JPH04105174A - システム設計装置 - Google Patents
システム設計装置Info
- Publication number
- JPH04105174A JPH04105174A JP2223734A JP22373490A JPH04105174A JP H04105174 A JPH04105174 A JP H04105174A JP 2223734 A JP2223734 A JP 2223734A JP 22373490 A JP22373490 A JP 22373490A JP H04105174 A JPH04105174 A JP H04105174A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optimization
- evaluation value
- evaluation
- system design
- queuing network
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的コ
（産業上の利用分野）
本発明は待ち行列網解析に基づくシステム設計に関する
。
。
（従来の技術）
生産、通信、コンピュータ等のシステムを評価するとき
、待ち行列網に定式化することがよくある。そして待ち
行列網によって定式化してシステムの評価を行う場合、
うまく型にはまると短時間で数値的に処理することが可
能になる。
、待ち行列網に定式化することがよくある。そして待ち
行列網によって定式化してシステムの評価を行う場合、
うまく型にはまると短時間で数値的に処理することが可
能になる。
第３図はこのようなシステム設計で扱う待ち行列を示す
図である。
図である。
同図に示すように、待ち行列では、ジョブか例えばステ
ーションに到着する。このようなステーションはたとえ
ば、ＦＩＦＯメモリなどで構成されるバッファとジョブ
を実行するＣ Ｐ Ｕ （ＣＥＮＴＲＡＬ ＰＲＯＣＥ
ＳＳＩＮＧ ［ＩＮＩＴ）等のプロセッサとからなり、
ジョブはバッファに入って順番を待ち、プロセッサによ
ってサービスを受ける。そしてサービスを受けたジョブ
は退去される。
ーションに到着する。このようなステーションはたとえ
ば、ＦＩＦＯメモリなどで構成されるバッファとジョブ
を実行するＣ Ｐ Ｕ （ＣＥＮＴＲＡＬ ＰＲＯＣＥ
ＳＳＩＮＧ ［ＩＮＩＴ）等のプロセッサとからなり、
ジョブはバッファに入って順番を待ち、プロセッサによ
ってサービスを受ける。そしてサービスを受けたジョブ
は退去される。
また、待ち行列網とは上述の待ち行列が複数連結された
ものである。第４図はＣＰＵとディスク装置とによって
構成される待ち行列網を示す図である。このような開待
ち行列網では、ジョブは複数のステーションでサービス
を受けた後に、最終的には消去される。閉待ち行列網は
、一定数のジョブが各ステーションを巡回している。
ものである。第４図はＣＰＵとディスク装置とによって
構成される待ち行列網を示す図である。このような開待
ち行列網では、ジョブは複数のステーションでサービス
を受けた後に、最終的には消去される。閉待ち行列網は
、一定数のジョブが各ステーションを巡回している。
そして、開待ち行列網解析とは、このような開待ち行列
網の性能を計算することであり、待ち行列網中のすべて
のステーションの能力や仕事のやり方と、すべてのジョ
ブの到着率や、訪れるステーションの順番などの記述か
ら、待ち行列網がすべてのジョブを処理可能かどうかを
判定したり、ジョブのサービス時間、ジョブの待ち時間
、ステーションの稼働率、バッファの待ち行列長などを
計算することによってシステムの設計を行う。
網の性能を計算することであり、待ち行列網中のすべて
のステーションの能力や仕事のやり方と、すべてのジョ
ブの到着率や、訪れるステーションの順番などの記述か
ら、待ち行列網がすべてのジョブを処理可能かどうかを
判定したり、ジョブのサービス時間、ジョブの待ち時間
、ステーションの稼働率、バッファの待ち行列長などを
計算することによってシステムの設計を行う。
しかしながら、従来のこのような待ち行列網を用いたシ
ステム設計では、まず、操作者自身でシステムのパラメ
ータを設定し、上述したような待ち行列網解析により、
性能の予測を行い、妥当な性能が得られなければ、シス
テムのパラメータを設定し直すと言うくりかえしが必要
で、システム設計に長時間を要し、また、設計者にもか
なりの専門知識が必要であった。
ステム設計では、まず、操作者自身でシステムのパラメ
ータを設定し、上述したような待ち行列網解析により、
性能の予測を行い、妥当な性能が得られなければ、シス
テムのパラメータを設定し直すと言うくりかえしが必要
で、システム設計に長時間を要し、また、設計者にもか
なりの専門知識が必要であった。
（発明が解決しようとする課題）
上述したように、従来の待ち行列網解析を用いたシステ
ム設計方法では、まず、操作者自身でシステムのパラメ
ータを設定し、上述したような待ち行列網解析により、
性能の予測を行い、妥当な性能が得られなければ、操作
者がシステムのパラメータを設定し直すと言うことが必
要で、システム設計に長時間を要し、また、設計者にも
かなりの専門知識が必要であった。
ム設計方法では、まず、操作者自身でシステムのパラメ
ータを設定し、上述したような待ち行列網解析により、
性能の予測を行い、妥当な性能が得られなければ、操作
者がシステムのパラメータを設定し直すと言うことが必
要で、システム設計に長時間を要し、また、設計者にも
かなりの専門知識が必要であった。
本発明は上記課題を解決すべく創案されたもので、待ち
行列網解析を用いたシステム設計における設計者の負担
を軽くシ、短時間でシステムの設計を行うことを可能に
したシステム設計の方法を提供することを目的とする。
行列網解析を用いたシステム設計における設計者の負担
を軽くシ、短時間でシステムの設計を行うことを可能に
したシステム設計の方法を提供することを目的とする。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するために、
Ｍｌの発明は、設計すべきシステムのシステムパラメー
タに対して待ち行列網解析を実行し評価値を出力するシ
ステム評価手段と、このシステム評価手段から出力され
る前記評価値に基づいてシステムの最適化を行うシステ
ム最適化手段とを具備したことを特徴とするシステム設
計装置であり、第２の発明は、第１の発明において、前
記システム評価手段の待ち行列網解析は開待ち行列網解
析であることを特徴としたシステム設計装置であり、 第３の発明は、第１の発明において、前記システム最適
化手段における最適化はブラインド・ランダム・サーチ
計算により行われることを特徴としたシステム設計装置
であり、 第４の発明は、第２の発明において、前記システム最適
化手段における最適化はブラインド・ランダム・サーチ
計算により行われることを特徴としたシステム設計装置
であり、 第５の発明は、第１の発明において、前記システム最適
化手段における最適化はアニーリング計算により行われ
ることを特徴としたシステム設計装置であり、 第６の発明は、第２の発明において、前記システム最適
化手段における最適化はアニーリング計算により行われ
ることを特徴としたシステム設計装置であり、 第７の発明は、設計すべきシステムのシステムパラメー
タに対して開待ち行列線解析を実行し、待ち行列長が存
在する場合に第１の評価値を出力し、待ち行列長が発散
する場合にはトラフィック密度を出力するシステム評価
手段と、前記システム評価手段で待ち行列長が発散した
場合に、前記トラフィック密度に基づいて第２の評価値
を出力する発散モデル解析手段と、前記第１の評価値ま
たは前記第２の評価値に基づいて設計すべきシステムの
最適化を行うシステム最適化手段とを具備したことを特
徴とするシステム設計装置であり、第８の発明は、第７
の発明において、前記システム最適化手段の最適化はア
ニーリング計算により行われることを特徴としたシステ
ム設計装置である。
タに対して待ち行列網解析を実行し評価値を出力するシ
ステム評価手段と、このシステム評価手段から出力され
る前記評価値に基づいてシステムの最適化を行うシステ
ム最適化手段とを具備したことを特徴とするシステム設
計装置であり、第２の発明は、第１の発明において、前
記システム評価手段の待ち行列網解析は開待ち行列網解
析であることを特徴としたシステム設計装置であり、 第３の発明は、第１の発明において、前記システム最適
化手段における最適化はブラインド・ランダム・サーチ
計算により行われることを特徴としたシステム設計装置
であり、 第４の発明は、第２の発明において、前記システム最適
化手段における最適化はブラインド・ランダム・サーチ
計算により行われることを特徴としたシステム設計装置
であり、 第５の発明は、第１の発明において、前記システム最適
化手段における最適化はアニーリング計算により行われ
ることを特徴としたシステム設計装置であり、 第６の発明は、第２の発明において、前記システム最適
化手段における最適化はアニーリング計算により行われ
ることを特徴としたシステム設計装置であり、 第７の発明は、設計すべきシステムのシステムパラメー
タに対して開待ち行列線解析を実行し、待ち行列長が存
在する場合に第１の評価値を出力し、待ち行列長が発散
する場合にはトラフィック密度を出力するシステム評価
手段と、前記システム評価手段で待ち行列長が発散した
場合に、前記トラフィック密度に基づいて第２の評価値
を出力する発散モデル解析手段と、前記第１の評価値ま
たは前記第２の評価値に基づいて設計すべきシステムの
最適化を行うシステム最適化手段とを具備したことを特
徴とするシステム設計装置であり、第８の発明は、第７
の発明において、前記システム最適化手段の最適化はア
ニーリング計算により行われることを特徴としたシステ
ム設計装置である。
（作 用）
本発明のシステム設計装置では、システム評価手段によ
り設計すべきシステムのシステムパラメータに対して待
ち行列線解析が実行され、この待ち行列線解析に基づい
て評価値が出力される。
り設計すべきシステムのシステムパラメータに対して待
ち行列線解析が実行され、この待ち行列線解析に基づい
て評価値が出力される。
そしてこの評価値に基づいてシステム最適化手段により
設計すべきシステムの最適化が行われる。
設計すべきシステムの最適化が行われる。
したがって、システム設計における設計者の負担が軽く
なり、短時間でシステムの設計を行うことか可能になる
。
なり、短時間でシステムの設計を行うことか可能になる
。
（実施例）
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第１図は本発明の一実施例のシステム設計装置の構成を
示す図である。
示す図である。
このシステム設計装置は開待ち行列網解析装置１と発散
モデル解析装置２とアニーリング計算装置３とによって
構成されている。
モデル解析装置２とアニーリング計算装置３とによって
構成されている。
開待ち行列網解析装置１は開待ち行列網で計算可能なモ
デルに定式化でき、かつパラメータ等の設定されたシス
テムの評価値を計算する。ここで、評価値には、基本的
には各ステーションで目標とする平均待ち行列長と、開
待ち行列線解析で解いて得られた平均待ち行列長ｎとの
差の絶対値のステーションに関する総和を用いる。つま
りこの例では、開待ち行列線解析で解いて得られた待ち
行列長と目標との差の絶対値の総和が最小になるように
システムパラメータを決定する。
デルに定式化でき、かつパラメータ等の設定されたシス
テムの評価値を計算する。ここで、評価値には、基本的
には各ステーションで目標とする平均待ち行列長と、開
待ち行列線解析で解いて得られた平均待ち行列長ｎとの
差の絶対値のステーションに関する総和を用いる。つま
りこの例では、開待ち行列線解析で解いて得られた待ち
行列長と目標との差の絶対値の総和が最小になるように
システムパラメータを決定する。
発散モデル解析装置２は、開待ち行列網で計算不可能な
モデルに定式化され、かつ、パラメータ等の設定された
システムの評価値を計算する。例えばプロセッサ数の小
さすぎるステーションでは、トラフィック密度Ｘが１を
越え、待ち行列網モデルでは平均待ち行列長ｎは発散し
て評価できない。
モデルに定式化され、かつ、パラメータ等の設定された
システムの評価値を計算する。例えばプロセッサ数の小
さすぎるステーションでは、トラフィック密度Ｘが１を
越え、待ち行列網モデルでは平均待ち行列長ｎは発散し
て評価できない。
ここでトラフィック密度Ｘとは、平均サービス時間と到
着率との積をプロセッサ数で割ったものである。また、
平均サービス時間とはジョブがプロセッサでサービスを
受ける平均時間であり、平均サービス時間にはバッファ
での待ち時間は含めない。到着率とは単位時間当たりに
到着するジョブの平均量を表している。しかし、開待ち
行列網では、平均待ち行列長ｎはトラフィック密度Ｘの
関数になるのでこの装置はトラフィック密度Ｘがｐ（例
えば０．９８）よりも高いステーションの評価値をＸの
一次式を用いて計算する。
着率との積をプロセッサ数で割ったものである。また、
平均サービス時間とはジョブがプロセッサでサービスを
受ける平均時間であり、平均サービス時間にはバッファ
での待ち時間は含めない。到着率とは単位時間当たりに
到着するジョブの平均量を表している。しかし、開待ち
行列網では、平均待ち行列長ｎはトラフィック密度Ｘの
関数になるのでこの装置はトラフィック密度Ｘがｐ（例
えば０．９８）よりも高いステーションの評価値をＸの
一次式を用いて計算する。
まず、開待ち行列網解析装置１によってトラフィックＸ
を計算し、Ｘがｐ以下の場合はｎ （ｘ）をそのまま評
価値として用い、Ｘがｐよりも大きい場合は開待ち行列
網解析装置１でｎ （ｐ）を計算し、発散モデル解析装
置２によって を計算して評価値とする。
を計算し、Ｘがｐ以下の場合はｎ （ｘ）をそのまま評
価値として用い、Ｘがｐよりも大きい場合は開待ち行列
網解析装置１でｎ （ｐ）を計算し、発散モデル解析装
置２によって を計算して評価値とする。
アニーリング装置３はシステムを最適化するためのもの
であり、第２図にこの装置の動作を示すフローチャート
を示す。
であり、第２図にこの装置の動作を示すフローチャート
を示す。
同図に示すようにこのアニーリング装置では初期設定し
たシステムパラメータを適当な手段によって変化させ、
変化前後の評価値を計算し、評価値が変化後のほうが良
ければ変化後のシステムノくラメータに設定し直す。ま
た変化後の評価値が悪い場合でも、温度と呼ばれる量か
ら定まる確率で変化後のシステムパラメータに設定し直
す。このような過程を徐々に温度を下げながら繰り返す
ことにより、はぼ最適なシステムパラメータかもとまる
。ここでシステムパラメータを少しだけ変更して、次の
システムパラメータを得る操作をＭＯＶＢと呼ぶ。この
装置のＭＯＶＥはランダムにステーションをひとつ選び
、確率１／２てプロセッサ数をひとつずつ加減するよう
にして行う。
たシステムパラメータを適当な手段によって変化させ、
変化前後の評価値を計算し、評価値が変化後のほうが良
ければ変化後のシステムノくラメータに設定し直す。ま
た変化後の評価値が悪い場合でも、温度と呼ばれる量か
ら定まる確率で変化後のシステムパラメータに設定し直
す。このような過程を徐々に温度を下げながら繰り返す
ことにより、はぼ最適なシステムパラメータかもとまる
。ここでシステムパラメータを少しだけ変更して、次の
システムパラメータを得る操作をＭＯＶＢと呼ぶ。この
装置のＭＯＶＥはランダムにステーションをひとつ選び
、確率１／２てプロセッサ数をひとつずつ加減するよう
にして行う。
つぎに、システム設計装置全体の動作を説明する。
まず、アニーリング計算装置３に初期システムパラメー
タを入力する。アニーリング計算装置３はＭＯＶＥを行
い、順次、システムパラメータを生成し、これらを開待
ち行列網解析装置１へ転送する。
タを入力する。アニーリング計算装置３はＭＯＶＥを行
い、順次、システムパラメータを生成し、これらを開待
ち行列網解析装置１へ転送する。
そして、開待ち行列網解析装置１は受は取ったシステム
パラメータから評価値を計算する。アニーリング計算装
置は得られた評価値を受取り、アニーリング法に基づい
て一連の動作を繰り返すことによりほぼ最適なシステム
パラメータが得られる。
パラメータから評価値を計算する。アニーリング計算装
置は得られた評価値を受取り、アニーリング法に基づい
て一連の動作を繰り返すことによりほぼ最適なシステム
パラメータが得られる。
また、本実施例のシステム計算装置では最適化の手段と
してアニーリング計算装置を用いているが、この代わり
にブラインド・ランダムサーチ計算装置など他の最適化
手段を用いることも可能である。ブラインド・ランダム
サーチ計算装置とは、乱数を用いてシステムパラメータ
を生成し、評価関数の値が最も良いシステムパラメータ
を選ぶものである。
してアニーリング計算装置を用いているが、この代わり
にブラインド・ランダムサーチ計算装置など他の最適化
手段を用いることも可能である。ブラインド・ランダム
サーチ計算装置とは、乱数を用いてシステムパラメータ
を生成し、評価関数の値が最も良いシステムパラメータ
を選ぶものである。
さらに、本実施例のシステム設計装置では評価値として
平均待ち行列長を目標に近づけているか、この平均待ち
行列長の代わりに、例えば、平均滞在時間や稼働率など
の他の性能指標にしても良い。
平均待ち行列長を目標に近づけているか、この平均待ち
行列長の代わりに、例えば、平均滞在時間や稼働率など
の他の性能指標にしても良い。
またこれら性能指標に加えて、システムのコストなども
考慮して最適化することも可能である。
考慮して最適化することも可能である。
したがって本実施例のシステム設計装置では、システム
設計における設計者の負担が軽くなり、短時間でシステ
ムの設計を行うことか可能になる。
設計における設計者の負担が軽くなり、短時間でシステ
ムの設計を行うことか可能になる。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明のシステム設計装置によれ
ば、システム設計における設計者の負担が軽くなり、短
時間でシステムの設計を行うことか可能になる。
ば、システム設計における設計者の負担が軽くなり、短
時間でシステムの設計を行うことか可能になる。
第１図は本発明の一実施例のシステム設計装置の構成を
示す図、第２図はアニーリング装置の動作を示すフロー
チャート、第３図は待ち行列を示す図、第４図はＣＰＵ
とディスク装置とによって構成される待ち行列網を示す
図である。 １・・・開待ち行列網解析装置、２・・・発散モデル解
析装置、３・・・アニーリング計算装置。 第１図 サービス ステーション 入カバソファ プロｉｌ／”を 第 図
示す図、第２図はアニーリング装置の動作を示すフロー
チャート、第３図は待ち行列を示す図、第４図はＣＰＵ
とディスク装置とによって構成される待ち行列網を示す
図である。 １・・・開待ち行列網解析装置、２・・・発散モデル解
析装置、３・・・アニーリング計算装置。 第１図 サービス ステーション 入カバソファ プロｉｌ／”を 第 図
Claims (8)
- （１）設計すべきシステムのシステムパラメータに対し
て待ち行列網解析を実行し評価値を出力するシステム評
価手段と、 このシステム評価手段から出力される前記評価値に基づ
いてシステムの最適化を行うシステム最適化手段と を具備したことを特徴とするシステム設計装置。 - （２）前記システム評価手段の待ち行列網解析は開待ち
行列網解析であることを特徴とする請求項１記載のシス
テム設計装置。 - （３）前記システム最適化手段における最適化はブライ
ンド・ランダム・サーチ計算により行われることを特徴
とする請求項１記載のシステム設計装置。 - （４）前記システム最適化手段における最適化はブライ
ンド・ランダム・サーチ計算により行われることを特徴
とする請求項２記載のシステム設計装置。 - （５）前記システム最適化手段における最適化はアニー
リング計算により行われることを特徴とする請求項１記
載のシステム設計装置。 - （６）前記システム最適化手段における最適化はアニー
リング計算により行われることを特徴とする請求項２記
載のシステム設計装置。 - （７）設計すべきシステムのシステムパラメータに対し
て開待ち行列網解析を実行し、平均待ち行列長が存在す
る場合に第１の評価値を出力し、平均待ち行列長が発散
する場合にはトラフィック密度を出力するシステム評価
手段と、 前記システム評価手段で平均待ち行列長が発散した場合
に、前記トラフィック密度に基づいて第２の評価値を出
力する発散モデル解析手段と、前記第１の評価値または
前記第２の評価値に基づいて設計すべきシステムの最適
化を行うシステム最適化手段と を具備したことを特徴とするシステム設計装置。 - （８）前記システム最適化手段の最適化はアニーリング
計算により行われることを特徴とする請求項７記載のシ
ステム設計装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2223734A JPH04105174A (ja) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | システム設計装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2223734A JPH04105174A (ja) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | システム設計装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04105174A true JPH04105174A (ja) | 1992-04-07 |
Family
ID=16802856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2223734A Pending JPH04105174A (ja) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | システム設計装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04105174A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6241533B1 (en) | 1999-01-21 | 2001-06-05 | Shin-Etsu Polymer Co., Ltd. | Press-Contact electrical interconnectors and method for producing the same |
-
1990
- 1990-08-24 JP JP2223734A patent/JPH04105174A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6241533B1 (en) | 1999-01-21 | 2001-06-05 | Shin-Etsu Polymer Co., Ltd. | Press-Contact electrical interconnectors and method for producing the same |
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