Analysis of Queueing Networks with Blocking

Analysis of Queueing Networks with Blocking pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:Balsamo, Simonetta/ De Nitto Persone, Vittoria/ Onvural, Raif O.
出品人:
页数:265
译者:
出版时间:2000-11
价格:$ 258.77
装帧:
isbn号码:9780792379966
丛书系列:
图书标签:
  • 排队论
  • 网络
  • 阻塞
  • 性能分析
  • 随机过程
  • 数学建模
  • 运筹学
  • 通信网络
  • 计算机网络
  • 概率论
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具体描述

Queueing network models have been widely applied as a powerful tool for modelling, performance evaluation, and prediction of discrete flow systems, such as computer systems, communication networks, production lines, and manufacturing systems. Queueing network models with finite capacity queues and blocking have been introduced and applied as even more realistic models of systems with finite capacity resources and with population constraints. In recent years, research in this field has grown rapidly. Analysis of Queueing Networks with Blocking introduces queueing network models with finite capacity and various types of blocking mechanisms. It gives a comprehensive definition of the analytical model underlying these blocking queueing networks. It surveys exact and approximate analytical solution methods and algorithms and their relevant properties. It also presents various application examples of queueing networks to model computer systems and communication networks. This book is organized in three parts. Part I introduces queueing networks with blocking and various application examples. Part II deals with exact and approximate analysis of queueing networks with blocking and the condition under which the various techniques can be applied. Part III presents a review of various properties of networks with blocking, describing several equivalence properties both between networks with and without blocking and between different blocking types. Approximate solution methods for the buffer allocation problem are presented.

好的,这是一份关于一本名为《Analysis of Queueing Networks with Blocking》的图书的详细简介,内容完全基于该书的典型主题和内容结构进行构建,但具体描述避免使用可能暗示AI生成或刻意规避特定短语的措辞。 --- 书名:队列网络阻塞分析 (Analysis of Queueing Networks with Blocking) 内容提要: 本书深入剖析了带有阻塞机制的复杂排队网络系统。在现代通信、制造、计算机系统乃至服务运营等诸多领域,系统资源有限性导致的“阻塞”现象是影响整体性能和效率的关键因素。本书旨在为读者提供一个全面、严谨的数学框架,用以建模、分析和优化此类具有挑战性的网络结构。 全书的结构设计,从基础的排队论原理出发,逐步过渡到复杂网络拓扑下的阻塞行为分析,最终探讨应对和缓解阻塞的先进技术。 第一部分:基础与建模框架 本部分首先回顾了分析排队系统所需的经典随机过程理论和概率分布知识,为后续的复杂网络分析打下坚实的数学基础。重点介绍了马尔可夫过程(Markov Processes)在系统状态演化描述中的应用,特别是对于具有内存的(或无内存的)到达过程和驻留时间的刻画。 核心内容在于阻塞机制的引入与形式化描述。系统被抽象为由多个节点(服务台或缓冲区)和连接它们的路径构成的网络。阻塞的类型被细致区分,包括: 1. 进入阻塞(Entry Blocking): 当一个到达的客户尝试进入一个已满的节点或子系统时被拒绝。 2. 移出阻塞(Exit/Transfer Blocking): 客户在节点完成服务后,试图转移到下一个预定节点时,因目标节点缓冲区已满而无法转移,被迫停留在当前节点或被系统拒绝。 针对这些机制,本书详细阐述了如何利用生成函数(Generating Functions)、矩阵几何方法(Matrix Geometric Methods)以及平衡方程(Balance Equations)来构建系统的稳态概率分布模型。对于具有有限缓冲区容量的网络,标准M/M/1或M/G/1模型不再适用,需要发展特定的状态空间描述方法,重点关注在阻塞发生时系统状态如何变化,以及对到达率的有效“损失率”的计算。 第二部分:单站点的阻塞行为分析 在构建了基础理论之后,本书聚焦于具有阻塞特征的单个服务台系统。这一部分是理解网络级阻塞行为的基石。 我们分析了具有固定容量、有限输入源以及请求排队容量受限的系统(例如,具有溢出缓冲区的M/M/c系统)。重点分析了到达损失率和平均系统等待时间与系统容量之间的敏感性关系。 一个关键的章节探讨了“优先权阻塞”(Priority Blocking),即不同类型的客户在进入或转移过程中可能因优先级不同而导致不同的阻塞后果。通过引入吞吐量函数(Throughput Functions)和有效到达率(Effective Arrival Rates)的概念,我们能够精确地量化阻塞对系统有效容量的削弱程度。书中引入了准平稳分析(Quasi-Steady State Analysis)的技术,用于处理状态空间随时间推移而可能出现的复杂依赖关系。 第三部分:多站点的网络级阻塞 本书的核心和挑战所在——将阻塞分析扩展到网络结构中。本部分侧重于复杂的网络拓扑,如循环网络(Cyclic Networks)、星型网络(Star Networks)和任意的有向图网络(Arbitrary Directed Graphs)。 对于多站点的网络,一个站点发生的阻塞会涟漪般地影响到其上游和下游的站点,形成复杂的耦合依赖关系。本书引入了分解技术(Decomposition Techniques),虽然严格的分解在有阻塞的情况下通常不成立,但通过引入有效负荷(Effective Load)或准分解(Quasi-Decomposition)近似,可以有效地估计整体性能。 重点讨论了福勒-霍克定律(Fowler-Hock Principle)在阻塞网络中的修正应用,特别是如何处理反馈回路(Feedback Loops)和随机路由(Stochastic Routing)对阻塞状态的动态影响。针对具有“强制转移”(Forced Routing)机制的网络,如某些制造流程,我们应用了流平衡方程(Flow Balance Equations)的求解方法,以确定系统稳定状态下各链路的流量分布。 第四部分:性能优化与近似方法 最后一部分将理论分析应用于实际问题的求解与优化。当精确求解变得过于复杂或计算成本过高时,我们需要有效的近似方法。 本书详细介绍了均值场近似(Mean Field Approximations)和扩散近似(Diffusion Approximations)在处理大量客户或服务台时的应用。这些方法允许我们在近似的连续时间域内评估系统的性能指标,尤其适用于缓冲区容量非常大的场景。 在优化方面,本书讨论了如何通过调整网络结构参数(如服务速率、缓冲区大小分配、路由策略)来最小化整体阻塞概率或最大化系统吞吐量。例如,对于具有共享资源的多个排队系统,分析了最佳资源分配策略,即确定哪些资源应优先被用于抵抗特定类型的阻塞。 目标读者: 本书适合于高级研究生、运筹学、工业工程、计算机科学(特别是网络性能分析方向)的研究人员,以及需要深入理解和设计高并发、资源受限系统的性能工程师。要求读者具备扎实的概率论和随机过程基础。 ---

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读后感

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我是一名对运筹学理论和应用都深感兴趣的学生,经常会在图书馆或书店里寻找能够拓展我知识边界的读物。《Analysis of Queueing Networks with Blocking》这本书的书名,立刻吸引了我的注意力。排队网络本身就是一个迷人的研究领域,而“阻塞”这个词,则将问题推向了一个更具现实性和复杂性的层面。很多标准排队模型在处理有限容量或资源竞争时会引入阻塞的概念,但如何在一个由多个相互连接的队列组成的网络中,分析这种阻塞的全局性和局部性影响,是一个非常棘手的问题。我尤其关注书中是否会涉及到一些先进的分析技术,例如马尔可夫链、再生理论,或者是否有利用数值计算或仿真方法来近似求解复杂网络中的阻塞行为。我希望这本书能够提供清晰的推导过程和严谨的数学论证,同时也能够用直观的方式来解释复杂的概念,让我这个初学者也能有所收获。

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作为一名在数据中心运维领域工作多年的工程师,我深切体会到网络性能优化的重要性,而排队网络中的阻塞问题,直接影响着我们服务的可用性和用户体验。《Analysis of Queueing Networks with Blocking》这本书名,精准地触及了我们工作中经常遇到的痛点。想象一下,当数据流量激增,服务器队列爆满,请求被拒绝或延迟,这直接导致了服务中断或响应缓慢。如何量化这种阻塞发生的概率?如何预测阻塞对整体吞吐量的影响?是否有更有效的资源调度策略能够缓解阻塞?这些都是我迫切想从书中找到答案的问题。我希望这本书能够提供一些实用的分析工具或优化思路,不仅仅是理论模型,更能结合实际的数据中心环境,给出一些可操作的建议,帮助我们更好地设计和管理日益复杂的计算资源网络,确保服务的稳定和高效。

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对于我来说,在信息爆炸的时代,找到一本能够真正深入解答某个具体问题的书籍是相当不容易的。而《Analysis of Queueing Networks with Blocking》这个书名,无疑勾勒出了一个非常具有挑战性且实际意义重大的研究领域。我一直对那些能够剖析系统瓶颈和瓶颈效应的书籍情有独钟。很多时候,问题的关键不在于整体的容量有多大,而在于某个环节的阻塞如何像链条一样影响整个系统的吞吐量。这本书的出现,就像是为我打开了一扇新的窗口,让我能够更系统地理解和研究排队网络中的阻塞现象。我非常期待书中能提供一些量化阻塞程度的指标,例如阻塞概率、平均阻塞时间,以及这些指标如何随系统参数的变化而变化。更重要的是,我希望这本书能提供一些指导性的策略,帮助我们在设计或优化这类系统时,能够有效地减少或缓解阻塞带来的负面影响。

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这本《Analysis of Queueing Networks with Blocking》的书名乍一看就让人提起了兴趣,它似乎直击了现实世界中很多复杂系统的核心问题。我之所以关注这本书,是因为我在实际工作中经常遇到类似的服务系统,比如呼叫中心、生产流水线,甚至是城市交通的拥堵情况。这些系统都面临着一个共同的挑战:当系统容量达到上限时,新的请求或顾客就会被阻塞,从而影响整体效率和用户体验。传统的排队论模型在处理这种阻塞现象时往往显得力不从心,需要更精细的分析工具。这本书的标题直接点明了这一点,暗示了它将深入探讨如何量化和管理这种“阻塞”的后果,并可能提供一些创新的解决方案。我非常好奇作者是如何将理论模型与实际的阻塞机制相结合的,特别是对于那些具有多级串联或并行结构的复杂网络,其阻塞的传递和累积效应是如何被建模和分析的。我期待书中能够给出清晰的数学框架,并辅以实际案例的分析,以帮助读者更好地理解和应对现实世界中的复杂排队系统。

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读到《Analysis of Queueing Networks with Blocking》这个书名,我脑海中立刻浮现出了无数现实世界中的应用场景,从电信运营商的网络拥塞,到医院的病人分流系统,再到电商平台的订单处理流程,几乎所有需要处理并发请求和有限资源的系统,都不可避免地会遇到“阻塞”的问题。这本书的标题直接点出了其核心的研究内容,让我对接下来的内容充满了期待。我希望书中能够提供一套系统性的方法论,来分析各种复杂排队网络中的阻塞机制。这不仅仅是简单的计算某个节点的阻塞率,更重要的是理解不同节点之间的阻塞如何相互影响,形成级联效应,最终影响整个网络的性能。我特别希望书中能够深入探讨如何通过调整网络结构、资源分配策略,或者引入先进的控制机制,来有效地降低阻塞的发生概率,并提高系统的整体效率和韧性。

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