Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

Valószínűségszámítás, tömegkiszolgálás, számítógép architektúrák, számítógép hálózatok, távközlő hálózatok, formális módszerek.

A tantárgy célja az informatikai szaki közös képzés több tantárgyában elhangzott ismeretek integrálása. Alapvetően a Valószínűségszámítás, Tömegkiszolgálás és Formális módszerek tárgyak elméleti alapjaira építve - és ezen elméleti alapokat részben kiegészítve - példákat mutat arra, hogy a megszerzett elméleti ismeretek segítségével a hallgatók hogyan tudják az ugyancsak korábban megismert számítógépes rendszerek és infokommunikációs hálózatok teljesítményét részletesebben jellemezni és elemezni.

Tömegkiszolgálási rendszerek formális jellemzése. Szolgáltatói (erőforrás-szükséglet, költség, kihasználtság, átvitel, bevétel) és felhasználói (válaszidő, veszteség, ár, korrektség) szempontokat leíró jellemzők. Teljesítménymérés, szimuláció, elemzés kapcsolata. Alap-összefüggések: Folyamegyensúly, Little-formula. Teljesítményjellemzők származtatása.

Valószínűségszámítási, statisztikai, becslési alapismeretek összefoglalása. teljesítőképességi modellezés, modellek implementációja és verifikációja. Teljesítőképességi mérések és szimuláció. Forgalomgenerálás. Adatgyűjtés és paraméterbecslés.

Matematikai analízis. Jellegzetes sorbanállási rendszermodellek és teljesítményjellemzőik. Speciális forgalmi helyzetek (nagyon kicsi, nagyon nagy forgalom) alkalmazása teljesítményjellemzők előállítására. Markovi modell felállítása, állapotgráf, állapotösszevonás, speciális feltételek, módosítások hatásának figyelembevétele. Markovi modell formális előállítása. Egyszerű várható érték analízis. Feladatok partícionálása.

Petri hálók és alkalmazásuk a tömegkiszolgálási rendszerek modellezésében. Jellegzetes Petri hálós sorbanállási alapmodellek (igényforrás, kiszolgáló, puffer). Általánosított Sztochasztikus Petri hálók (GSPN). Hozam modellek.

Általános szerkezetű Markov láncok és alkalmazási lehetőségeik szemléltetése. Phase-type eloszlások alkalmazása általános érkezési idő eloszlások és kiszolgálási idő eloszlások közelítésére. Állapottér-robbanás.

M/G/1 rendszer. Hátralévő működési idő várható értéke. Beágyazott Markov lánc a távozások pillanatában. Evolúciós egyenlet és Little-formula felhasználása a rendszerjellemzők meghatározására. Korábbi rendszerek, mint határesetek.

Diszkrét sorbanállásos rendszerek. Speciális modellezési eszközök (virtuális sorok, maximális terhelés) alkalmazása.

Nyílt (Jackson) és zárt (Gordon-Newell) típusú sorbanállási hálózatok. Szorzatalakú megoldás létezése. Nem szorzat alakú modellek rekurzív megoldásának lehetőségei. Többosztályú modellek. Többosztályú nyílt és zárt rendszerek, kiszolgálási elvek és hatásuk. (BCMP hálózatok.) Várható érték analízis hálózati alkalmazása. Közelítő módszerek.

Számítógépes rendszerek hardver-szoftver modellezése. Teljesítményjellemzés, terhelés és megbízhatóság leírása, modellkategóriák. Gyakorlati számítógépes rendszerek teljesítmény-modellje. Ütemezési algoritmusok modellezése.

(előadás, gyakorlat, laboratórium): előadás

1. A szorgalmi időszakban:

• Aláírási feltétel 1 zárthelyi sikeres megírása.
• Fakultatív házifeladat: Az előadóval egyeztetett házifeladat elkészítésével a zárthelyi kiváltható, és maximum 30 %-os pontértékben félév közben vizsgapont szerezhető.

3. Elővizsga: Az utolsó tanulmányi héten az aláírási feltételt teljesítők számára.

Zárthelyi pótlása az utolsó tanulmányi héten.

Minden kedden 14-15 h

• Győrfi L., Páli I.: Tömegkiszolgálás informatikai rendszerekben. BME jegyzet, Budapest, 1991.
• Jereb L., Telek M.: Sorbanállásos rendszerek. BME.

• Kleinrock: Sorbanállás-kiszolgálás. Bevezetés a tömegkiszolgálási rendszerek elméletébe. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1979.
• M. Ajmone Marsan, G. Balbo, G. Conte: Performance Models of Multiprocessor Systems, The MIT Press, 1986.
• Brockwell, R.A. Davis: Time series: Theory and Methods, Springer, 1986
• Rai Jain: The Art of Computer Systems Performance Analysis. Techniques for Experimental Design, Measurement, Simulation, and Modelling, John Wiley and Sons, 1991.
• Leon-Garcia: Probability and Random Processes for Electrical Engineering, Addison-Wesley, 1989.
• D. Menascé, V. Almeida, L. Dowdy: Capacity Planning and Performance Modelling. From Mainframes to Client-Server Systems. Prentice Hall, 1994.
• G. Robertazzi: Computer Networks and Systems: Queuing Theory and Performance Evaluation, 2nd Edition, Springel-Verlag, 1994.
• Schwartz: Telecommunication Networks: Protocols, Modeling and Analysis, Addison-Wesley, 1987.
• Viniotis: Probability and Random Processes for Electrical Engineering, McGraw-Hill, 1998.

(a tantárgyhoz tartozó tanulmányi idő körülbelüli felosztása a tanórák, továbbá a házi feladatok és a zárthelyik között (a felkészülésre, ill. a kidolgozásra átlagosan fordítandó/elvárható idők félévi munkaórában, kredit x 30 óra, pl. 5 kredit esetén 150 óra)):