Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/9817
Title: Ουρές αναμονής με διακοπές υπαλλήλων και εφαρμογές στην διαχείριση ενέργειας
Other Titles: Vacation queuing models with applications in energy saving
Authors: Καλτσάς, Αναστάσιος - Φοίβος
Keywords: Ουρές αναμονής
Διακοπές εξυπηρετητών
Διαχείριση ενέργειας
Keywords (translated): Data centers
Cloud computing
Vacation queuing models
Queuing models
Energy saving
Server vacation
Queuing theory
Abstract: 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.
Abstract (translated): In classical queuing theory congestion problems are studied mainly due to the stochasticity that govern the arrival and the service process, and in the vast majority, the servers are consistent and always available for servicing. Both in everyday life and in the modeling systems/ computers, telecommunications networks and industry, the "staff" is always available but temporarily absent from the system, creating additional problems in the quality of service provided. This characteristic has led to the creation of vacation queueing models. In this dissertation, we will provide an overview of basic theoretical results on vacation models, and study a novel queueing model with asynchronous vacations for managing the energy consumption in data centers. The first chapters are an introduction to the study of typical queues and an overview of the types of vacations and their wider applications. Then we present some basic models such as the M/M/1 and M/M/c with vacations. Then we study M/G/1 and some variations, both with single and multiple vacations. In the last chapter thoroughly a new queue model is studied with multiple employees, asynchronous holidays (asynchronous multiple vacations) and impatient (impatient) in heterogeneous environment (random environment). This model has applications in energy management infrastructure hosting computer systems (data centers) consisting of a large number of PCs, supporting the operation of large organizations (eg Google) and are the basis of business service delivery models (Cloud Computing). The system studied by a three-dimensional Markov process and main performance measures are calculated as the average energy and the average number of tasks in the system. These measures are used to calculate numerical results that enlighten on aspects of system operation.
Appears in Collections:Τμήμα Μαθηματικών (ΜΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Kaltsas_Thesis.pdf737.79 kBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.