Ουρές αναμονής με διακοπές υπαλλήλων και εφαρμογές στην διαχείριση ενέργειας

• Κύριος συγγραφέας: Καλτσάς, Αναστάσιος - Φοίβος
• Άλλοι συγγραφείς: Δημητρίου, Ιωάννης
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2016
• Θέματα: Ουρές αναμονής; Διακοπές εξυπηρετητών; Διαχείριση ενέργειας; Data centers; Cloud computing; Vacation queuing models; Queuing models; Energy saving; Server vacation; Queuing theory; 519.82

Στην κλασσική θεωρία ουρών αναμονής μελετώνται προβλήματα συνωστισμού εξαιτίας κυρίως της στοχαστικότητας που διέπει την διαδικασία αφίξεων και εξυπηρετήσεων σε ένα σύστημα αναμονής όπου οι υπάλληλοι είναι συνεπείς και πάντα διαθέσιμοι για παροχή εξυπηρέτησης. Τόσο στην καθημερινότητα, όσο και στην μοντελοποίηση συστημάτων Η/Υ, δικτύων τηλεπικοινωνιών και στη βιομηχανία, οι «υπάλληλοι» δεν είναι πάντα διαθέσιμοι αλλά απουσιάζουν προσωρινά από το σύστημα, δημιουργώντας πρόσθετα προβλήματα στην παρεχόμενη ποιότητα εξυπηρέτησης. Το εν λόγω χαρακτηριστικό οδήγησε στην δημιουργία μιας νέας κλάσης ουρών αναμονής, αυτής με διακοπές υπαλλήλων (vacation queues). Στην παρούσα εργασία γίνεται μια ανασκόπηση των βασικότερων μοντέλων με διακοπές υπαλλήλων καθώς και μελετάται ένα νέο μοντέλο με εφαρμογές στην διαχείριση ενέργειας σε υποδομές φιλοξενίας υπολογιστικών συστημάτων (data center). Στα πρώτα κεφάλαια γίνεται μια εισαγωγή στην μελέτη τυπικών ουρών αναμονής καθώς και μια ανασκόπηση των ειδών διακοπών και των ευρύτερων εφαρμογών τους. Ακολούθως παραθέτουμε ορισμένα βασικά μοντέλα όπως το Μ/Μ/1 και Μ/Μ/c με διακοπές υπαλλήλων. Στη συνέχεια μελετώνται με την βοήθεια της εμφυτευμένης Μαρκοβιανής αλυσίδας το M/G/1 και ορισμένες παραλλαγές του, τόσο με απλές όσο και με πολλαπλές διακοπές. Στο τελευταίο κεφάλαιο μελετάται ενδελεχώς ένα νέο μοντέλο ουράς με πολλαπλούς υπαλλήλους, ασύγχρονες διακοπές (asynchronous multiple vacations) και ανυπόμονους (impatient) σε ετερογενές περιβάλλον (random environment). Το εν λόγω μοντέλο έχει εφαρμογές στην διαχείριση ενέργειας υποδομών φιλοξενίας υπολογιστικών συστημάτων (data centers) που αποτελούνται από ένα μεγάλο αριθμό Η/Υ, υποστηρίζουν την λειτουργία μεγάλων οργανισμών (π.χ. Google) και αποτελούν την βάση επιχειρηματικών μοντέλων παροχής υπηρεσιών (Cloud Computing). Το σύστημα μελετάται με μια τριδιάστατη Μαρκοβιανή διαδικασία και υπολογίζονται τα κύρια μέτρα απόδοσης, όπως η μέση κατανάλωση ενέργειας και ο μέσος αριθμός εργασιών στο σύστημα. Τα μέτρα αυτά χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό αριθμητικών αποτελεσμάτων που δίνουν φως στις πτυχές της λειτουργίας του συστήματος.