M/G/mの定常状態のジョブ数分布について
なんとか(G/G/mでは難しいのは目に見えているので、せめて)M/G/1の時の待ち行列システム内のジョブ数の定常確率分布を求めたいと願っています。それも難しいのであればせめてM/D/1の時のジョブ数の定常確率分布を求めたいと願っています。
- G/G/mとかM/G/1とかの記号の意味については「ケンドールの記号」を参照して下さい。
M/G/mのジョブ数の定常状態分布が分かったわけではありませんが、これについておもしろいことに気づきましたので紹介いたします。
まず、到着間隔が指数分布なので、PASTAが適用出来、定常状態では
になります。ただし到着時の場合(上の式の右辺)は、到着するジョブ自身はシステム内のジョブ数に数えないことにします。
ではジョブがシステムから出て行く出発時のシステム内のジョブ数の分布はどうなるでしょうか? ただし、この時は出発するジョブ自身はシステム内のジョブ数に数えないことにします。
ところで出発時にシステム内のジョブ数が→に変化したとすれば、定常状態である限り、それ以前のどこかの時点でジョブ到着によりシステム内のジョブ数が→に増加したことがあったはずです。なかったとすれば、どんどんは減少していくことになり、定常状態になりません。しかも、→の過程と→の過程は対になっているはずです。
とすれば、あるジョブの到着時点で、システム内のジョブ数がであったとすれば、それに対になったジョブの出発時点でシステム内のジョブ数がであるはずです。このように考えれば、
となるはずです。つまり、
が成り立つことになります。
特にM/G/1の場合は、システムにジョブが0個の場合の確率は、利用率をとすればで表すことが出来ますが、これと上記のことを組み合わせると、
が成り立つことが分かります。