.
  • A transparência mostra o que os participantes estarão hábeis a fazer no final do curso.
  • A transparência mostra o que os participantes estarão hábeis a fazer no final do curso.
  • A transparência mostra o que os participantes estarão hábeis a fazer no final do curso.
  • A transparência mostra o que os participantes estarão hábeis a fazer no final do curso.
  • A transparência mostra o que os participantes estarão hábeis a fazer no final do curso.
  • A transparência mostra o que os participantes estarão hábeis a fazer no final do curso.
  • A transparência mostra o que os participantes estarão hábeis a fazer no final do curso.
  • A transparência mostra o que os participantes estarão hábeis a fazer no final do curso.
  • A transparência mostra o que os participantes estarão hábeis a fazer no final do curso.
  • A transparência mostra o que os participantes estarão hábeis a fazer no final do curso.
  • A transparência mostra o que os participantes estarão hábeis a fazer no final do curso.
  • A transparência mostra o que os participantes estarão hábeis a fazer no final do curso.

Transcript

  • 1. Minicurso Simulação de um Buffer de Pacotes usando Eventos Discretos em C++ Prof. Antônio Marcos Alberti [email_address] http://www.inatel.br/docentes/alberti/
  • 2. Tópicos
    • Processo de Nascimento e Morte e Diagrama de Estado
    • Equações de Equilíbrio
    • Teorema de Little
    • Sistema de Fila com Servidor Único e Buffer Infinito
    • Arquitetura de um Simulador a Eventos Discretos
    • Simulando um Buffer de Pacotes por Eventos Discretos
    • Comparação de Resultados
  • 3. Processo de Nascimento e Morte e Diagrama de Estado
    • É uma classe especial de processos estocásticos em que são permitidas somente transições aos estados vizinhos.
    • As probabilidades de transição são determinadas em função do estado atual e das médias das distribuições dos processos de chegada e de atendimento .
    K+1 K-1 K Estado do Sistema
  • 4. Processo de Nascimento e Morte e Diagrama de Estado
    • Assim, para um sistema em equilíbrio tem-se:
    • Onde:
      •  k – Média de chegada de elementos no estado K.
      •  k – Média de saída de elementos no estado K.
  • 5. Equações de Equilíbrio
    • Em equilíbrio, a soma dos fluxos que saem de um determinado estado (  k ), deve ser igual a soma dos fluxos que chegam a este mesmo estado (  k+1 ).
    • Ou seja:
    K+1 0 1 K  1  0  K-1  K  K+1  K  2  1 K-1 ......  K-2  K-1  K+1  K+2 ......
  • 6. Equações de Equilíbrio
    • Lembre-se que:
    • Considerando-se esta equação, o sistema de equações pode ser resolvido como:
    ......
  • 7. Teorema de Little
    • Diz que o número médio de elementos no sistema é igual a taxa média efetiva de chegadas no sistema multiplicada pelo tempo médio de permanência no sistema.
    • Também é válido para as demais médias de elementos no sistema:
  • 8. Sistema de Fila com Servidor Único e Buffer Infinito
    • Este sistema é conhecido como M/M/1 , ou na notação expandida M/M/1/  /  /  /FCFS .
    S 1   Fila (W) Servidor (S) ......   K+1 0 1 K  1  0  K-1  K  K+1  K  2  1 K-1 ......  K-2  K-1  K+1  K+2 ......
  • 9. Sistema de Fila com Servidor Único e Buffer Infinito
    • No sistema M/M/1, todas as transições de nascimento tem valor igual a  , e como existe somente um servidor, todas as transições de morte são iguais a  . Ou seja:
    K+1 0 1 K         K-1 ......     ......  K =  , para K=0,1,...,   K =  , para K=1,...,  
  • 10. Sistema de Fila com Servidor Único e Buffer Infinito
    • As equações de equilíbrio , neste caso, são:
    Resolvendo, tem-se:
  • 11. Sistema de Fila com Servidor Único e Buffer Infinito
    • Podemos encontrar P 0 fazendo-se:
    Sabendo-se que: Tem-se:
  • 12. Sistema de Fila com Servidor Único e Buffer Infinito
    • As equações anteriores podem ser reescritas em função da variável  , que é conhecida como utilização :
    • Assim, a utilização do sistema é igual a probabilidade de que o sistema não esteja vazio.
    • Observando a expressão , vemos que  não pode ser maior que  , senão a utilização do sistema seria maior que 1.
    Unidade 3 Introdução à Teoria de Filas
  • 13. Sistema de Fila com Servidor Único e Buffer Infinito
    • Número Médio de Elementos no Sistema
      • Vamos agora calcular, o número médio de elementos no sistema, .
      • Pela definição de média para um V.A. discreta temos:
  • 14. Sistema de Fila com Servidor Único e Buffer Infinito
    • Número Médio de Elementos no Sistema
      • Sabendo-se que:
      • Tem-se:
  • 15. Sistema de Fila com Servidor Único e Buffer Infinito
    • Número Médio de Elementos no Sistema
    (  )
  • 16. Sistema de Fila com Servidor Único e Buffer Infinito
    • Tempo Médio de Permanência no Sistema
      • Pode ser obtido utilizando-se o Teorema de Little :
  • 17. Sistema de Fila com Servidor Único e Buffer Infinito
    • Tempo Médio de Permanência no Sistema
    (  )
  • 18. Arquitetura de um Simulador a Eventos Discretos
  • 19. Arquitetura de um Simulador a Eventos Discretos
    • Os blocos agendam execuções de processos, que são armazenadas em uma fila com prioridades na forma de eventos.
    • Cada evento possui um tempo de execução .
    • Um gerenciador de eventos (presente no gerente de simulação) retira o evento de maior prioridade (menor tempo de execução) que se encontra na fila e executa o processo desejado no bloco para o qual o evento se destina.
  • 20. Arquitetura de um Simulador a Eventos Discretos
    • Vários eventos podem ser agendados para o mesmo tempo de execução.
    • Neste caso, o núcleo de simulação deve executar os eventos na ordem em que eles foram agendados, ou seja, segundo a disciplina FIFO ( First-in first-out ).
    • Toda vez que um evento é retirado da fila, o tempo global de simulação é avançado para o tempo de execução deste evento .
  • 21. Arquitetura de um Simulador a Eventos Discretos
    • Observe que se o tempo de execução for igual ao tempo global de simulação , não há avanço de relógio.
    • Assim, tipicamente, apenas alguns blocos são chamados a cada avanço no tempo global de simulação.
    • Quando um bloco é acionado , procedimentos específicos localizados em funções chamadas processos são executados .
  • 22. Arquitetura de um Simulador a Eventos Discretos
    • Por exemplo, um bloco que modela um equipamento terminal pode executar um processo que representa a transmissão de um pacote através de um enlace até o próximo equipamento da rede.
    • Quando um processo em um bloco é executado, ele pode agendar novos eventos na fila para instantes de tempo superiores ou iguais ao tempo atual.
    • Ao término da execução desse processo, o fluxo da simulação é retornado para o núcleo, que retira e interpreta outro evento da fila.
  • 23. Arquitetura de um Simulador a Eventos Discretos
    • A simulação prossegue até que não hajam mais eventos para serem executados, ou até que o tempo final de simulação seja alcançado .
    • Observe que não é interessante o agendamento de eventos para o passado , pois eles geram inconsistências na simulação.
    • Sempre é necessário o agendamento de eventos iniciais , que disparam a execução dos demais processos.
  • 24. Arquitetura de um Simulador a Eventos Discretos
    • Tipicamente, os blocos contém os modelos da tecnologia a ser simulada.
    • Assim, as redes e sistemas de comunicações são modelados a partir da interconexão de blocos , que representam subsistemas, protocolos, algoritmos, etc.
    • Geralmente, os blocos disponíveis fazem parte de uma biblioteca de modelos , que é fornecida junto com as ferramentas de simulação.
  • 25. Arquitetura de um Simulador a Eventos Discretos
    • A utilização de bibliotecas de modelos permite a fácil substituição dos blocos durante a fase de configuração do sistema ou rede a ser simulada.
    • A biblioteca de modelos pode ser implementada de duas formas:
      • Junto do Núcleo do Simulador
        • Neste caso, só pode ser expandida se toda a ferramenta for recompilada.
      • Separadamente
        • Novos modelos podem ser incorporados à ferramenta sem a necessidade de recompilar o núcleo do simulador.