HALBKURS

Modellbasierte Leistungs- und Zuverlässigkeitsanalyse (Modellierung und Simulation)

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Inhalt:

Diese Lehrveranstaltung soll Techniken vermitteln, mit denen die Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit technischer Systeme bewertet und auch verbessert werden kann. Typische Anwendungen sind Kommunikationssysteme, Protokolle, verteilte Softwaresysteme, aber auch industrielle Produktionssysteme. Die Analyse und Bewertung geschieht anhand stochastischer Modelle. Es sollen Techniken zum Erstellen und Lösen von stochastischen Modellen vermittelt werden. Speziell behandeln wir Stochastische Prozesse, Geburts- und Todesprozeß, der Poisson-Prozeß, Markov-Ketten und Markov-Prozesse, Warteschlangen, offene und geschlossene Warteschlangennetze, Lösungsverfahren. Zur Simulation soll behandelt werden: Erzeugung von Zufallszahlen und Zufallsvariablen, Intervallschätzung, Punktschätzung, Varianzschätzung zur Bestimmung von Abbruchkriterien, Konfidenzintervalle, Beschleunigungsverfahren.

Anhand eines Projektes soll die Datenerhebung, Modellbildung und Analyse geübt werden.

Die Kombination mit dem HK 'Grundlagen der Rechnerkommunikation' zum Kurs bietet sich an.

Umfang

4 SWS VL
Begleitendes Projekt.

Termin

Di, Do 13 - 15 Uhr, RUD 25, Raum 4.112,
Beginn: Di, 17.10.2006.
Anmeldung für das Projekt bitte über den Aufgabenserver GOYA.

Skript

Das Skript ist in Arbeit. Die aktualisierte, aber weiterhin vorläufige Version der vergangenen Semester ist kapitelweise hier zu finden. Oder im ganzen hier.

Warteschlangentheorie

Warteschlangennetze

Simulation

Appendix

Vorläufiger Zeitplan - Inhalt der Vorlesung

17./19.10.06	Einführung
24./26.10.06	Random Walk Prozess
31.10./2.11.06	Markov Ketten
7./9.11.06	Markov Prozesse
14.11.06	Warteschlangen allgemein
16.11.06	Die MM1 Warteschlange
21.11.06	Little's Law, PASTA Regel, MG1 Warteschlange
23./28.11.06	Offene Warteschlangennetze
30.11./5.12.06	Geschlossene Warteschlangennetze, Mean-Value Analysis
7./12.12.06	Simulation: Erzeugung von Zufallszahlen und Zufallsvariaten
14.12.06	Simulation: Transiente Phase, Abbruch
19.12.06	Simulation: Punkt-Intervallschätzung, Konfidenzintervalle
4.1./9.1.07	Lösungsverfahren für Markovprozesse: Uniformization
...	...
15.2.07	Projektvorstellung

Projektthemen

Ziel des Projektes ist es eine Fragestellung mittels Modellierung oder Simulation eigenständig unter Verwendung vorhandener Software-Werkzeuge zu bearbeiten. Es gibt eine Liste von Themen, eigene Vorschläge sind sehr willkommen.
Mögliche Themen sind:

Erstellen einer Simulation der Kommunikation zwischen Client und Server auf der Ebene des TCP.
Erstellen einer Simulation eines größeren Netzwerkes indem die Knoten Restart durchführen unter Verwendung von ns-2.
Modellierung der Warteschlangen der Mensa unter Verwendung von Möbius zur Minimierung der Wartezeit.
Modellierung von Postschaltern unter Verwendung von Möbius zur Minimierung der Wartezeit.
Modellierung einer Buslinie unter Verwendung von Möbius zum effizienten Einsatz der Resourcen.
Modellierung von Flugzeugunglücken zur sicheren und platzsparenden Gestaltung von Flughafengelände.
.....

Prüfung

Die Prüfung erfolgt mündlich
Termine werden noch bekanntgegeben.
Voraussetzung für eine Prüfung ist die erfolgreiche Durchführung eines Projektes.

Anmeldung zur Prüfung bei Frau Henze, RUD 25, Raum IV.211.

Literatur

D.R. Cox, H.D. Miller: The Theory of Stochastic Processes; Chapman &Hall, 1965, ISBN 0-412-15170-7
Raj Jain. The Art of Computer System Performance Analysis ; John Wiley & Sons, Inc. 1991, ISBN 0-471-50336-3
Boudewijn R. Haverkort: Performance of Computer Communication Systems. A Model-Based Approach. John Wiley & Sons,1998, ISBN 0-471-97228-2
Vidyadhar G. Kulkarni. Modelling and Analysis of Stochastic Systems; Chapman & Hall, 1995, ISBN 0-412-04991-0
Andrew S. Tanenbaum: Computer Networks; Prentice Hall, 1996, ISBN 0-13-349945-6
Rainer Schlittgen. Einführung in die Statistik. Oldenbourg Verlag, 1993, ISBN 3-468-22553-7.

Links zum Thema Petri-Netz Modellierung:

World of Petri nets

Einführendes Tutorial

Paper introducing stochastic Petri nets

Letzte Änderung: 16 Oct 2006