Teoria de Filas e Modelagem

Prévia do material em texto

Trabalhos Questão 1/10 Teoria de Filas e Modelagem Estatística Ler em alta As medidas de desempenho de um sistema com filas são determinadas através de indicadores que representem elementos principais para a validação de um sistema. Métricas analisam 0 tempo médio e 0 número médios de elementos em um sistema de fila, segue as principais medidas: Livro da Disciplina Indicadores Sistema Fila Atendimento Tempo Médio de TS TF TA processos Central de Vídeos Número Médio de NS NF NA processos Com base nas informações apresentadas e conteúdos estudados, avalie as afirmações a seguir: I. Os tempos médios de processos avaliam 0 andamento de todos elementos que passam pelo sistema com fila, indicando 0 total de tempo de Aula Ao Vivo continuidade das atividades definidas pelo gestor do sistema II. Os números médios de processos avaliam a quantidade de elementos que estão presentes no sistema com fila, para facilitar 0 controle e gestão do sistema. Tutoria III. número médio de clientes no sistema é calculado considerando a soma do número médio de clientes na fila e 0 número médio de clientes no atendimento. " IV. tempo médio de clientes no sistema é calculado considerando a soma do tempo médio de clientes na fila e número médio de clientes no Fórum atendimento. É correto que se afirma em: Chat Nota: 10.0 A e IV, apenas Avisos II, apenas C e III apenas Você assinalou essa alternativa (C) Você acertou! A afirmativa é falsa, pois os tempos médios de processos (TS, TF e TA), avaliam 0 tempo de um processo que passa pelas as etapas de um sistema com fila. Por exemplo 0 tempo médio de permanecia na fila de cinco minutos, indica 0 tempo médio de um processo na fila. A afirmativa é correta, pois números médios de processos, indicam a quantidade de processos que estão na fila (NF), quantidade de processos que estão no sistema (TS) e 0 quantidade de processos que estão no atendimento (TA). Por exemplo neste instante existe 10 processos aguardando na fila. A afirmativa III é verdadeira, pois 0 número médio de clientes no sistema (NS) é calculado considerando a soma do número médio de clientes na fila e número médio de clientes no atendimento: NS NF + NA A afirmativa IV é falsa, pois 0 tempo médio de clientes no sistema (TS) é calculado considerando 0 tempo médio de permanência na fila (TF) e 0 tempo médio de permanência no atendimento (TA) TS TA + TF D II, III e IV, apenas Questão 2/10 Teoria de Filas e Modelagem Estatística Ler em alta As equações de probabilidades de ocupação e ociosidade de um sistema com fila, depende basicamente das características dos processos de chegada (?), do processo de atendimento e da taxa de utilização do servidor (p). Na figura abaixo é ilustrado a configuração do modelo proposto para exemplificar as formulações das probabilidades de funcionamento do sistema de fila com cadeia de Markov.Atendimento Fila de espera Entrada Saída p M=1 Pacote de dados Servidor de atendimento Fonte: Silva Considerando processos de chegada (?=27), do processo de atendimento (µ=30) e com um servidor (M=1), analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s). A probabilidade de sistema proposto ter exatamente 5 clientes no sistema é de 5,90%, P (n = 5) 0,59. probabilidade de 0 sistema proposto estar ocioso é de 10%, P > 0) 0,10. probabilidade de sistema proposto estar ocupado é de 85%, P (n > 0) 0,80. probabilidade de sistema proposto ter mais do que 2 clientes no sistema é de 73%, P (k > 2) 0,73. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: Nota: 10.0 A F,V,V,V V,F,F,V Você assinalou essa alternativa (B) Você acertou! A afirmativa é verdadeira, pois A probabilidade de sistema proposto ter exatamente 5 clientes no sistema é de 5,90%, P (n = 5) = M M p n P (n=5) 27 30 1 0,90 5 5,90% A afirmativa é falsa, pois a nomenclatura de probabilidade de 0 sistema proposto estar ocioso é de 10%, P (n > 0) = 0,10 e não P (k > 0). A afirmativa III é falsa, pois a probabilidade de 0 sistema proposto estar ocupado é de 90%, P (n > 0) = 27 M p n P (n>0) 27 30 1 0,90 90,00% A afirmativa IV é verdadeira, pois a probabilidade de o sistema proposto ter mais do que 2 clientes no sistema é de 73%, P (k 2) = M p k P (n>k) 27 30 1 0,90 2 73% C F,V,F,F D F,F,F,VQuestão 3/10 Teoria de Filas e Modelagem Estatística Ler em alta Os mecanismos para a operação do QoS garantem um funcionamento adequado na internet, para garantir a qualidade na entrega dos vários pacotes de dados. Os processos garantem um controle na entrada do sistema, a formação da fila, a disciplina de atendimento e a transmissão dos pacotes. tratamento das informações começa com a numeração dos pacotes na entrada do equipamento de rede, indicando a posição de chegada em ordem cronológica. Com está atividade 0 próximo mecanismo classifica dados de acordo com a sua aplicação (vídeo, áudio, HTTP, e-mail, entre outros). Com a classificação pacotes recebem uma marcação, que auxilia na formação da fila e possibilita a priorização da fila. Na figura abaixo, é ilustrada como é realizada a medição e marcação dos pacotes na entrada de um sistema com fila. H1 3 2 1 Roteador H2 Enlace de 2.048 Mbits/s (E1) Marcação Pacote de vídeo Medição Fonte: Silva. Considerando 0 trecho acima e conteúdo estudado, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s). ( ) Na atividade de marcação os roteadores identificam e marcam as classes de serviço no campo do DiffServ, para posterior alinhamento na fila de espera, isto ocorre logo após a classificação dos dados. ( ) Na atividade de classificação identifica grupo de pacotes que receberá algum tipo de processamento e categorização de serviços, isto ocorre no início da entrada dos dados no sistema. Na atividade de medição é realizada a verificação se pacote de dados atende requisitos definidos pelo responsáveis da rede, isto ocorre logo após a marcação dos dados. Na atividade de policiamento é realizada para controlar e limitar tráfego de dados, descartando e remarcando pacotes que não respeitam requisitos definidos no sistema, isto ocorre antes do processo classificação dos dados. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: Nota: 10.0 A Você assinalou essa alternativa (A) Você acertou! A afirmativa é falsa, pois a atividade de marcação ocorre logo após a medição dos dados. A afirmativa é verdadeira, pois a atividade de classificação os ocorre no início da entrada dos dados no sistema. A afirmativa III é falsa, é falsa, pois a atividade de medição ocorre logo após a classificação dos dados A afirmativa IV é falsa, pois a atividade de policiamento ocorre antes da entrada dos processos do enfileiramento da fila de espera. V,V,V,F C V,F,F,F D Questão 4/10 Teoria de Filas e Modelagem Estatística Ler em voz alta Cadeia de Markov, surgiu com os estudos do matemático Andrei Andreyevich Markov, através de análise de transição de estados, sendo direcionado por um processo estocástico com a propriedade de Markov. termo cadeia refere-se à sequência de variáveis aleatórias, que transitam em uma rede com conexões dependente e em série. 0 1 2 nFonte: Silva Considerando 0 trecho acima e conteúdo estudado, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s). Considerando a informação no tempo presente, as informações passadas não interferem na precisão do próximo passo da cadeia de Markov. Essa propriedade matemática é conhecida com present memory (presença de memória). Com os parâmetros e é possível descrever um fluxo de informação no tempo e as transições de estados em um processo com Em uma cadeia de Markov os arcos do sistema indicados pelas cores laranja e azul, indicam as probabilidades de ocorrência entre os estados ao longo tempo. Em uma cadeia de Markov os nós do sistema (0, 1, 2, n), indicam os estados do sistema, as modificações ocorridas no sistema. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: Nota: 10.0 A D F,V,F,V Você assinalou essa alternativa (D) Você acertou! A afirmativa é falsa, pois a propriedade que não leva em consideração os estados passados em uma rede de Markov é a propriedade matemática é conhecida com memoryless (ausência de memória). A afirmativa é verdadeira, pois os parâmetros ? e indicam a entrada média de elementos no sistema e os atendimentos dos elementos, demostrando as transições e fluxos na cadeia de Markov. A afirmativa III é falsa, falsa, pois os arcos do sistema indicados pelas cores laranja e azul indicam as transições entre os estados ao longo do tempo. A afirmativa IV é verdadeira, pois os nós do sistema indicamos estados do iniciando por exemplo com zero processos, depois passando para um processo e assim sucessivamente. Questão 5/10 Teoria de Filas e Modelagem Estatística Ler em alta A implantação da qualidade de serviço (QoS), procura indicar um conjunto de tecnologias que procuram assegurar a confiabilidade na entrega, controle de fluxo e controle de congestionamento. Todos para organizar a fila dos processos e controlar fluxo de dados no sistema proposto pelo gestor, proporcionando as garantias mínimas exigidas na qualidade do serviço. A qualidade serviço (QoS) procura garantir um serviço de entrega de dados em uma rede de comunicação, baseada em tecnologia IP. Suas principais características são garantir um desempenho satisfatório nas aplicações, dar prioridade no tipo da informação, reservar banda de transmissão, controlar a variação de atraso (jitter) e controle da latência. Assim, considerando as informações apresentadas e os conteúdos estudados, analise as definições a seguir e associe com seus significados. (1) Bufferização (2) Serviços diferenciados (3) Serviços Integrados (4) Aumento de provisionamento Proposta para processamento com categorização de tráfego de banda. Proposta para ampliação de capacidade de buffer na fila e na banda. Proposta para aplicações para dados sob demanda que podem ser armazenados. Proposta que permite a conexão de vários pontos do sistema para um ponto final. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: Nota: 10.0 A 1,3,4,2 B 3,4,2,1 C 2,4,1,3 Você assinalou essa alternativa (C)Você acertou! (2) Bufferização: Proposta para aplicações para dados sob demanda que podem ser armazenados, por exemplo áudio e vídeo. (4) Serviços diferenciados: Proposta para processamento com categorização de tráfego de banda. processamento de pacotes de dados com prioridade mais alta é concluído pelos roteadores um a um e é considerado prioritário em cada roteador. (1) Serviços integrados: Proposta que permite a conexão de vários pontos do sistema para um ponto final. protocolo permite a conexão de vários pontos do sistema para um ponto final, permitindo que os elementos transmissores (3) Aumento de provisionamento: Proposta para ampliação de capacidade de buffer na fila e na banda. Para aplicações que podem ser armazenadas como vídeo e áudio sob demanda é uma grande solução, mas trava nas aplicações que são transmitidas em tempo real. D 4,1,3,2 Questão 6/10 Teoria de Filas e Modelagem Estatística Ler em alta A política de implementação do QoS pelo responsável do sistema, ocorre principalmente devido ao congestionamento no link da rede. enfileiramento é uma ferramenta de gestão de sobrecarga de dados, onde é necessário uso de memória, priorização e ordenação nos pacotes que serão tratados pelo servidor. primeiro algoritmo de enfileiramento implementado em equipamentos de rede foi FCFS, primeiro a entrar, primeiro a sair. Este algoritmo é conhecido como enfileiramento por ordem de chegada, guarda e encaminha pacotes na ordem de chegada. Na figura abaixo é ilustrado 0 mecanismo de enfileiramento do FCFS: M=1 3 2 Fila única 4 E1 6 5 6 4 3 2 Saída Entrada E1 Pacotes E-mail Video Voz Fonte: Com base nas informações apresentadas e conteúdos estudados, avalie as afirmações a seguir: I. Os pacotes de E-mail foram marcados e enfileirados em ordem 2 e 3 na fila devido ao enfileiramento priorizado FCFS. II. Os pacotes de 5 e 6 foram marcados e enfileirados nos últimos lugares na fila devido ao enfileiramento não priorizado LCFS. III. Os pacotes de Voz foram marcados e enfileirados em ordem 1, 5 e 6 na fila devido ao enfileiramento não priorizado PQ. IV. Os pacotes de 1 e 2 foram marcados e enfileirados nos primeiros lugares na fila devido ao enfileiramento não priorizado FCFS. É correto que se afirma em: Nota: 10.0 A I, III e IV, apenas III, apenas C II e III apenas D IV, apenas Você assinalou essa alternativa (D) Você acertou! A afirmativa é falsa, pois os pacotes de E-mail foram marcados e enfileirados em ordem 2 e 3 na fila devido ao enfileiramento não priorizado FCFS. Ordem de chegada no sistema. A afirmativa II é falsa, pois pacotes de 5 e 6 foram marcados e enfileirados nos últimos lugares na fila devido ao enfileiramento não priorizado - FCFS e não LCFS. A afirmativa III é falsa, pois pacotes de Voz foram marcados e enfileirados em ordem 1,5 e 6 na fila devido ao enfileiramento não priorizado FCFS e no e enfileiramento priorizado PQ. A afirmativa IV é verdadeira, pois pacotes de 1 e 2 foram marcados e enfileirados nos primeiros lugares na fila devido ao enfileiramento não priorizado FCFS. A ordem de chegada define a alocação na fila e no atendimento. Questão 7/10 Teoria de Filas e Modelagem Estatística Ler em alta As probabilidades de ocupação de sistema, podem ser denotadas com a letra grega pi (π), onde será a considerada a probabilidade de nenhum pacote estar no sistema de fila. Este parâmetro equivale ao estado inicial da cadeia de Markov de nascimento e morte. A figura 8 ilustra a relação entre asetapas do sistema do sistema, a cadeia de nascimento e morte e as probabilidades de ocupação do sistema. Etapa 0 Etapa 1 Etapa 2 Etapa n Sistema n Cadeia A de 0 1 2 Markov Probabilidades π₀ π₁ π₂ πₙ Fonte: Silva. A partir destas informações e do conteúdo estudado a respeito de intensidade de tráfego, indique a alternativa correta: Nota: 10.0 A Na etapa n, sistema está com elementos em processo, nesta etapa na cadeia de Markov 0 sistema está no estado inicial tn e com transição de estado de entrada, fila, atendimento e probabilidades de saída. Neste ponto é possível que exista um pacote entrando no sistema, outro elemento e aguardando na fila, outro elemento está em atendimento e um elemento saindo do sistema. Neste instante de tempo indicador a probabilidade de pacotes no sistema e para ser calculada como πn Na etapa 1, sistema está com um elemento em processo, nesta etapa na cadeia de Markov sistema está no estado inicial t1 e com transição de estado de nascimento. sistema está ocupado com 1 cliente, aguardando a saída de um novo pacote ou requisição e processando um pacote no servidor do sistema. C Na etapa 2, o sistema está com dois elementos em processo, nesta etapa na cadeia de Markov o sistema está no estado inicial t2 e com transição de estado de nascimento. o sistema está ocupado aguardando a entrada de um novo pacote ou requisição, neste instante de tempo existe um pacote na fila e processando um pacote no servidor do sistema. Você assinalou essa alternativa (C) Você acertou! item (c) está correto, pois na etapa 2 0 sistema tem dois elementos no sistema, e com transição de nascimento e morte. No momento existe um elemento na fila e outro no atendimento, indicando k = 2. D Na etapa 0, sistema está vazio, nesta etapa na cadeia de Markov sistema está no estado inicial to e sem transição de estado. Neste momento sistema está com 1, aguardando a entrada de um pacote ou requisição para iniciar 0 processo. Neste instante de tempo indicador é de probabilidade de zero pacotes no sistema e para ser calculada como Questão 8/10 Teoria de Filas e Modelagem Estatística Ler em alta A taxa de utilização dos postos de atendimento procura analisar a relação matemática entre 0 ritmo médio de entrada e 0 ritmo médio de Esta taxa reflete percentual de ocupação dos servidores e é representado pela letra grega rô (p). Na equação abaixo é indicada esta relação matemática, que indica um indicador fundamental para 0 funcionamento aqueda de uma rede de dados: A Mµ Assim, considerando as informações apresentadas e conteúdos estudados, analise as definições a seguir e associe com seus significados. (1) (3) pA 4,1,3,2 Você assinalou essa alternativa (B) Você acertou! (p>1): posto de serviço não consegue atender 0 ritmo médio de entrada no sistema, considerando um processo número médio de chegada no sistema é maior que a taxa média de serviço de atendimento do sistema e quando 0 tempo avança a fila se torna cada vez maior, impedindo qualquer situação de equilíbrio e estacionariedade. (p=1): posto de serviço consegue atender 0 ritmo médio de entrada no sistema, considerando um processo Os valores médios de chegadas no sistema e serviços de atendimentos devem ser determinísticos e bem escalonada, assim a aleatoriedade impedirá que a fila se esvazie ou cresça sem limites. (pNF = NA=NS-NF M P TA NF NS NA 27 30 1 0,90 8,1 9 0,9 0,03 2 minutos Com a ocupação de 0,9 a ociosidade é de 0,10. A afirmativa é verdadeira, pois número médio de clientes no atendimento (NA) é de 0,9 requisições é com uma taxa de ocupação de A afirmativa é falsa, pois do número médio de clientes no sistema (NS) é de 9 requisições é com uma taxa de ocupação de A afirmativa III é falsa, pois tempo médio de atendimento é de 2 minutos por requisições é com uma taxa de ociosidade de A afirmativa IV é falsa, pois número médio de clientes no fila (NF) é de 8,1 requisições é com uma taxa de ociosidade de e apenas D II, III e IV, apenas Questão 10/10 Teoria de Filas e Modelagem Estatística Ler em voz alta Para uma rede funcionar adequadamente é importante identificar e separar tráfego entre as classes de dados, para que uma classe não interfira no fluxo de informação de outra classe, gerando descartes desnecessários e congestionamento na rede. Para propor uma resposta satisfatório, 0 QoS indica dois mecanismos para ajudar no fluxo das informações, priorização de classe e algoritmos de enfileiramento. Na figura abaixo, segue diagrama resumidos com os mecanismos para garantir a qualidade de serviço. Classificação Policiamento Enfileiramento Entrada Marcação Saída Descartes Pacotes de dados Fonte: Silva. A partir destas informações e do conteúdo estudado a respeito de intensidade de tráfego, indique a alternativa correta: Nota: 10.0 A A classificação de pacotes procura controlar e evitar gargalos na fila de espera, adequando diferentes perfis de dados e organização a entrada de dados nos postos de atendimento. Principais algoritmos utilizados: FCFS, Enfileiramento Prioritário e Enfileiramento LIFO. B o enfileiramento de pacotes procura controlar e evitar gargalos na fila de espera, adequando diferentes perfis de dados e organização a entrada de dados nos postos de atendimento. Principais algoritmos utilizados: FCFS, Enfileiramento Prioritário e Enfileiramento Round Robin. Você assinalou essa alternativa (B) Você acertou! enfileiramento de pacotes procura controlar e evitar na fila de espera, adequando diferentes perfis de dados e organização a entrada de dados nos postos de atendimento. Facilitando 0 controle e balanceamento de dados. Principais algoritmos utilizados: FCFS, Enfileiramento Prioritário e Enfileiramento Round C enfileiramento de pacotes procura controlar e evitar gargalos na fila de espera, adequando diferentes perfis de dados e realiza balanceamento entre a entrada e saída de dados no sistema. Principais algoritmos utilizados: DSCP, Enfileiramento Prioritário e Enfileiramento Round Robin. D tráfego de pacotes procura controlar e evitar gargalos na fila de espera, adequando diferentes perfis de dados e organização da saída de dados nos postos de atendimento. Principais algoritmos utilizados: FCFS, Enfileiramento Prioritário e Enfileiramento Round UNINTER