Системи масового обслуговування - Робоча програма навчальної дисципліни (Силабус)
Реквізити навчальної дисципліни
| Рівень вищої освіти | Перший (бакалаврський) |
| Галузь знань | 12 Інформаційні технології |
| Спеціальність | 126 Інформаційні системи та технології |
| Освітня програма | Інтегровані інформаційні системи, Інформаційні управляючі системи та технології, Інформаційне забезпечення робототехнічних систем |
| Статус дисципліни | Вибіркова (цикл професійної підготовки) |
| Форма навчання | Заочна/дистанційна |
| Рік підготовки, семестр | 3 курс, осінній семестр |
| Обсяг дисципліни | 4 кредити (120 годин (36 – лекції, 18 – лабораторні, 66 - СРС)) |
| Семестровий контроль/ контрольні заходи | залік, модульний контроль |
| Розклад занять | http://rozklad.kpi.ua |
| Мова викладання | Українська |
| Інформація про керівника курсу / викладачів | Лектор, лабораторні: к.т.н., доцент Сокульський Олег Євгенович, моб. (063) 427-77-09 |
| Розміщення курсу | https://do.ipo.kpi.ua/course/view.php?id=250 |
Програма навчальної дисципліни
Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання
Необхідність вивчення навчальної дисципліни. У теорії і практиці моделювання систем важливе місце посідають моделі систем масового обслуговування (СМО). Такі системи зустрічаються нам щоденно. Це процеси обслуговування в черзі на заправній станції, у магазині, бібліотеці, кафе, також різні служби ремонту і медичної допомоги, транспортні системи, аеропорти, вокзали тощо. Черги виникають і за потреби скористатись телефонним зв'язком або передати повідомлення по Інтернету. Більше того, будь-яке виробництво також можна подати як послідовність таких систем. Особливого значення системи масового обслуговування набули в інформатиці. Це системи, мережі передавання інформації, бази і банки даних. Системи масового обслуговування призначені для багаторазового використання при виконанні однотипних завдань в різних галузях народного господарства.
Предметом дослідження теорії масового обслуговування є імовірнісні моделі фізичних систем обслуговування, в яких випадкові і не випадкові моменти часу виникають заявки на обслуговування та є пристрої на обробку даних заявок.
Завдання теорії масового обслуговування - встановити залежність результуючих показників роботи системи масового обслуговування (ймовірності того, що заявка буде обслужена; математичного очікування числа обслужених заявок і т.д.) від вхідних показників (кількості каналів в системі, параметрів вхідного потоку заявок і т.д.
Мета дисципліни. У результаті вивчення навчальної дисципліни студент повинен
знати: основні поняття та методи теорії масового обслуговування;
вміти: застосовувати засвоєні теоретичні знання при розв‘язанні конкретних задач.
Предмет дисципліни: основні відомості та поняття з теорії масового обслуговування (математична модель системи масового обслуговування, типи систем, вхідні потоки заявок та їх математичні моделі, характеристики систем масового обслуговування та інші) та методів дослідження систем масового обслуговування різних типів.
Пререквізити та постреквізити дисципліни (місце в структурно-логічній схемі навчання за відповідною освітньою програмою)
Пререквізити: вміти користуватися комп’ютером на рівні адміністратора та програмувати.
Міждисциплінарні зв’язки. Дисципліна базується на дисциплінах: «Математичний аналіз», «Диференціальні рівняння», «Програмування», «Дискретна математика», «Теорія ймовірностей та математична статистика», «Моделювання систем та процесів».
Постреквізити. Дисципліни, які будуть використовувати результати навчання даного курсу: «Імітаційне моделювання», «Переддипломна практика», «Дипломне проектування».
Зміст навчальної дисципліни
Розділ 1.
Тема 1.1. Загальні положення та визначення.
Тема 1.2. Елементи теорії ймовірності.
Тема 1.3. Основні поняття теорії масового обслуговування.
Тема 1.4. Марковські випадкові та процеси народження і загибелі.
Тема 1.5. Дискретні та неперервні ланцюги Маркова.
Тема 1.6. Моделювання вхідних і вихідних потоків у системах масового обслуговування.
Розділ 2.
Тема 2.1. Системи масового обслуговування з відмовами.
Тема 2.2. Системи масового обслуговування з чергою.
Тема 2.3. Системи масового обслуговування з обмеженим часом чекання.
Тема 2.4. Замкнуті системи масового обслуговування.
Тема 2.5. Системи масового обслуговування із взаємодопомогою між каналами.
Тема 2.6. Система масового обслуговування з довільним розподілом часу обслуговування.
Розділ 3.
Тема 3.1. Критерії оптимізації систем масового обслуговування.
Тема 3.2. Оптимізація систем масового обслуговування за критерієм мінімуму економічних втрат від відмов в обслуговуванні.
Тема 3.3. Оптимізація систем масового обслуговування з чергою за критерієм максимуму прибутку.
Навчальні матеріали та ресурси
Базова література
1. Клейнрок Л. Теория массового обслуживания/Л. Клейнрок. – М.:Машиностроение,1979. – 432 с.
2. Саати Т. Л. Элементы теории массового обслуживания и ее приложения / Т. Л. Саати. – М. : Советское радио, 1965. – 520 с.
3. Овчаров Л. А. Прикладные задачи теории массового обслуживания / Л. А. Овчаров. – М. : Машиностроение, 1969. – 324 с.
4. Гнеденко Б. В. Введение в теорию массового обслуживания / Б. В. Гнеденко, И. Н. Коваленко. – М. : Наука, 1966. – 431 с.
5. Кофман А. Массовое обслуживание. Теория и приложения / А. Кофман, Р. Крюон . – М. : Мир, 1965. – 303 с.
Додаткова література
1. Дубовик В. П. Вища математика / В. П. Дубовик, І. І. Юрик. – Київ : Ігнатекс-Україна, 2013. – 648 с.
2. Донченко В.С. Теорія ймовірностей та математична статистика для соціальних наук: навчальний посібник / В. С. Донченко, М. В.-С. Сидоров. – Київ : ВПС Київський університет, 2015. – 400 с. 3. Гнеденко Б. В. Курс теории вероятностей / Б. В. Гнеденко. – М. : Наука, 1965. – 400 с.
4. Гнеденко Б. В. Курс теории вероятностей / Б. В. Гнеденко. – М. : Наука, 1965. – 400 с
5. Вентцель Е. С. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения / Е. С. Вентцель, Л. А. Овчаров. – М. : Наука, 1991. – 384 с.
Навчальний контент
Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього компонента)
Лекційні заняття.
| № з/п | Назва теми лекції та перелік основних питань |
|---|---|
| 1 | Тема 1.1. Загальні положення та визначення в моделюванні систем. Поняття системи. Засоби дослідження системи. Поняття моделі. Співвідношення між моделлю та системою. Класифікація моделей. Вимоги до моделей. Основні види моделювання. Декомпозиція систем. Формальні методи побудови моделей. Принципи побудови моделей. Технологія моделювання. Література: основна література – 3, 4; додаткова – 3. |
| 2 | Тема 1.2. Елементи теорії ймовірності. Основні поняття і визначення. Закони розподілення випадкових величин. Числові характеристики випадкових величин. Твірна функція і перетворення Лапласа. Типові розподіли випадкових величин. Література: основна література – 1,4; додаткова – 2, 5. |
| 3 | Тема 1.3. Основні поняття теорії масового обслуговування. Основні поняття та предмет теорії масового обслуговування. Випадковий процес зі скінченою множиною станів. Стаціонарний пуассонівський вхідний потік вимог. Нестаціонарний пуассонівський потік. Потік з обмеженою післядією (потік Пальма). Потік Ерланга. Час обслуговування. Література: основна література – 2; додаткова – 1. |
| 4 | Тема 1.4. Марковські випадкові та процеси народження і загибелі. Марковські випадкові процеси. Процес народження і загибелі. Література: основна література – 1, 5; додаткова – 5. |
| 5 | Тема 1.5. Дискретні та неперервні ланцюги Маркова Дискретні ланцюги Маркова. Неперервні ланцюги Маркова Література: основна література – 2, 5; додаткова – 6. |
| 6 | Тема 1.6. Моделювання вхідних і вихідних потоків у системах масового обслуговування. Моделі чистого народження. Моделі чистої загибелі. Закони розподілу вхідних і вихідних потоків у системах масового обслуговування. Література: основна література – 1; додаткова – 2, 3. |
| 7-8 | Тема 2.1. Системи масового обслуговування з відмовами. Одноканальна система масового обслуговування з відмовами. Багатоканальна система масового обслуговування з відмовами. Література: основна література – 1, 3; додаткова – 2. |
| 9-12 | Тема 2.2. Системи масового обслуговування з чергою. Система масового обслуговування з n каналами обслуговування і m місцями для чекання. Система масового обслуговування з n каналами обслуговування і необмеженою чергою. Системи масового обслуговування з обмеженим часом чекання. Література: основна література – 1, 3; додаткова – 2. |
| 11-14 | Тема 3.1. Замкнуті системи масового обслуговування. Система масового обслуговування з m каналами обслуговування. Система масового обслуговування з одним каналом обслуговування. Система масового обслуговування з обмеженим числом місць для чекання. Замкнута система масового обслуговування без черги. Література: основна література – 1, 3; додаткова – 2. |
| 15-16 | Тема 3.2. Системи масового обслуговування із взаємодопомогою між каналами. Система масового обслуговування з відмовами. Система масового обслуговування з чергою. Література: основна література – 1, 3; додаткова – 2. |
| 17-18 | Тема 3.3. Система масового обслуговування з довільним розподілом часу обслуговування. Постановка задачі. Формула Полачека-Хінчіна. Література: основна література – 1, 3; додаткова – 2. |
**
**
Лабораторні заняття.
Призначення лабораторних робіт — закріпити, розширити й поглибити знання, здобуті студентами на лекціях та під час самостійного вивчення ними першоджерел.
Основні завдання циклу лабораторних робіт:
- оволодіти методологією вирішення різноманітних проблем з використанням аналітичних і обчислювальних методів, заснованих на теорії систем масового обслуговування множин;
- отримати вміння застосовувати апарат теорії систем масового обслуговування в описі процесів прийняття рішень.
| № з/п | Назва лабораторної роботи |
|---|---|
| 1 | Дискретні ланцюги Маркова. |
| 2 | Неперервні ланцюги Маркова. |
| 3 | Системи масового обслуговування з відмовами. |
| 4 | Системи масового обслуговування з n каналами обслуговування і m місцями для чекання. |
| 5 | Системи масового обслуговування з n каналами обслуговування і необмеженою чергою. |
| 6 | Системи масового обслуговування з обмеженим часом чекання. |
| 7 | Замкнуті системи масового обслуговування. |
| 8 | Системи масового обслуговування із взаємодопомогою між каналами. |
| 9 | Система масового обслуговування з довільним розподілом часу обслуговування. |
Самостійна робота студента/аспіранта
| № з/п | Назва теми, що виноситься на самостійне опрацювання | Кількість годин СРС |
|---|---|---|
| 1 | Критерії оптимізації систем масового обслуговування. | 10 |
| 2 | Оптимізація інтенсивності обслуговування за критерієм максимуму прибутку. | 10 |
| 3 | Оптимізація систем масового обслуговування з чергою за критерієм максимуму прибутку. | 10 |
| 4 | Оптимізація систем масового обслуговування за критерієм мінімуму економічних втрат від відмов в обслуговуванні. | 10 |
| 5 | Оптимізація систем масового обслуговування за критерієм мінімума собівартості робіт. | 10 |
| 6 | Моделювання і оптимізація інформаційно-комп’ютерних систем. | 10 |
| 7 | Підготовка до заліку. | 16 |
Політика та контроль
Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)
Система вимог, які ставляться перед студентом:
- відвідування лекційних та лабораторних занять є обов’язковою складовою вивчення матеріалу;
- на лекції викладач користується власним презентаційним матеріалом;
- викладач використовує LMS Moodle для викладання матеріалу поточної лекції, додаткових ресурсів, лабораторних робіт та інше;
- викладач відкриває доступ до певної директорії LMS Moodle для завантаження електронних звітів з лабораторних робіт;
- на лекції заборонено відволікати викладача від викладання матеріалу. Усі питання студенти задають в кінці лекції у відведений для цього час;
- лабораторні роботи захищаються студентом особисто. Бали за лабораторну роботу враховуються лише за наявності електронного звіту;
- етапи модульної контрольні роботи та семестровий контроль відбуваються шляхом тестування на лабораторних заняттях без застосування допоміжних засобів (мобільні телефони, планшети та ін.) за допомогою програмного забезпечення для контролю та перевірки знань SunRav TestOfficePro Pro або LMS Moodle;
- заохочувальні бали виставляються за: активну участь на лекціях; участь у факультетських та інститутських олімпіадах з навчальних дисциплін, участь у конкурсах робіт, підготовка оглядів наукових праць, презентацій по одній із тем СРС тощо. Кількість заохочуваних балів - не більше 10;
- студенти повинні сумлінно та самостійно (крім випадків, які санкціоновано передбачають групову роботу) виконувати навчальні та дослідницькі завдання, поважати наукові та навчальні здобутки інших, посилатися на джерела, з яких береться інформація, незалежно від того, в якому вигляді вона опублікована – в електронному чи паперовому, у разі виникнення труднощів під час виконання навчальних чи дослідницьких завдань звертатися за санкціонованою допомогою до колег, викладачів та наукових керівників, робити оригінальну роботу для кожної дисципліни, використовувати у науковій та навчальній діяльності тільки надійні та достовірні джерела інформації, нагадувати колегам про неприпустимість порушення академічної чесності;
- неприйнятними у навчальній та науково-дослідницькій діяльності для студентів є:
1) Плагіат – навмисне чи усвідомлене оприлюднення (опублікування), повністю або частково, чужого твору (тексту або ідей) під іменем особи, яка не є автором цього твору, без належного оформлення посилань.
2) Шахрайство, а саме:
- фальсифікація або фабрикація інформації, наукових результатів та наступне використання їх в академічній роботі;
- підробка підписів в офіційних документах (залікових книжках, актах, звітах, угодах тощо);
- використання під час контрольних заходів заборонених допоміжних матеріалів або технічних засобів (шпаргалки, мікронавушники, телефони, планшети тощо);
- посилання на джерела, які не використовувалися в роботі;
- списування (реплікація) при складанні будь-якого виду підсумкового або поточного контролю;
- проходження процедур контролю знань підставними особами;
- здавання або репрезентація різними особами робіт з однаковим змістом як результату навчальної чи наукової діяльності.
3) Несанкціонована співпраця, а саме:
- надання допомоги для здійснення акту академічної нечесності − навмисна чи усвідомлена допомога або спроба допомоги іншому вчинити акт академічної нечесності;
- придбання в інших осіб чи організацій з наступним поданням як власних результатів навчальної та наукової діяльності (звітів, рефератів, контрольних, розрахункових, курсових, дипломних та магістерських робіт, есе, статей, монографій, навчальних посібників тощо).
4) Пропонування чи отримання неправомірної винагороди при оцінюванні результатів успішності, виконання навчальних чи дослідницьких завдань.
5) Використання родинних або службових зв’язків для отримання позитивної або вищої оцінки при складанні будь-якого виду підсумкового контролю або переваг у роботі.
Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)
1. Рейтинг студента з кредитного модуля розраховується виходячи із 100-бальної шкали та складається з балів, що студент отримує за:
виконання лабораторних робіт (9 робіт);
виконання модульної контрольної роботи (3 етапи).
2. Критерії нарахування балів:
2.1. Виконання лабораторних робіт:
бездоганна робота – 5 балів;
є несуттєві недоліки у підготовці та/або виконанні роботи – 4 бали;
є певні недоліки у підготовці та/або виконанні роботи – 3 бали;
є суттєві недоліки у підготовці та/або виконанні роботи – 2 бали;
є дуже суттєві недоліки у підготовці та/або виконанні роботи – 1 бал;
робота не виконана, не захищена або здана невчасно – 0 балів.
Кожна невдала спроба здачі лабораторної роботи - -0,5 балів.
2.2. Виконання модульної контрольної роботи (МКР):
- 0-55 балів загалом за всі три етапи.
3. Етапи модульного контролю проводяться шляхом електронного тестування за допомогою програми Sunrav TestOfficePro 5 або LMS Moodle, які використовується для створення тестів, проведення тестування і обробки його результатів. Загальна кількість питань – 100. Ваговий бал модульного контролю – 55 балів.
Правильна відповідь на питання – 0,55 бали.
Частково правильна відповідь на питання – більше 0 та менше 0,55 балів.
Неправильна відповідь на питання – 0 балів.
4. Сума рейтингових балів, отриманих студентом протягом семестру, за умови відсутності заборгованостей по лабораторним роботам, переводиться до підсумкової оцінки згідно з таблицею:
| Бали | Оцінка |
|---|---|
| 100…95 | Зараховано |
| 94…85 | |
| 84…75 | |
| 74…65 | |
| 64…60 | |
| Менше 60 | Не зараховано |
| є не зараховані лабораторні роботи | Не допущено |
5. Якщо здобувач, за невиконання умов допуску до семестрового контролю, отримав у відомості семестрового контролю запис «не допущений» або виконав умови допуску до семестрового контролю, але за результатами екзамену отримав оцінку «незадовільно», йому надається право (після виконання всіх умов допуску) на дві спроби для її ліквідування шляхом електронного тестування за допомогою програми Sunrav TestOfficePro 5 або LMS Moodle. Для отримання задовільної оцінки (60 балів) здобувач повинен набрати не менше 72 балів зі 100 (з урахуванням можливості відгадування правильних відповідей).
Додаткова інформація з дисципліни (освітнього компонента)
• для забезпечення якісного контролю рівня знань перелік питань, які виносяться на модульний та семестровий контроль, студентам не надається;
• на початку семестру викладач аналізує існуючі курси по тематиці дисципліни та пропонує пройти відповідні безкоштовні курси студентам. Після отриманням студентом сертифікату проходження дистанційних чи онлайн курсів за відповідною тематикою, викладач додає до рейтингу студента певну кількість балів за попередньою домовленістю з групою.
Робочу програму навчальної дисципліни (Силабус):
Складено доцент, к.т.н., Сокульський Олег Євгенович
Ухвалено кафедрою ІСТ (протокол № __ від __.__.2022 р.)
Погоджено Методичною комісією факультету (протокол № __ від __.__.2022 р.)
