Устройство для моделирования систем массового обслуживания

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО СВСЛУЖИВАНИЯ , содержащее триггер, гаяервтор случайных импульсов, три элементе запрета, пять элементов И, элемент ИЛИ, первый реверсивный счетчик, счетчик заявок, счетчик отказов , два блока случайной временной за-. держки, выход генератора случайных импуяьсов соединен с входом счетчика заявок , первым входом первого элемента И И информационным входом первого элемента запрета, выход которого подклкк чен к первому входу второго элемента И и информационному входу второго элемента запрета, выход которого соединен с первым вхоаом первого элемента ИЛИ, выхоа которого соединен с вхоаом го блока случайной временной задержки, выхоа которого подключен к ин {щационному входу третьего элементе запрета, и первым входом третьего i четбертсго элементе И, вторые вхофл -. третьего и четвертого i элементов И и управляклций вход третьего элемента запрета подключены к выходу мнаговходо-. вого элемента ИЛИ, входы которого И I « Y-;--входы первого многовходового элемента И подключены соответственно к paэI рядным выходам первого реверсивного счетчика, вычитающий вход которого соединен с галходом третьего элемеига И, второй вход второго элемента И соединен с управпякшшм входом вторсяо элемента запрета, управляющий вход первого элемента запрета подключен к второму входу первого алемеита И, выход которого подключен к входу счетчика отказов , второй вход первото элемента ИЛИ соединен с выходом четвертого элемента И, отличающееся тем, что, с целью расширения фушадаонапьных возможностей путем моделирования : систем массового обслуживания с резер (И вом, оно допопнвтельно содержит второй и третий реверсивные счетчики, второй и третий многовхоцовые элементы И,шест«Л и седьмой элементы И.второЯ эпемент ИЛИ, четвертый и пятый элементы запрета, первый и второй блоки сравневмя, дещифратор и два регистра , причем второго элемента И 00 00 соединен с информадионньтм входом четвертого элемента запрета и первым вхо дом пятого элемента И, второй вход которого и управляющий вход четвертого ОР элемента запрета подключены к Выходу пятого элемента запрета, информационный вход которого соединен с выходом триггера , a управлякшщй вход подключен к выходу второго многовходового элемента И и первым входам шестого и сещхморо элементов И, второй вход шестого элемента И соединен с выходом первого элемента запрета, a второй вход седьмого элемента И подключен к выходу первого многовходового элемента И, выход шестого элемента И подключен к

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

„SU„„1088003

g g Cj 06 F 15/20

ОО

Об

Ю (21) 3550059/18 — 24 (22) 08. 02. 83

; (46) 23. 04. 84. Бюл. М 15 ,(72) А.Г.Ломако, С.В.Сычев, А.Д.Хомоненко, А.М.Шевченко и А.А.Шикин, (53) 681.3 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

l4 517826, кл. Cj 06 Р 15/36,1975.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 3533968, кп. Cj 06 F 15/20, 1983 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИ»

РОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ, содержащее триггер, генератор случайных импульсов, три элемента запрета, пять элементов И, первый элемент ИЛИ, первый .реверсивный счетчик, счетчик заявок, счетчик отказов, два блока случайной временной задержки, выход генератора случайных импульсов соединен с входом счетчика заявок, первым входом первого элементаИ а информационным входом первого элемента запрета, выход которого подключен к первому входу второго элемента И и информационному входу второго элемента запрета, выход которого соединен

- с первым вхопом первого элемента ИЛИ, .выхоа которого соецинен с входом перво

1 го блока случайной временной задержки, выход которого поцключен к информационному входу третьего элемеща

asllpeTa, и первым входом третьего и четвертого элементов И, вторые входи третьего и четвертого>элементов И и управляющий вход третьего элемента запрета подключены к выходу многовходо-, вого элемента ИЛИ, входы которого. и входы первого многовходового элемента И подключены соответственно к раз, рядным выходам первого реверсивного счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходом третьего элемента И, второй вход второго элемента И соединен с управлякицим входом второго элемента запрета, управлявмций вход первого элемента запрета подключен к второму входу первого элемента И, выходкоторого подключен к входу счетчика отказов, второй вход первого элемента

ИЛИ соединен с выходом четвертого элементаИ,отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем моделирования систем массового обслуживания с резервом, оно дополнительно содержит второй и третий реверсивные счетчики, второй и третий многовхоцовые элементы И,шестой и сецьмой элементы И,второй элемент ИЛИ, четвертый н пятый элементы запрета, первый и второй блоки сравнения, дешифратор и два регистра, причем выход второго элемента И соединен с информационным входом четвертого элемента запрета и первым входом пятого элемента И, второй вход которого и управляющий вход четвертого элемента запрета подключены к выходу пятого элемента запрета, информационный вход которого соединен с выходсвк триггера, а управляющий вход подключен к выходу второго многовходового эпемента И и первым входам шестого и седь мого элементов И, второй вход шестого элемента И соединен с выходом первого элемента запрета, а второй вход седьмого элемента И подключен к выходу первого многовходового элемента И, выход шестого элемента И подключен к

8003

108 первому входу второго элемежа ИЛИ, второй вход которого соединен с выхоаом четвертого элемента запрета,а выxo5 - с суммирующим sxotloM первого реверсивного счетчика, разряцные выходы которого подключены соответственно к входам дешифратора, нервый и второй выходы которого соедине-. ны соответственно с первыми входами первого и второго блоков сравнении, вторые входы которых соединены соотг» ветственно с выходами первого и второго регистров,а выходы первого и второго блоков сравнення соединены соответствеищо с единичным и нулевым входами триитера, выход второго элемента запрета подключен к суммирующему входу второго реверсивного счетчика, вычнтающйй вход которого подключен к выходу третьего элемента запрета, разрядные выходы второго реверснвного счет чика соединены соответственно с входами третьего многовходового элемента И, выход которого подключен к управляющему входу второго элемента запрета, выход пятого элемента И подключен к вычитакацему входу третьего реверсивного счетчика и входу второго блока случайной временной задержки, выход которого соединен с суммирующим входом третьего реверсивного счетчиха, разрядные выходы которого подключены соответственно к входам второго многовходового элемента И.

Изобретение относится к специализированным средствам электронного моделирования и может быть использовано при аппаратурном исследОваний систем массового обслуживания (СМО).

Известно устройство дпя моделирования систем массового обслуживания, содержащее реверснвные счетчики, генераторы случайного потока импульсов, дешифратор, блоки случайных временных задержек, элементы И, ИЛИ, ЗАПРЕТ Я

Зто устройство предназначено для моделирования многоканальных СМО с учетом возможного выхода из строя каявлов обслуживания и последующего нх восстановле щя. Однако оно не позвапя15 ет моделировать системы массового обслуживания с очередью.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для,модепировання систем массового обслуживания, содержащее генератор случайных импульсов, счетчик заявок, счетчнк отказов, реверсивный счетчик, многовходовые элементы ИЛИ и И, первый-.третий элементы запрета, первый

25 пятый элементы И, элемент ИЛИ, два блока случайных вреценных задержек, Причем выход генератора случайных импульсов соединен с входом снетчнка заявок, первым входом первого элемента запрета и первым входом первого эле2 . мента И, выход которого подключен к счетчику отказов, выход первого элемен.та запрета соединен. с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, вычитающий вход которого подключен к выходу третьего элемента И, а группа выходов через многовходовый элемент И -i вторым входам первого элемента И и первого элемента запрета, выход третьего элемента запрета через первый элемент ИЛИ соединен с входами блока случайной временной задержкн, разрядные выходы реверсивного счетчика соединены с входами многовходового элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, первым входом четвертого элемента И, первым входом второго элемента запрета, второй. вход которого подключен к второму входу третьего и четвертого элементов И, выходу пятого элемента И и нулевому входу,,второго триггера, единичный вход которого и первый вход пятого элемента объединены н подипочены к выходам блоков случайной временной задержкй, выход второго триггера подключен к второму входу пятого элемента И, выход четвертого элемежа

И соединен с другим входом элемента

ИЛИ, выход третьего элемента запрета подключен к единичному входу пер10&йб вого триггера, .нулевой вход которого соединен с выходом второго элемента

ssBp8TB а выход — с BTopblM входом элемента И и управляющим входом третьего элемента запрета 52k

Недостатком известного устройства является невозможность моделирования систем массового обслуживания населе- ния.

Белью изобретения является расшире -lO ние функциональных возможностей устрой.ства путем моцелирования системы массового обслуживания с резервом.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержаще е триггер, генератор случайных импульсов, три элеменга запрета, пять элементов И, первый элемент ИЛИ, первый реверсивный счетчик, счетчик заявок, счетчик отказов, два блока случайной временной задержки, выход генератора случайных импульсов соединен с входом счетчика заявок, первым входом первого элемента И- и информационным входом первого элемента запрета выход которого подключен в первому входу второго элемента И и информационному входу второго элемента запрета, выход которого соеди30 нен. с первым входом первого элеменга

ИЛИ, выход которого соединен с входом первого блока случайной временной задержки, выход которого подключен к информационному входу третьего элемента запрета, и первым входом третьего и четвертого элемещгов И, вторые входы третьего и четвертого элементов И и управляющий вход третьего элемента запрета подключены к выходу многовхоцового элемента ИЛИ, вхоцы которого и вхоцы первого многовхоцового элемента И поц«лючены соответственно к разрядным выходам первого реверсив ного счетчика, вычитаюший вход которого соединен с выходом третьего элемента И, второй вход второго элемента

И соединен с управляющим входом второго элемента запрета, управляющий вход первого элеменга запрета цодключен к второму входу первого элемента

И, выход которого подключен к входу счетчика отказов, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом четвертого элемента И, дополнительно содеркит второй и третий реверсивные счетчики, второй и третий многовходовые элементы И, шестой и седьмой элементы И, второй элемент ИЛИ, четОй

4 вертый и пятый элементы запрета, первый и второй блоки сравнения,.дешифратор и два регистра, причем выход второго элемента И соединен с информационным входом четвертого элемента запрета и первым входом пятого элемента И, второй вход которого и управлякщий вход четвертого элеменга запрета подключены к выходу пятого элемента запрета, информационный вход которого соединен с выходом триггера, а управляюпщй вход подключен к выходу второго многовходового элемента И и первым входам шестого и седьмого элементов И, второй вход шестого элемента И соединен. с выходом первого элемента запрета, а второй вход седьмого элемента И подключен к выходу первого многовкодового элеменга И, выход шестого элемента

И подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента запрета, а выход — с суммирующим входом первого реверсивного счетчика, разрядные выходы которого подключены соответственно к входам дешифратора, первый и второй выходы которого соединены . соответственно с первыми входами пер1 вого и второго блоков сравнения, вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго регистра, а выходы первого и второго блоков сравнения соединены соответственно с единичным и нулевым входами триггера, выход второго элемента запрета подключен к сум. мирукщему входу второго реверсивного счетчика, вычитающий вход которого подключен к выходу третьего элемента запрета, разрядные выходы второго реверсивного счетчика соецинены соответсч венно с вхоцами третьего многовхоцового элемента И,выхоц которого поц«лючен «управляющему вхоцу второго элемента запрета,выхоц пятого. элемента И подкаоченквы1 читающему вхоцу третьего реверсивного, счетчика и вхоцу второго блока случайной временной задержки, выход которого соею динен с суммирующим входом третьего реверсивного счетчика, разрядные выходы которого подключнны соответственно к входам второго многовходового элемента И.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 — схема блоков случайной. временной задержки.

Устройство содержит генератор 1 случайных импульсов, счетчик 2 общего чис ла заявок, счетчик 3 .отказов, второй 4, Устройство работает следующим образом.

Когда в системе хотя бы один канал свободен, сигнал на выходе многовходового элемента И 11 отсутствует, и импульсы от генератора 1 поступают через открытые элементы 21 и 22 запрета на суммирующий вход счетчика 4 чиспа занятых канадов и одновременно через.элемент ИЛИ 19 в блоу,7 случайных временных задержек, имитирующий: процесс обслуживания. Поступление импульса на суммирукяций вход счетчика 4 числа занятых каналов увеличивает его код íà едиш цу, что означает занятие одного канапа.

Импульс, появившийся на выходе блока случайной временной задержки через время, равное случайной длительности обслуживания, через открытый элемент 23 запрета поступает на вычитаюший вход счетчика 4 числа занятых каналов н

"списывает" иэ него единицу, имитируя тем самым освобождение одного канала. В момент времени, когда все каналы заняты, на выходе многовходового элемента И 11, связанного раэрядамн с реверсивным счетчиком 4 числа занятых каналов, появляется сигнал, поступающий на управляющий вход элемента запрета 22 н на sxorr элемента И 27. При этом элемент 22 запрета закрываетая, а элемент

И 27 открывается, и импульсы от генератора 1, проходя через открытый элемент

И 27, элеменг 24 запрета и элемент И

27, поступают на суммирующий вход счет« чика 5 числа заявок, стоящих в очереди.

Импульс, поступакеций на суммирующий вход счетчика 5 числа. заявок, стоящих в очереди, увеличивает его код на единицу, что означает постановку в очередь еще одной заявки. На выходе многовходового элемента, ИЛИ 9 появляется сигнал, от крывакнпий элементы И 28 и 29 и закрывающий элемент 23 запрета. Импульс с блока 7 случайной временной задерж кн, появившись на выходе через время, равное случайной длительности обслуживания, через элеменг И 28 поступает на вычнтаюший вход реверсивного счеч чика 5 числа заявок, стоящих в очереди, и "списывает иэ него единицу, ими:тируя тем самым завершение обслуживания одной заявки. Одновременно с этим импульс с выхода блока 7 случайных временных задержек через открытый элемент И 21 поступает на вход блока 7 случайных временных задержек, имитиf 1088003 первый 5, третий 6 реверсивные счетчики, первый и второй блоки 7 и 8 спучайыой временной задержки, многовходовмй элемент ИЛИ 9, первый 10, третий

11 w второй 12 многовходовые элемен- 5 ты И, дешифратор 13, первый и второй бцоки 14 и 15 сравнения, первый регистр 16, второй регистр 17, триггер

18, первый и второй элементы ИЛИ

19 и 20, первый - пятый элеменгы запрета 2.1-25, а также первый- седьмой элементы И 26-32.

Биок случайной временной задержки содержит (Q -1) элементов ИЛИ-НЕ 33, (rr -2) элементов ИЛИ 34,(rr -1) эле- 15 ментов ИЕ 35, элемент ИЛИ 36 и случайную линию 40 задержки блока 37.

Блок работает следукяцим образом.

В исходном состоянии триггеры 39 всех канапов находятся в единичном состоянии. При этом триггеры обеспечивают наличие нулевых потенциалов на выхо дах элементов ИЛИ-НЕ 33 с номерами, большими нли равными номеру триггера

39. Дпя открытия каждого иэ элементов

И 38 требуется единичный потенциал с . выхода соответствующего элемента ИЛИ-HE. Слеповатепьно, если свободен один из каналов, предположим с номером то его триггер 39 находится в еди- 3î ничном состоянии и сигналом с его выхода исключает возможность прохожде ния импульса, имитирующего поступпе» ние заявки на входь1 каналов с номерами большими 35

Импульс, поступивший на вход через открытый элемент И 38 первого канала, проходит на нулевой вход триггера 39 и на вход случайной линии 40 задержки первого канала, Qo тех пор, пока этот 40 импульс не появится на выходе случайной линии 40 задержки триггер 39 первого канала будет находиться в нулевом состоянии и открытым окажется лишь элемент И 38 второго канала. При поступ- 4f ленни следукмиего импульса он поступает на вход случайной линии 40 задержки второго канала и устанавливает в нулевое состояние соответствующий триггер и т.д. 50

Импульс случайной линии 40 задержки, появившийся на выходе через время, равное случайной дпительносги обслуживания, устанавливает соответствукипий триггер 39 в еднннчйое состояние и через элеменг ИЛИ 36 поступает на выход блока случайной временной задерж

7 1088 руя тем самым выбор из очереди заявки на обслуживание.

В момент времени, когда число заявок в очереди достигает числа, равного установленной верхней границе, содержимое регистра 16, сигнал с блока 14 сравнения, связанного через дешифратор

13 с реверсивным счетчиком 5 числа заявок, стоящих в очереди, и регистром 16 верхней границы, изменяют состояние триггера 18, имеющего в исходном состоянии нв выходе низкий уровень. Сигнал с триггера 18 через открытый элемент 25 запрета поступает на элемент

24 запрета и на элемент И 30. При этом элемент 24 запрета закрывается, Ъ а элемент И 30 открывается. Импульсы от генератора 1 случайных импуль-сов через открытые элементы И 27 и 30 поступают на суммирующие входы реверсивного счетчика 6 числа занятых каналов резерва. Поступление импульсов на суммирующий вход счетчика 6 увеличивает его код на единицу, что означает занятие одного канала резервуара. 5

Одновременно импульсы от генератора 1 через открытые элементы И 27 и 30 поступают на блок 8 случайных времен.. иых задержек. Импульс с блока 8 случайных, временных задержек, появивший-, ЗО ся иа выходе через время, равное случайной длительности обслуживания, поступает на вычитающий вход счетчика 6 занятых каналов резерва и списывает из него единицу, имитируя тем самым i 35 освобождение одного резервного канала.

В.момент времени, когда все канады резерва заняты, на выходе многовходового элемента И 12, связанного с раз-, рядами реверсивного счетчика 6 числа 4О заявок, находящихся в очереди, появля ется сигнал, поступакеций на элементы.

003 8

И 31 и 32 и на управляющий вход элемента 25 запрета. При атом элементИ 31 открывается, а элемент 25 запре та закрывается и импульсы от генератора 1, проходя через открытые элементы запрета 21, И 31 и ИЛИ 20, поступают на суммирующий вход счетчика 5 числа заявок,стоящих в очереди, увели- чивая его код наединицу, что означает появление в очереди еше одной заявки.

В момент времени, когда очередь пере" полняется, т.е. заняты все каналы резерва, на выходе многовходовых элементов И 10 и 12 появляются сигналы, которые поступают на входы элемента

И 32, элеменга запрета 21 и элемента

И 26. При этом элеменг И 26 открывается, а элемент 21 запрета закрывается, s импульсы от генератора 1 проходят через элемент И 26, имитируя поток заявок, получивших отказ в обслуживании, число которых подсчитывается счетчиком 3 числа потерянных заявок.

Общее число поступивших заявок подсчитывается счетчиком 2.

Статистические характеристики функционирования системы массового обслуживания, моделируемой устройством, вычисляются известными методами на основе показаний счетчика общего числа поступивших заявок и счетчика числа заявок, получивших отказ в обслуживании из-за отсутствия свободных мест в очереди.

Таким образом, предлагаемое устройство в отличие от известных позволяет моделировать системы массового обслуживания с очередями и переключением ре- . зерва для,обслуживания очереди в момеиг достижения ею заданной верхней границы.

Отключение резерва при этом происходит при обнулении очереди.

1068003

10В8003

Составитель В. Фукалов

Редактор И. Шулла Техред B.Äåëåêoðå й

Корректор Ю. Макаренко

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 2674/46 Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскан наб., д.4/5