Politechnika Warszawska - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Queuing Theory

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 103A-CTTCM-MSA-EQUTH
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Queuing Theory
Jednostka: Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Grupy: ( Courses in English )--eng.-EITI
( Przedmioty techniczne )---EITI
( Przedmioty zaawansowane obieralne )-Systemy informacyjno-decyzyjne-mgr.-EITI
( Przedmioty zaawansowane techniczne )--mgr.-EITI
( Technical Courses )--eng.-EITI
( Telecommunications - Advanced )-Telecommunications-M.Sc.-EITI
Punkty ECTS i inne: 6.00 Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.
Język prowadzenia: angielski
Jednostka decyzyjna:

103000 - Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych

Kod wydziałowy:

EQUTH

Numer wersji:

1

Skrócony opis:

Wykład omawia podstawy modelowania i analizy systemów teleinformatycznych przy wykorzystaniu podstawowych metod metematycznych teorii kolejek. Teoria kolejek dostarcza metod i narzędzi do analizy systemów, w których użytkownicy rywalizują o dostęp do określonych zasobów i jest szeroko wykorzystywana w telekomunikacji, technice informatycznej, automatyce itp. Oprócz podstaw teoretycznych, w ramach wykładu zostaną przedstawione przykłady zastosowania podstawowych modeli systemów kolejkowych do analizy wybranych systemów teleinformatycznych. Podstawy teorii procesów stochastycznych wchodzą w zakres wykładu, ale wymagana jest od studentów dobra znajomość podstawowych pojęć z zakresu rachunku prawdopodobieństwa i analizy matematycznej.

Pełny opis:

The aim of the course is to familiarize students with the basics of modeling and analysis of ICT systems with the use of basic mathematical methods of queueing theory.

Lectures:

  • Introduction – History and terminology of queueing theory. Applications of queueing theory in engineering science (telecommunications, information technology). Typical, illustrative problems. Basic, generic model of queueing system.
  • Fundamentals of probabilistic modeling – Basic problems in stochastic modeling. Probability theory refresher. Essential probability distributions in modeling and analysis of queueing systems. Fundamentals of stochastic processes. Poisson process – equivalent definitions and characteristics. Applications of Poisson process in modeling of arrival streams.
  • Markovian processes – Markov chains: definition, classification and role in probabilistic modeling. Basic properties of dicrete and continuous time Markov chains. Birth & death processes – stationary distribution, basic properties and applications.
  • Basic queueing systems – Kendall notation. Little’s formula – importance and applications. Classification of teletraffic models. Modeling of elementary systems of M/M/n/k type and their derivatives with birth & death processes – basic properties, application examples and generalizations. Elementary measures of effectiveness in queueing systems. Modeling of basic systems with multiple user classes. Jackson network of queues.
  • Basic non-markovian systems – M/G/1 system analysis. The Pollaczek-Khinczyn formula, derivation and applications. Dependency between system properties and service time distribution. M/G/1 queue with multiple priority classes. Approximate methods in analyzing non-Markovian systems.
  • Additional topics – Modeling of packet data sources. Self-similar (fractal) properties of data traffic. Applicatons of queueing theory in ICT – examples of using basic models for performance evaluation of ICT systems. „Age of Information” metrics for Internet of Things.

  • Classes: The tutorials cover solving exercises and problems related to the course as well as expanding on derivations or selected topics outlined during lecture. Tutorials are conducted with active students’ participation.
Literatura:

  • Adan, J. Resing: Queueing Theory, 2015, http://www.win.tue.nl/~iadan/queueing.pdf
  • R. B. Cooper: Introduction to Queueing Theory (2nd edition), 1981 http://www.cse.fau.edu/~bob/publications/IntroToQueueingTheory_Cooper.pdf
  • B. Tolt: The solution manual (solutions to the above primer), http://www.cse.fau.edu/%7Ebob/publications/QueueingTheory_solns.pdf
  • L. Kleinrock, Queueing Systems, Volume 1: Theory, Wiley, 1975
  • J. Shortle, J.M. Thompson, D. Gross, C.M. Harris: Fundamentals of Queueing Theory, 5th Ed., Wiley, 2018
  • H. Kobayashi: Modeling and Analysis: An introduction to System Performance Evaluation Methodology, Addison-Wesley, 1978
  • H. Akimaru,K. Kawashima, Teletraffic: Theory and Applications, Second Ed., Springer-Verlag, 1999
Efekty uczenia się: (tylko po angielsku)

Knowledge

  • Knows the notion of the mass service system and its probabilistic model (the queueing system)
  • Has knowledge on basic stochastic processes: Poisson process, discrete & continuous time Markov chains, Birth & Death processes
  • Knows the fundamentals of queueing theory: Kendall notation, Little’s formula, queueing systems of M/M/n/k type and basic methods of finding their most important characteristics
  • Knows the M/G/1 queue as an example of the non-Markovian queueing system, the notion of residual service time and the Pollaczek-Khintchine formula
  • Has knowledge about the applications of queueing theory for analysis, performance evaluation and dimensioning of the ICT systems

Skills

  • Is able to use the Kendall’s notation to classify and describe typical queueing systems
  • Can identify the probability distributions used in basic queueing systems to model interarrival and service times and calculate basic characteristics of such distributions
  • Is able to define the Poisson process and apply it in modeling arrivals to ICT systems
  • Understands discrete and continuous time Markov chains and is able to calculate stationary distribution of states in such chains
  • Can use birth and death (B&D) processes in basic models of queueing systems
  • Can calculate basic characteristics of M/G/1 queue using the Pollaczek-Khintschin formula
  • Can apply the learned queueing theory tools and models for performance evaluation of ICT systems

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2023/2024 - sem. letni" (w trakcie)

Okres: 2024-02-19 - 2024-09-30
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Ćwiczenia, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Piotr Gajowniczek
Prowadzący grup: Andrzej Bąk, Piotr Gajowniczek
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103600 - Instytut Telekomunikacji

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2022/2023 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2023-02-20 - 2023-09-30
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Ćwiczenia, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Piotr Gajowniczek
Prowadzący grup: Andrzej Bąk, Piotr Gajowniczek
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103600 - Instytut Telekomunikacji

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2021/2022 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2022-02-23 - 2022-09-30
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Ćwiczenia, 30 godzin, 12 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 12 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Piotr Gajowniczek
Prowadzący grup: Andrzej Bąk, Piotr Gajowniczek
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103600 - Instytut Telekomunikacji

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2020/2021 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2021-02-20 - 2021-09-30
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Ćwiczenia, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Piotr Gajowniczek
Prowadzący grup: Andrzej Bąk, Piotr Gajowniczek
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103600 - Instytut Telekomunikacji

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2019/2020 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2020-02-22 - 2020-09-30
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Ćwiczenia, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Andrzej Bąk, Piotr Gajowniczek
Prowadzący grup: Andrzej Bąk, Piotr Gajowniczek
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103600 - Instytut Telekomunikacji

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2018/2019 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2019-02-18 - 2019-09-30
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Ćwiczenia, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Andrzej Bąk, Piotr Gajowniczek
Prowadzący grup: Andrzej Bąk, Piotr Gajowniczek
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103600 - Instytut Telekomunikacji

Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Politechnika Warszawska.
pl. Politechniki 1, 00-661 Warszawa tel: (22) 234 7211 https://pw.edu.pl kontakt deklaracja dostępności USOSweb 7.0.0.0-7 (2024-03-18)