Възникване, същност и основни понятия в теорията на масовото обслужване
Чакането на опашка е част от ежедневието, защото като процес има няколко важни функции. Опашките са справедлив и основен начин за справяне с потока от заявки/клиенти, когато има ограничени ресурси. Отрицателни резултати възникват, ако не е установен процес на опашка за справяне със свръхкапацитета.
Например, когато твърде много посетители навигират до уебсайт, уебсайтът ще се забави и ще се срине, ако няма начин да промени скоростта, с която обработва заявките, или начин да постави посетителите в опашка.
Началото
Теорията на опашките се отнася до изучаването на вероятността чакащите потребители/сигнали (опашки) да бъдат обслужени/обработени. В началото на 20-ти век Датският инженер Ерланг работи за местната телефонна компания. През време на работа си започва изчисления, свързани с работата на телефонната централа. Задава си следните въпроси: Каква част от опитите за обаждане няма да бъдат успешни, тъй като всички линии са заети? Колко комуникационни линии са ви необходими? Абонатите могат ли да изчакат линията да бъде освободена? Тази работа на Ерланг го прави основоположник на теорията на опашките и в негова чест единица за измерване на натоварването на абонатите наричат Ерланг (Ърл).
Думата “queue” – опашка идва от френската интерпретация на латинското “cauda”, което означава опашка. Според международния речник на Funk and Wagnall, опашката е „Опашка от хора или превозни средства, чакащи в реда на тяхното пристигане.“
Основни понятия и термини
В една опашка може да дефинираме като система с постоянен приток на заявки (клиенти) и определен брой сървъри (обслужващи съоръжения).
– „Входящ поток заявки“ – източникът на единици, които стават заявки за обслужване от сървъра на системата
– „Пристигания“ – честотата на пристигане на всяка една заявка от входящия поток влизащ в системата
– “Опашка” – реда (съвкупността) от заявки, които изчакват да бъдат обслужени
– „Сървър“ – обслужващото съоръжение, което може да бъде машина, човек или място където се извършва обработката. Целта е да се знае дали броят на обслужващите съоръжения (сървъри) в системата е достатъчен, за да се справи с притока на заявки (клиенти). Целта е да се изчислят различни мерки за ефективност на системата.
– “Обслужени заявки” – заявките със завършено Обслужване и напуснали системата
– “Система за масово Обслужване” (СМО) – наричаме система, в която имаме пристигащи и обслужени потток от заявки, обработени от обслужващо съоръжение
Учени работили в сферата на системи за масово обслужване
Агнер Краруп Ерланг (1878–1929), датски математик, открива областите на инженеринга на трафика и теорията на опашките, започвайки през 1900 г. Докато работи за Копенхагенската телефонна компания, той се сблъсква с класическия проблем да определи колко вериги са необходими, за да се осигури приемлива телефонна услуга. Той формира математическия начин за определяне колко телефонни оператори са необходими, за да се справят с даден обем разговори. Той е основател на теорията за телефонния трафик и през кариерата си той публикува статии, започващи през 1909 г., които се превърнаха в основата на теорията на опашките. Той също така разработи вероятностното разпределение Erlang, което играе важна роля в различни приложения за опашки.
Теорията на опашките сега е важен клон на изследването на операциите и има много приложения. Той измерва потока от заявки към и извън системата за опашка и по този начин се използва за вземане на решения относно минималния брой необходими ресурси. Теорията на опашките се използва в бизнеса, публичния сектор, трафика, здравеопазването, финансите и други.
През 1953 г. Дейвид Г. Кендъл въвежда нотацията на Кендъл, за да опише характеристиките на система за масово обслужване. Тази нотация A/B/C е стандартна в теорията на опашките. Кодът A/B/C идентифицира система, където: A е разпределението на времето за пристигане, B е разпределението на времето за обслужване и C е броят на сървърите.
През 1961 г. Томас Л. Саати е автор на една от първите изчерпателни книги по теория на масовото обслужване. Друга ранна и информативна публикация е на Филип М. Морс през 1958 г.
През 60-те години Леорнард Клайнрок използва теорията на опашките за приложения за пращане на пакети в комутационни мрежи. Неговите разработки се превръщат в основата на раждането на Интернет. През 1969 г. неговият хост компютър става първият възел на Интернет и оттам той насочва предаването на първото съобщение, което преминава през Интернет