Matrix Analytic Techniques

Slides:



Advertisements
Παρόμοιες παρουσιάσεις
Ancient Greek for Everyone: A New Digital Resource for Beginning Greek Unit 4: Conjunctions 2013 edition Wilfred E. Major
Advertisements

Click here to start Important !: You have to enable macros for this game (Tools ->Macros -> Security -> «medium»).
Principles of programming languages 9: Answers for exercises Isao Sasano Department of Information Science and Engineering.
Further Pure 1 Roots of Equations. Properties of the roots of cubic equations Cubic equations have roots α, β, γ (gamma) az 3 + bz 2 + cz + d = 0 a(z.
ΗΥ Παπαευσταθίου Γιάννης1 Clock generation.
Business English Ενότητα # 9: Financial Planning Ευαγγελία Κουτσογιάννη Τμήμα Διοίκησης Επιχειρήσεων ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά.
Παρεμβολή (Interpolation)
Week 11 Quiz Sentence #2. The sentence. λαλο ῦ μεν ε ἰ δότες ὅ τι ὁ ἐ γείρας τ ὸ ν κύριον Ἰ ησο ῦ ν κα ὶ ἡ μ ᾶ ς σ ὺ ν Ἰ ησο ῦ ἐ γερε ῖ κα ὶ παραστήσει.
WRITING B LYCEUM Teacher Eleni Rossidou ©Υπουργείο Παιδείας και Πολιτισμού.
Πολυώνυμα και Σειρές Taylor 1. Motivation Why do we use approximations? –They are made up of the simplest functions – polynomials. –We can differentiate.
1 BrowseRank: Letting Web Users Vote for Page Importance SIGIR 2008 Best Student Paper Award.
Προσομοίωση Δικτύων 4η Άσκηση Σύνθετες τοπολογίες, διακοπή συνδέσεων, δυναμική δρομολόγηση.
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Εξόρυξη Δεδομένων Απορροφητικοί τυχαίοι περίπατοι. Προβλήματα κάλυψης Διδάσκων: Επίκ. Καθ. Παναγιώτης.
Προσομοίωση Δικτύων 3η Άσκηση Δημιουργία, διαμόρφωση μελέτη σύνθετων τοπολογιών.
Ενδείξεις κυστεκτομής σε μη μυοδιηθητικό καρκίνο ουροδόχου κύστης Αθανάσιος Γ. Παπατσώρης Επ. Καθηγητής Ουρολογίας Β’ Ουρολογική Κλινική Πανεπιστημίου.
Time Management Matrix Assignment Submitted By Safwan Zubair October 21, 2013 BUS Contemporary Business Practice Professor Nankin.
Αριθμητική Επίλυση Διαφορικών Εξισώσεων 1. Συνήθης Δ.Ε. 1 ανεξάρτητη μεταβλητή x 1 εξαρτημένη μεταβλητή y Καθώς και παράγωγοι της y μέχρι n τάξης, στη.
Διαχείριση Διαδικτυακής Φήμης! Do the Online Reputation Check! «Ημέρα Ασφαλούς Διαδικτύου 2015» Ε. Κοντοπίδη, ΠΕ19.
OFDM system characteristics. Effect of wireless channel Intersymbol interference in single carrier systems due to multipath propagation with channel delay.
Guide to Business Planning The Value Chain © Guide to Business Planning A principal use of value chain analysis is to identify a strategy mismatch between.
Guide to Business Planning The Value System © Guide to Business Planning The “value system” is also referred to as the “industry value chain”. In contrast.
Μαθαίνω με “υπότιτλους”
Relations Chapter 9.
Αναπαράσταση αριθμών στον υπολογιστή Σφάλματα
Προσέλκυση, δέσμευση και ανάπτυξη ικανοτήτων των Εθελοντών
Ερωτήσεις –απαντήσεις Ομάδων Εργασίας
Φάσμα παιδαγωγικής ανάπτυξης
Τμήμα Εφαρμοσμένης Πληροφορικής και Πολυμέσων Εργαστήριο Ρομποτικής
Αλγόριθμοι Ταξινόμησης – Μέρος 3
Αν. Καθηγητής Γεώργιος Ευθύμογλου
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ
φίλτρα IIR (Infinite Impulse Response)
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ
Εγώ είμαι η θύρα: όποιος περάσει θα βρει σωτηρία.
SANITARY AND STORM SEWER DESIGN A Direct Algebraic Solution
στον Ιησού που μας έδωσε την πίστη την οποία και τελειοποιεί.
(ALPHA BANK – EUROBANK – PIRAEUS BANK)
Ό,τι βρίσκεται στη Γραφή
ζωντανός και δραστικός.
2013 edition Wilfred E. Major
Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας
ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ
Solving Trig Equations
Find: φ σ3 = 400 [lb/ft2] CD test Δσ = 1,000 [lb/ft2] Sand 34˚ 36˚ 38˚
JSIS E 111: Elementary Modern Greek
aka Mathematical Models and Applications
GLY 326 Structural Geology
ΕΝΣΤΑΣΕΙΣ ΠΟΙΟΣ? Όμως ναι.... Ένα σκάφος
Find: minimum B [ft] γcon=150 [lb/ft3] γT=120 [lb/ft3] Q φ=36˚
ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΤΑ ΜΟΆΙ;.
Find: ρc [in] from load γT=110 [lb/ft3] γT=100 [lb/ft3]
Find: ρc [in] from load γT=106 [lb/ft3] γT=112 [lb/ft3]
Find: σ1 [kPa] for CD test at failure
Βάλια Τόλιου, Registry Manager for Greece
Καθηγητής Γεώργιος Ευθύμογλου
τ [lb/ft2] σ [lb/ft2] Find: c in [lb/ft2] σ1 = 2,000 [lb/ft2]
Financial Market Theory
Find: Force on culvert in [lb/ft]
We can manipulate simple equations:
3Ω 17 V A3 V3.
3Ω 17 V A3 V3.
Deriving the equations of
Variable-wise and Term-wise Recentering
Δοκοί Διαγράμματα Τεμνουσών Δυνάμεων και Καμπτικών Ροπών
Find: ρc [in] from load (4 layers)
Εθνικό Μουσείο Σύγχρονης Τέχνης Faceforward … into my home!
CPSC-608 Database Systems
Μεταγράφημα παρουσίασης:

Matrix Analytic Techniques

General Distributions Recall the exponential distribution Exp(μ): E[X] = 1/μ and Var(X) = 1/μ2 The coefficient of variation C2 =Var(X)/E[X]2 = 1 We can combine exponential random variables in series an in parallel Series of k (identical) exponential random variables Exp(kμ) has Ck2 = 1/k (Erlang-k distribution) Can be generalized to use different exponential random variables Parallel combination of Exp(μ1) and Exp(μ2) with probabilities p and (1-p), respectively (Hyperexponential distribution) has CH2 > 1 Phase-type (PH) distributions: Arbitrary combination in series and parallel (plus absorbing state) Can approximate any distribution arbitrarily closely using a phase-type distribution Coxian distributions: Series of exponentials with arbitrary probability of exiting at each stage Also “dense” in the class of non-negative distributions PH distributions have exponential stages, so they still give rise to Markov chains Can we leverage the PH structure to solve the corresponding Markov chains?

Two-Stage Coxian Distribution μ1 μ2 p 1-p E[S]=1/μ1+ p/μ2 E[S2]=2/μ12+ 2p/μ22 C2=2(p μ12 + μ22)/(μ1μ2[pμ1+ μ2]) – 1 Can be used to obtained distributions with both C2>1 and C2<1 μ1=1 and μ2=2 yields C2 = 2/(p+2)<1 μ1=1 and μ2=1/2 yields C2 = (6p+1)/(2p+1)>1

The M/E2/1 Queue as an Example Poisson arrivals of rate λ Service time with two exponential stages in series: Exp(μ1) and Exp(μ2) Markov chain representation 0,1 0,2 0,0 μ2 1,2 2,2 1,1 2,1 λ μ1

Balance Equations – (1) λP0,0 + μ2P0,2 = 0 0,1 0,2 0,0 μ2 1,2 2,2 1,1 2,1 λ μ1 λP0,0 + μ2P0,2 = 0

Balance Equations – (2) (λ+μ1) P0,1 = λP0,0 + μ2P1,2 0,2 0,0 μ2 1,2 2,2 1,1 2,1 λ μ1 (λ+μ1) P0,1 = λP0,0 + μ2P1,2 a1P0,1 + λP0,0 + μ2P1,2 = 0, where a1 = -(λ+μ1)

Balance Equations – (3) (λ+μ2) P0,2 = μ1P0,1 0,0 μ2 1,2 2,2 1,1 2,1 λ μ1 (λ+μ2) P0,2 = μ1P0,1 a2P0,2 + μ1P0,1 = 0, where a2 = -(λ+μ2)

Balance Equations & Generator Matrix 0,0 0,1 0,2 1,1 1,2 2,1 2,2 3,1 3,2 -λ λ a1 μ1 μ2 a2 In general λP0,0 + μ2P0,2 = 0 a1P0,1 + λP0,0 + μ2P1,2 = 0 a2P0,2 + μ1P0,1 = 0 a1P1,1 + λP0,1 + μ2P2,2 = 0 a2P1,2 + μ1P1,1 = 0 … Where a1 = -(λ+μ1) and a2 = -(λ+μ2)

Generator Matrix Q = -λ λ a1 μ1 μ2 a2 L0 F0 B0 L F B 0,0 0,1 0,2 1,1 1,2 2,1 2,2 3,1 3,2 -λ λ a1 μ1 μ2 a2 3 2 L0 F0 B0 L F B =

πQ = 0 π0 π1 πi π = [π(0,0),π(0,1),π(0,2),π(1,1),π(1,2), …,π(i,1),π(i,2), …] 3 2 L0 F0 B0 L F B π0L0 + π1B0 π0F0 + π1L + π2B π1F + π2L + π3B π = = 0

Scope of Matrix Analytic Methods Numerical in nature for chains that Are unbounded in at most one dimension With a structure that repeats after some point (similar to what we obtained for M/E2/1) Solution is based on guessing that πi+1 = πiR, where πi is the state probability vector for “level” i in the unbounded dimension, and R is a matrix that can be computed iteratively Convergence is usually fast Accurate except for very high C2 values (unbalanced)

Matrix Balance Equations Using the previous notation π0=[π(0,0),π(0,1),π(0,2)] and πi=[π(i,1),π(i,2)], the matrix balance equations πQ are of the form 0 = π0L0 + π1B0 0 = π0F0 + π1L + π2B 0 = π1F + π2L + π3B 0 = π2F + π3L + π4B Guessing a solution of the form πi+1 = π1Ri or equivalently πi+1 = πiR Balance equations give 0 = π0L0 + π1B0 0 = π0F0 + π1L + π1RB 0 = π1F + π1RL + π1R2B 0 = π2F + π2RL + π2R2B Hence 0 = F + RL + R2B or R = -(R2B + F)L-1 Solving for R is then based on the following recursion Rn+1 = -(Rn2B + F)L-1 Start with R = 0 or some other guess and stop when ||Rn+1– Rn||  ε, where usually ||M|| = max{mij}

Finding π0 and π1 First two balance equations give [π0,π1]= 0, where Normalization condition π1 =1 gives π01+π1(I – R)-11=1 or [π0,π1] =1, where Combining the two gives This system of 5 linear equations has a unique solution and gives us π0 and π1 so that we can obtain all remaining probabilities