Modelle zur Parameteroptimierung von Timed Token Rotation-Protokollen

Zusammenfassung

In dieser Arbeit werden Modelle zur Verfügung gestellt, mit deren Hilfe es möglich ist, Parameteroptimierungen von Timed Token Rotation Protokoll-Systemen vorzunehmen. Die zu optimierenden Parameter sind dabei die Wartezeit einer (mehrerer) Station(en) bzw. der Durchsatz. Grundlage dieser Modelle sind einerseits analytisch-heuristisch gewonnene Wartezeitapproximationen, die mittels Simulation validiert wurden, und andererseits moderne Methoden der nichtlinearen Optimierung. Die Wartezeitapproximationsformel stellt jeweils die zu minimierende Zielfunktion dar, wobei die Forderungen des Anwenders, die bei der Suche eines Optimums einzuhalten sind, in Form von Nebenbedingungen (hier: Ungleichungen) berücksichtigt werden. Es werden monokriterielle Verfahren, bei denen nur das Kriterium ‘Wartezeit’ zur Diskussion steht, und bikriterielle Verfahren vorgestellt, deren Ziel darin besteht, sowohl die Wartezeit zu minimieren als auch den Durchsatz zu maximieren. Schließlich werden die vorgestellten Optimierungsmodelle an Beispielen demonstriert.

Abstract

In this paper, models are presented with whose help it is possible to undertake parameter optimization of Timed Token Rotation Protocol-systems. The parameters to be optimized are the waiting time of one (or more) station(s) and the throughput. The basis for these models are, on the one hand, approximations of the waiting time achieved through analytic heuristic means, which were validated by simulation, and on the other hand, modern methods of nonlinear optimization. The approximation formula for the waiting time is represented as the minimizing objective function, wherein the user requirements that are to be met in the search for an optimum are taken into consideration in the form of constraints (here: inequalities). Introduced in this paper are mono-criterium operation, where only the ‘waiting time’ criterium is considered, and bi-criteria operation, where the goals are both minimization of waiting time and maximization of throughput. Finally, the introduced optimization models are applied to examples.