Устройство для моделирования систем массового обслуживания

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ, содержащее генератор случайных потоков импульсов, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЖ, генератор заявок, генератор счетных HMoyjlbcoB,- счетчик общего количества заявок, счетчик количества неполностью обслуженных заявок, первый злемент И, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, второй элемент И, выход которого подключён к входу счетчика количества обслуженных заявок, второй элемент ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, о тличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет учета режима техничес кого обслуживания по наработке, устройство содержит пять элементов И, генератор случайных интервалов времени работы, генератор случайных интервалов времени обслуживания заявок, генератор случайных интервалов времени восстановления, генератор случайных интервалов времени технического обслуживания, четыре дифференцирующих цепочки, триггеры, регистр сдвига, счетчик времени восстановления, счетчик времени работы системы счетчик времени технического обслуживания, счетчик количества необслуженных заявок, причем.выход генератора случайных потоков импульсов подключен к входу генератора заявок, выход которого соединен с входом счетчика общего количества заявок, с первым входом четвертого элемента И и с вторым входом третьего элемента И, выход которого подключен к входу сметчика количества необслуженных заявок, выход четвертого элемента И соединен с входом генерато (Л ра случайных интервалов времени обслуживания заявок, вьссод которого через первую дифференцирующую цепочку подключен к инверсному входу второго элемента И и к первому инверсному входу пятого элемента И, выход которого соединен с входом счетчика 00 количества неполностью обслуженных о заявок, выход первого элемента ИЛИ 4: подключен к единичному входу первого 00 триггера и входу запуска генератора ел случайных интервалов времени работы, выход которого соединен с вторыми входами второго и четвертого элементов И, с вторым инверсным входом пятого элемента И и с входом второй дифференцирующей цепочки, выход которой подключен к первому инверсному входу щестого элемента И, выход которого соединен с единичным входом второго и нулевым входом первого триггеров и входом генератора случайных интервалов времени восстановления , выход которого подключен

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(бц G 06 F 15/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3515572/18-24 (22) 24.11.82 . (46) 15.04.84. Бюл. № 14 (72) И.В.Адерихин и В.А.Карасев (53) 681.333(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 858000,кл. G 06 F 15/20, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

N - 807309, кл. G 06 F 15/20, 1977 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ, содержащее генератор случайных потоков импульсов, вькод которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, генератор заявок, генератор счетных импуЛьсов,- счетчик общего количества заявок, счетчик количества неполностью обслуженных заявок, первый элемент И, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, второй элемент И, вькод которого подключен к входу счетчика количества обслуженных заявок, второй элемент ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет учета режима технического обслуживания по наработке, устройство содержит пять элементов И, генератор случайных интервалов времени работы, генератор случайных интервалов времени обслуживания заявок, генератор случайньк интервалов времени восстановления, генератор случайных интервалов вре мени технического обслуживания, „„SU„„1086435 четыре дифференцирующих цепочки, триггеры, регистр сдвига, счетчик времени восстановления, счетчик времени работы системы счетчик вреf . мени .технического обслуживания, счетчик количества необслуженных заявок, причем выход генератора случайных потоков импульсов подключен к входу генератора заявок, выход которого соединен с входом счетчика общего количества заявок, с первым входом четвертого элемента И и с вторым входом третьего элемента И, выход которого подключен к входу советчика количества необслуженных заявок, выход четвертого элемента И соединен с входом генератора случайных интервалов времени обслуживания заявок, вькод которого через первую дифференцирующую цепочку годключен к инверсному входу второго .элемента И и к первому инверсному входу пятого элемента И, выход которого соединен с входом счетчика количества неполностью обслуженных заявок, выход первого элемента ИЛИ подключен к единичному входу первого триггера и входу запуска генератора случайных интервалов времени работы, выход которого соединен с вторыми входами второго и четвертого элементов И, с. вторым инверсным входом пятого элемента И и с входом второй дифференцирующей цепочки, выход которой подключен к первому инверсному входу шестого элемента И, выход которого соединен с единичным входом второго и нулевым входом первого триггеров и входом генератора случайньк интервалов времени восстановления, выход которого подключен

435

1086 к первому входу второго элемента ИЛИ . и через третью дифференцирующую цепочку соединен с первым инверсным входом первого элемента ИЛИ и с нулевым входом второго триггера, выход которого подключен к первому входу седьмого элемента И, выход которого соединен с входом счетчика времени восстановления, выход первого триггера подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с входом счетчика времени работы системы, выход реверсивного счетчика подключен к входу останова генератора случайных интервалов времени работы, единичному входу третьего триггера и к входу генератора случайных интервалов времени технического обслуживания, выход которого соединен с вторым инверсным входом шестого элемента И

t( с вторым входом второго элемента ИЛИ и с входом, четвертой дифференцирующей цепочки выход которой подключен к нулевому входу третьего триггера, к второму инверсному входу первого элемента ИЛИ и через регистр сдвига соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, выход третьего триггера соединен с первым входом восьмого элемента -И, выход которого подключен к входу счетчика времени технического обслуживания, выход генератора случайных потоков импульсов соединен с входом генератора счетных импульсов, выход которого подключен к вторым входам первого, седьмого и восьмого элементов H.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при моделировании систем массового обслуживания (CMO).

Известно устройство для моделирования СМО, содержащее управляющий генератор случайного потбка импульсов, блоки генераторов случайных ийтервалов времени, блок случайных временных задержек, счетчики, дешифратор, элементы ИЛИ, элементы И, которое позволяет моделировать СИО с учетом возможности возникновения отказов и устранения этих отказов.

Однако данное устройство не предусматривает других возможных режимов функционирования СИО, характерных для многих реальных систем, а именно режима технического обслуживания но наработке.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и по. достигаемому эффекту является устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее первый генератор случайного потока импульсов, выход которого соединен с вхо" дом первого счетчика и с первым входом элемента ИЛИ, выход которого ,соединен с первьм входом элемента ЗАПРЕТ, выход которого соединен с суммирующим входом первого реверсивного счетчика и с входом многоканального блока случайных временI ных задержек, выход которого соединен с первьм входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вычитающим входом первого реверсивного счетчика, выход которого через

10 пороговыи элемент соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу второго генератора случайного потока импульсов и объединен с первым входом генератора импульсов, второй вход которого через первый элемент И соединен с разрядными выходами первого реверсивного счетчика, 20 а выход генератора импульсов соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ соединен с вторым входом элемента ЗАПРЕТ и с первым входом второго элемента И, второй вход которого

- объединен с входом первого счетчика, второй счетчик, второй реверсивный счетчик, группу элементов И, сумматор, четвертый, пятый и шестой

30 ,элементы ИЛИ, третий элемент И

У формирователь серии импульсов, эле3 1086435 4 мент задержки, переключатель и блок жащее генератор случайных потоков синхронизации, первый и второй вы- импульсов, выход которого подключен ходы которого соединены соответствен- К первому входу первого элемента ИЛИ, но с управляющими входами группы генератор заявок, генератор счетэлементов И и сумматора, входы °, 5 ных импульсов сч б етчик о щего коликоторого соединены с выходами группы чества заявок, счетчик количества элементов И соответственно, входы неполностью обслуженных заявок, перкоторых подключены к разрядным вы- . вый элемент И элемент, выход которого соеди,ходам второго реверсивного счетчика нен с вычитающим входом входом реверсивнои через четвертый элемент ИЛИ сое- 1О го счетчика втор " . И, ка, второи элемент И, выдинены с первым входом третьего эле- ход которого подк о подключен к входу мента И, второй вход которого подклю- счетчика количества обслуженных выход чен к первому выходу переключателя, заявок, второй элемент ИЛИ второй выход которого соединен с, которого соеди о орого соединен с первым .входом входом второго счетчика, выход третье- третьего элемента И

15 мента, введены пять го элемента И через элемент задержки элементов И р р у а"ных соединен с вторым входом первого эле. генератор случайных мента И и непосредственно с вычитаинтервалов времени работы гене а ющим входом второго реверсивного случайных интервалов времени обсл— живания заявок, генератор случайных счетчика, суммирующий вход которого соединен с выходом пятого элемен. интервалов времени восстан

Р тановления та, входы которого соединены с

ИЛИ генератор случайных интервалов вревыходом второго элемента И и с тре- ре ди е ен и мени.технического обсл ивания уживания, четытре ре дифференцирующих цепочки, триггетьим выходом переключателя соответ- ры, регистр сдвига, счетчик врественно, входы которого соединены мени восстановления, счетчик в емесоотве тственно с выходом генератора ни Работы системы, счетчик времени

25 тчик времеимпульсов и с выходом шестого эле-. технического обслуживания, счетчик мента ИЛИ, входы которого соединены - количества необслуженных,заявок соответственно с первым входом вто- причем выход генератора случайных . рого элемента ИЛИ и через формирователь потоков импульсов подключ о подключен к входу серии импульсов с в ходом генератора

ЗО генератора заявок, выход которого импульсов f2 J соединен с входом счетчика обще о

Недостатком данного устройства . количества заявок, с первым входом является отсутствие возможности мо- четвертого элемента И и с вторьм делирования режима технического обс- входом третьего элемента И, выход луживания по наработке, характерно- 35 котоРого подключен к входу счетчиго для многих реальных систем. Такие ка количества:необслуженных зая юсистемы имеют, как правило, следую- вок, выход четвертого элемента И щий цикл функционирования: система соединен с входом генератора слунаходится. в режиме работы, во время . чайных интервалов времени обслужикоторого она обслуживает поступаю- 4О вания заявок, выход которого через щие в Систему заявки. В этом режиме первую дифференцирующую цепочку возможно возникновение отказа, пос- подключен к инверсному входу- второле чего система сразу же переходит го элемента И и к первому инверсв режим восстановления, по оконча- ному входу пятого элемента И, выход нии которого возвращается в режим. 45 которого соединен с входом счетчиработы. Задается определенное время ка количества неполностью обслунаработки системы, по истечении ко- женных заявок, выход первого элеторого она переходит в режим техни- .мента ИЛИ подключен к единичному ческого обслуживания, после проведе-, входу пеРвого триггера и входу занйя технического обслуживания снс- 5О пуска генератора случайных интерватема включается в рабочий режим. лов вРемени работы, выход которого

TopblMH входами второго

Целью изобретения является расши- .соединен с вторыми рение функциональных возможностей, и четвертого элементов И .с вто ьи за счет чета ежи у режима технического, -инверсным входом пятого элемента И обслуживания по наработке. 55 и с входом второй дифференцирующей

Эта цель достигается тем, что цепочки вьиод к в устройство ьиод которои подключен устройство для моделирования сис- к первому инверсному входу шестого тем массового обслуживания содер- эле И

Ф элемента, выход которого соединен

1086435

1О

35 с единичным входом второго и нулевым входом первого триггеров и входои генератора случайных интервалов времени восстановления, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ и через третью дифференцирующую цепочку соединен с первым инверсным входом первого элемента ИЛИ и с нулевым входом вто. рого триггера, выход которого подключен к первому входу седьмого элемента И, выход которого соединен с входом счетчика времеви восстановления выход первого триггера под1 ф ключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с входом счетчика времени работы системы, выход реверсивного счетчика подключен к входу останова генератора случайных интервалов времени работы, единичному входу третьего триггера и входу генератора случайных интервалов времени технического обслуживания, выход которого соединен с BTopbM инверсным входом шестого элемента И, с вторым входом второго элемента ИЛИ и с входом четвертой дифференцирующей цепочки, выход которой подключен к нулевому входу третьего триггера, к второму инверсному входу первого элемента ИЛИ и

4ерез регистр сдвига соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика., выход третьего триггера соединен с первым входом восьмого элемента И, выход которого подключен к входу счетчика времени технического обслуживания, выход генератора случайных потоков импульсов соединен с входом генератора счетных импульсов, выход которого подключен к вторым входам первого, седьмого н восьмого элементов И.

На чертеже изображена схема ус- - 4 ройства для моделирования систем массового обсл лкивания.

Устройство содержит генератор 1 случайных потоков импульсов, генератор 2 заявок, генератор 3 счетных импульсов, первый элемент ИЛИ 4, генератор 5 случайных интервалов времени работы, четвертый элемент И 6, генератор 7 случайных интервалов времени обслуживания эая5S вок, первую дифференцирующую цепочку 8, второй элемент И 9, счетчик 10 количества обслуженных заявок, вторую дифференцирующую цепочку 11, шестой элемент И 12, генератор 13 случайных интервалов времени восстаноления, второй триггер 14, седьмой элемент И 15, счетчик 16 времени восстановления, третью дифференцирующую цепочку 17, первый триггер 18, первый элемент И 19, реверсивный счетчик 20, счетчик 21 времени работы системы, генератор 22 случайных интервалов времени технического обслуживания, третий триггер 23, восьмой элемент И 24, счетчик 25 времени технического обслуживания, четвертую дифференцирующую цепочку 26, регистр 27 сдвига, второй элемент ИЛИ 28,.третий элемент И 29, счетчик 30 количества необслуженных заявок, счетчик 31 общего количества заявок, пятый элемент И 32, счетчик 33 количества неполностью обслуженных заявок.

Устройство моделирует работу СМО, имеющей три режима функционирования: работа, восстановление, техническое обслуживание. Обслуживание заявок происходит только во время режима работы. Окончание режима работы соответствует наступлению отказа, при этом система сразу же переходит в режим восстановления. По истечении некоторого заданного времени. наработки система переходит в .режим технического обслуживания, после окончания которого — вновь в режим работы. Заявки, поступившие во время режимов восстановления и технического обслуживания, теряются, отказы, наступившие во время, обслуживания заявки, приводят к срыву обслуживания заявки.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 вырабатывает импульс, который запускает генератор 2 заявок, генератор 3 счетных импульсов, а также через элемент ИЛИ 4 запускает генератор 5 случайных интервалов времени. На выходе генератора 5 формируется случайный интервал времени, соответствующий продолжительности режима работы. Заявки с выхода генератора 2 через элемент И 6 запускают генератор 7 случайных интервалов времени, который формирует интервал времени обслуживания заявок. По окончании этого интервала импульс с выхода дифференцирую— щей цепочки 8 через элемент И 9 при

1086435 напичии напряжения на выходе генера- . тора 5 поступает на счетчик 10 количества обслуженных заявок. По окончании интервала времени работы импульс, имитирующий отказ, с выхода дифференцирующей цепочки 11 через элемент И 12 запускает генератор 13 случайных интервалов времени восстановления. На выходе генератора 13 формируется интервал времени, соот- 10 ветствующий режиму восстановления.

Этот же импульс поступает на единичный вход триггера 14 и опрокидывает его, после чего напряжение с вы1 хода триггера 14 поступает на вход 15 элемента И.15 ° На второй вход элемента И 15 поступают счетные импульсы от генератора 3, которые проходят на вход счетчика 16, подсчитывающе1 го общее время восстановления сис 20 темы. По окончании интервала времени восстановления импульс с выхода дифференцирующей цепочки 17 через элемент ИЛИ 4 запускает генератор 5 случайных интервалов времени работы, 25 вновь переводя систему в режим работы. Этот же импульс поступает на нулевой вход триггера 14, после чего счетные импульсы не поступают на счетчик 16. Импульсы с выхода 3р элемента ИЛИ 4 поступают также на единичный вход триггера 18. Напряжение с выхода триггера 18 подается на вход элемента И 19, на второй вход которого поступают счетные. импульсы от генератора 3, проходящие на вычитающий вход реверсивного счетчика .20. Число, записанное в счетчике 20 и соответствующее заданному времени наработки, начинает 4р ,.уменьшаться. Одновременно счетные импульсы поступают на вход счетчика 21, который подсчитывает общее время нахождения системы в режиме работы. По окончании интервала вре45 мени работы импульс с выхода элемента И 12 поступает на нулевой вход триггера 18, после чего счетные импульсы не проходят на счетчики 20 и 21. Как только показание 5р реверсивного счетчика 20 принимает нулевое значение, импульс с его выхода запускает генератор 22, который начинает формирование интервала вре- мени, соответствующего режиму технического обслуживания. Этот .же импульс поступает на установочный вход генератора 5, при этом заканчивается интервал времени работы.

Система не переходит в режим восстановления, так как напряжение с выхода генератора 22 подано на инверсный вход элемента И 12 и запрещает прохождение импульса на генератор 13.

Импульс с выхода реверсивного счетчика 20 поступает также на единичный вход триггера 23. Напряжение с выхода триггера .23 подается на вход элемента И 24, на второй вход которого поступают счетные импульсы от генератора 3. Эти импульсы проходят на счетчик 25, подсчитывающий общее время нахождения системы в режиме технического обслуживания.

По окончании интервала времени технического обслуживания на выходе дифференцирующей цепочки 26 появляется импульс, который через элемент ИЛИ 4 поступает на запуск генератора 5, переводя систему в режим работы. Этот же импульс поступает на нулевой вход триггер 23, после чего прекращается поступление счетных импульсов на счетчик 25, а также на вход регистра 27, в котором записано число, соответствующее заданному времени наработки. Это число с приходом импульса записывается в параллельном коде в реверсивный счетчик 20.

В режимах восстановления и технического обслуживания напряжение с выходов генераторов 13 и 22 соответственно поступает через элемент ИЛИ 28 на вход элемента И 29.

На второй вход этого элемента посту-. пают заявки от генераторов заявок 2 и проходят на счетчик 30, подсчитывающий количество необслуженных заявок. Счетчик 31 подсчитывает общее число заявок, поступивших в систему, счетчик 33 — количество неполностью обслуженных заявок, которые проходят в него через элемент И 32 в том случае, когда интервал времени работы заканчивается раньше, чем обслужена заявка.

По показаниям счетчиков можно оценивать различные вероятностные характеристики CNO, в том числе вероятности обслуживания заявок, неполного обслуживания заявок, срывов обслуживания, а также комплексные показатели надежности, в том числе коэффициент готовности, коэффициент простоя, и другие показатели, харак10

1086435

ЯН.М Вю

Фвлвел ШШ Потеет, г. Увгорол,ул.йроектвек, 4 теризующие процесс обслуживания зая- вок и функционирование СМО.

Предлагаемое устройство по сравнению с известными имеет блоее широкие 5 функциональные возможности за счет моделирования режимов восстановления, технического обслуживания по наработке, работы и отказов при работе, параметры которых могут изменяться по,различным законам распределения.

Устройство позволяет моделировать

СМО с учетом динамики и режимов функ-. ционирования при различных законах распределения временных параметров, характеризующих процесс функционирования обслуживающего прибора и обслуживание заявок в CMO.