Modélisation stochastique d'utilisation et de dimensionnement des ressources partagées
Résumé
Knowing the number of resources to deploy in a system is very decisive. It impacts the investments and turnover of a company providing services to its customers. We considered it as a system sharing its resources through its users. These resources can be discrete or continuous. This system is modeled as a single-server queue with multiple resources. It can serve many customers as long as it has free resources satisfying the need of a new customer. The arrivals of customers to this system follow Poisson processes characteristic of each class of service. Resource occupation times are independent random and identically distributed by service. These parameters of arrivals and services to this queue can be known or fuzzy positive real numbers. We evaluated the resource occupancy distribution of these queues, and from which we derived a congestion probability for a case of finite capacity. From the analytical results presented, we have shown that it is indeed possible to determine the quantity of resources necessary for the server given an admissible congestion probability. Indeed, from a certain value of the capacity, the distribution in terms of the number of occupied resources in the system does not present much variation. Another model based on p-adic numbers and their ultrametric space has also been advanced for the case of hierarchical resources. We have demonstrated that its resources utilization is governed by a diffusion equation whose resolution involves a Cauchy problem. The results obtained in this research can be used in many fields of application such as telecommunications, computer science, logistics, management, etc… where we can find multi-service systems sharing their resources.
Savoir le nombre de ressources à déployer dans un système est très décisif. Il impacte les investissements et les chiffres d'affaires d'une entreprise fournissant des services à ses clients. Nous l’avons considéré comme un système partageant ses ressources à travers ses utilisateurs. Ces ressources peuvent être discrètes ou continues. Ce système est modélisé en file d'attente à serveur unique et doté de plusieurs ressources. Il peut servir autant de clients tant qu'il dispose de ressources libres satisfaisant le besoin d'un nouveau client. Les arrivées des clients à ce système suivent des processus de Poisson caractéristiques à chaque classe de service. Les durées d'occupation des ressources sont aléatoires indépendantes et identiquement distribuées par service. Ces paramètres d’arrivées et de services à cette file peuvent être des nombres réels positifs connus ou flous. Nous avons évalué la distribution d'occupation des ressources de ces files d'attente, et à partir de laquelle nous avons tiré une probabilité d'encombrement pour le cas de capacité finie. A partir des résultats analytiques présentés, nous avons montré qu'il est bien possible de déterminer la quantité de ressources nécessaires au serveur étant donnée une probabilité d'encombrement admissible. En effet, à partir d'une certaine valeur de la capacité, la distribution en termes de nombre de ressources occupées dans le système ne présente pas beaucoup de variation. Un autre modèle basé sur les nombres p-adiques et leur espace ultramétrique a aussi été avancé pour le cas des ressources hiérarchisées. Nous avons démontré que les utilisations de telles ressources sont régies par une équation de diffusion dont la résolution fait appel à un problème de Cauchy. Les résultats obtenus dans cette recherche peuvent être utilisés dans beaucoup de domaines d'application comme en télécommunication, en informatique, en logistique, en gestion, etc… où on peut rencontrer des systèmes multi-services partageant leurs ressources.
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