Устройство для моделирования систем массового обслуживания

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ, содержащее первый генератор случайных последовательностей импульсов, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, элемент задержки , второй и третий элементы ИЛИ, первый, второй и третий элементы И, первый и второй счетчики, второй генератор случайных последовательностей импульсов, выход первого элемента И соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, отличающеес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет воспроизведения режимов ожидания, подготовки, работы и восстановления , в него введены первая, вторая, третья и четвертая дифференцирующие цепочки, генератор заявок, третий и четвертый генераторы случайных последовательностей импульсов, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый элементы И, генератор случайных интервалов времени подготовки, генератор случайных интервалов времени работы, генератор случайных интервалов времени восстановления, счетчик несостоявшихся работ, счетчик общего коли- , чества заявок и триггер, выход которого соединен с уходом первой дифференцирующей цепочки, выход которой подключен к первому инверсному входу второго элемента И, выход которого соединен с входом запуска генератора случайных интервалов времени подготовки, выход которого подключен к первым входам первого и восьмого элементов И и к входу второй дифффенцирующей цепочки, выход которой соединен с первым ийверсным входом третьего элемента И, выход которого подключен к входу запуска генератора случайных интервалов времени работы, выход которого через третью дифференциальную цепочку соединен с первым инверсным -входом четвертого элемента И и с первыми входами шестого и девятого элементов И, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ н к входу второго счетчика, выход четвертого элемента И соединен с входом первого счетчика и с вторым D X) входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к единичному входу О триггера, выход которого соединен с :л эо первым входом пятого элемента И, вы . ход которого подключен к нулевому IN. входу триггера, выход которого соединен с первым входом седьмого элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго генератора случайных последовательностей импульсов, выход седьмого элемента И соединен с вторым входом второго элемента ШШ, выход которого через генератор случайных интервалов времени восстановления подключен к входам останова генераторов случайных интервалов времени подготовки и работы, к вторым инверс

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(59 С 06 F 15 20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3419860/18-24 (22) 09.04 ° 82 (46) 30.04.84. Бюл. N 16 (72) И.В. Адерихин, В.А. Карасев и В.А. Фукалов (53) 681.333(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

У 858000, кл. G 06 F 15/20, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

В 807309, кл. G 06 F 15/20, 1977. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ, содержащее первый генератор случайных последовательностей импульсов, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, элемент задержки, второй и третий элементы ИЛИ, первый, второй и третий элементы И, первый и второй счетчики, второй генератор случайных последовательностей импульсов, выход первого элемента И соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет воспроизведения режимов ожидания, подготовки, работы и восстановления, в него введены первая, вторая, третья и четвертая дифференцирующие цепочки, генератор заявок, третий и четвертый генераторы случайных последовательностей импульсов, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый элементы

И, генератор случайных интервалов времени подготовки, генератор случайных интервалов времени работы, генератор случайных интервалов времени восстановления, счетчик несостоявшихся работ, счетчик общего количества заявок и триггер, выход кото„,Я0„„1089582 рого соединен с входом первой дифференцирующей цепочки, выход которой подключен к первому инверсному входу второго элемента И, выход которого соединен с входом запуска генератора rëó÷aéíûõ интервалов времени подготовки, выход которого подключен к первым входам первого и восьмого элементов И и к входу второй дифференцирующей цепочки, выход которой соединен с первым инверсным входом третьего элемента И, выход которого подключен к входу запуска генератора случайных интервалов времени работы, выход которого через третью дифференциальную цепочку соединен с первым инверсным

-входом четвертого элемента И:и с первыми входами шестого и девятого элементов И, выход которого подключен к первому входу второго элемента

ИЛИ н к входу второго счетчика, выход четвертого элемента И соединен с входом первого счетчика и с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход е которого подключен к единичному входу триггера, выход которого соединен с первым входом пятого элемента И, выход которого подключен к нулевому входу триггера, выход которого соединен с первым входом седьмого элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго генератора случайных последовательностей импульсов, выход седьмого элемента И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого через генератор случайных интервалов времени восстановления подключен к входам останова генераторов случайных интервалов времени подготовки и работы, к вторым инверс1089582 ным входам второго, третьего и четвертого элементов И и к первому входу десятого элемента И, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу счетчика несостоящнхся работ, вьясод генератора случайных интервалов времени восстановления соединен через четвертую дифференцирующую цепочку с инверсным входом первого элемента ИЛИ, выход третьего генератора случайных последовательностей импульсов соединен с вторым входом восьмого элемента И, выход которого подключен к третьим входам

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

Известно устройство для моделиро 5 вания систем массового обслуживания, содержащее управляемый генератор случайного потока импульсов, выход которого соединен с входом счетчика числа отказов и с первыми входами пер- 1б

aoro элемента ЗАПРЕТ и первого элемента И, выход которого подключен к входу счетчика неполностью обслуженных заявок и к первым входам счетчика неисправных каналов и первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента

ЗАПРЕТ, первый блок генератора случайных интервалов времени, вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, а выход соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу второго элемента ЗАПРЕТ, выходы счетчика неисправных каналов

) соединены с входом третьего элемента

ИЛИ, выход которого подключен к первым входам второго элемента ЗАПРЕТ и второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом счетчика

30 неисправных каналов, счетчик числа занятых каналов, вычитающий вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первая группа выходов счетчика числа занятых каналов через

) ( последовательно соединенные дешифравторого и третьего элементов

ИЛИ, выход четвертого генератора случайных последовательностей импульсов соединен с вторым входом девятого элемента И, выход первого генератора случайных последовательностей импульсов через элемент задержки подключен к входу генератора заявок, вьвод которого соединен с вторым входом десятого элемента И, с входом счетчика общего количества заявок, с вторыми входами первого, пятого и шестого элементов И, выход которого подключен к четвертому входу третьего элемента ИЛИ.

2 тор и ключ подключена к входу управляемого генератора случайных последовательностей импульсов, вторая группа выходов счетчика числа занятых каналов соединена с входами третьего элемента И, выход которого подключен к вторым входам первого элемента

ЗАПРЕТ и первого элемента И, четвертый и пятый элементы ИЛИ, блок элементов И, блок элементов ЗАПРЕТ, блок случайных временных задержек, счетчик необслуженных заявок, счетчик общего числа заявок и второй блок генераторов случайных временных интервалов, группа выходов которого под- . ( ключена соответственно к группам входов счетчика общего числа заявок, блока элементов ЗАПРЕТ и блока элементов И, выходы которого соединены с входами счетчика необслуженных заявок, выход третьего элемента И подключен к входам блока элементов

И и блока элементов ЗАПРЕТ, выходы которого соединены с входами четвертого элемента ИЛИ и блока случайных временных задержек, выходы которого подключены к входам пятого элемента.

ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ЗАПРЕТ, выход четвертого элемента ИЛИ подключен к суммирующему входу счетчика числа занятых каналов (13.

Недостатком данного устройства является невозможность моделирования таких режимов функционирования СМО, 1089582 4

2S

50

55 как режим ожидания и режим подготовки СИО к обслуживанию заявок.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее первый генератор случайного потока импульсов, выход которого соединен с .входом первого счетчика и с первым входом первого элемента ИЛИ, вькод которого соединен с первым входом элемента запрета, выход которого соединен с суммирующим входом первого реверсивного счетчика и с входом многоканального блока случайных временных задержек, вькод которого сое" динен с первым входом второго элемента ИЛИ, вькод которого соединен с вычитающим входом первого .реверсивного счетчика, выход которого через пороговый элемент соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к вькоду 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, а выход генератора импульсов соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ соединен с вторым входом элемента запрета и первым входом второго элемента И, второй вход которого объединен с входом первого счетчика, первый и второй выходы блока синхронизации соединены cc -: тственно с управляющими входами у1п .t элементов И и, сумматора, входы которого соединены с вькодами группы элементов И соотве ственно, входы которых подключены к. разрядным входам второго реверсивного счетчика и через четвертый элемент ИЛИ соединены с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен к первому вькоду переключателя, второй выход которого соединен с входом второго счетчика, вькод третьего элемента И через элемент задержки соединен с вторым входом первого элемента И и непосредственно с вычитающим входом второго реверсивного счетчика, суммирующий вход которого соединен с вькодоьРпятого элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходом второго элемента

И и с третьим вьмодом переключателя соответственно, входы которого соединены соответственно с выходом генератора импульсов и с выходом шестого элемента ИЛИ, входы которого соединены соответственно с первым входом второго элемента ИЛИ и через формирователь серии импульсов с входом генератора импульсов (2 .

Данное устройство позволяет моделировать.СМО с учетом воэможности возникновения отказов и устранения этих отказов.

Однако это устройство не предусматривает других возможньм режимов функционирования СИО, характерных для многих реальньк систем, а именно режимов ожидания и подготовки.

Большой класс реальных систем имеет следующий цикл функционирования: система находится в режиме ожидания, с приходом заявки система переводит-. ся в режим подготовки, по окончании которого система переходит в режим работы. После того, как заявка обслужена, система вновь переходит в режим ожидания. В каждом из этих режимов в системе возможно наступление отказа. При этом система переводится в режим восстановления, по окончании которого система переходит в режим ожидания.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет воспроизведения режимов

-ожидания, подготовки, работы и восстановления.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для моделирования системы массового обслуживания, содержащее первый генератор случайных последовательностей импульсов, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, элемент задержки, второй и третий элементы

ИЛИ, первый, второй и третий элементы И, первый и второй счетчики, второй генератор случайных последовательностей импульсов, выход перво-, го элемента И соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, введены первая, вторая, третья и четвертая дифференцирующие цепочки, генератор заявок, третий и четвертый генераторы случайных последовательностей импульсов, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый элементы И, генератор случайных интервалов времени подготовки, генератор случайньм интервалов време-. ни работы, генератор случайных ин1089582

5 !

30 ния: восстановление, ожидание, подготовка и работа (обслуживание заявки). В каждом из трех последних режимов могут возникать отказы. При

55 возникновении отказа сразу начинается восстановление. При этом вновь поступившие заявки, пришедшие в период восстановления, теряются, а отказы, наступившие в режимах подготовтервалов времени восстановления, счетчик несостоявшихся работ, счетчик общего количества заявок и триггер, выход которого соединен с входом первой дифференцирующей цепочки, выход которой подключен к первому инверсному входу второго элемента И, выход которого соединен со входом запуска генератора случайных интервалов времени подготовки, выход которого подключен к первым входам первого и восьмого элементов

И и к входу второй дифференцирующей цепочки, выход которой соединен с первым инверсным входом третьего элемента И, выход которого подключен ко входу запуска генератора случайных интервалов времени работы, выход которого через третью дифференцирующую цепочку соединен с первым инверсным входом четвертого элемента

И и с первыми входами шестого и девятого элементов И, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ и входу второго счетчика, выход четвертого элемента И соединен с входом первого счетчика и с вторым входом первого элемента

ИЛИ, выход которого подключен к единичному входу триггера, выход которого соединен с первым входом пятого элемента И, выход которого подключен к нулевому входу триггера, выход которого соединен с первым входом седьмого элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго генератора случайных последовательностей импульсов, выход седьмого элемента И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого через генератор случайных интервалов времени восстановления подключен к входам останова генераторов случайе ных интервалов времени подготовки "и работы, к вторым инверсным входам второго, третьего и четвертого элементов И и к первому входу десятоГо элемента И выход которого соединеи с вторым входом третьего элемента

ИЛИ выход которого подключен к вхоЭ

5 ду счетчика несостоявшихся работ, выход генератора случайных интервалов времени восстановления соединен через четвертую дифференцирующую цепочку с инверсным входом первого элемента ИЛИ,;выход третьего генератора случайных последовательностей импульсов соединен с вторым входом восьмого злемента И, выход которого подключен к третьим входам второго и третьего элемента ИЛИ, выход четвертого генератора случайных последовательностей импульсов соединен с вторым входом девятого элемента И, выход первого генератора случайных последовательностей импульсов через элемент задержки подключен к входу генератора заявок, выход которого соединен с вторым входом десятого элемента И, с входом счетчика общего количества заявок, с вторыми входами первого, пятого и шестого элементов

И, выход которого подключен к четвертому входу третьего элемента ИЛИ.

На чертеже изображена схема устройства для моделирования систем массового обслуживания.

° Устройство содержит первый гене-. ратор 1 случайных носледовательностей импульсов, элемент 2 задержки, генератор 3 заявок, второй, третий и четвертый генераторы случайных последовательностей имПульсов соответственно 4, 5 и 6, первый элемент

ИЛИ 7 с двумя прямыми и одним инверсным входами, триггер 8, первую дифференцирующую цепочку 9, второй элемент И 10 с двумя инверсными входами, генератор 11 случайных интервалов времени подготовки, вторую дифференцирующую цепочку 12, третий элемент

И 13 с двумя инверсными входами,,генератор 14 случайных интервалов вре.мени работы, третью дифференцирующую цепочку 15, четвертый элемент

И 16 с двумя инверсными входами, пеп.— вый счетчик 17- (состоявшихся работ), пятый, шестой, седьмой, юсьмой, девятый и десятый элементы И 18 24, второй элемент ИЛИ 25, генератор 26 случайных интервалов времени восста-. новления, четвертую дифференцирую- . щую цепочку 27, второй счетчик 28 (количества срывов работ), третий элемент ИЛИ 29, счетчик 30 несостоявшихся работ и счетчик 31 общего количества заявок.

Устройство моделирует работу СИО, имеющей четырв режима функционирова-.

15

35

50

7 1 ки и работы, приводят к срыву обслу-. живания заявки.

Импульс с выхода генератора 1 через элемент ИЛИ 7 поступает на единичный вход триггера 8, на выходе триггера 8 начинает формироваться временной интервал, соответствующий режиму ожидания. Этот же импульс, пройдя элемент задержки 2, запускает генератор 3 заявок. Импульс с выхода генератора 3 заявок через элемент И 18 поступает на нулевой вход триггера 8, при этом напряжение на выходе триггера 8 исчезает. Перепад напряжения на выходе генератора S вызывает появление отрицательного импульса на выходе дифференцирующей цепочки 9, который поступает на инверсный вход элемента И 10, и, пройдя на единичный вход генератора 11 случайных интервалов времени, запускает его. На выходе генератора 11 начинает формироваться случайный интервал времени,. соответствующий режиму подготовки. По окончании этого. интервала времени на выходе дифференцирующей цепочки 12 появляется отрицательный импульс, который, пройдя через элемент И 13, запускает генератор 14 случайных интервалов времени работы. Случайный интервал времени на выходе генератора 14 соответствует режиму работы. По окончании этого интервала времени на выходе дифференцирующей цепочки 15 появляется отрицательный импульс, который, пройдя через элемент И 16 и элемент

ИЛИ 7, поступает на единичный вход триггера 8, вновь переводя систему в режим ожидания. Этот же импульс по" ступает на счетчик 17 состоявшихся работ.

Если заявка поступает в момент времени, когда система находится в режиме подготовки, то она через эле-. мент И 19 и элемент ИЛИ 29 проходит на счетчик 30 несостоявшихся работ.

В режиме работы заявка проходит на счетчик 30 через элемент И 20 и элемент ИЛИ 29.

В любом из режимов (ожидания, подготовки и работы) возможно возникновение отказа. Появлению отказа соответствует появление импульса на выходе генераторов 4, 5 и 6 случайных

089582 8 последовательностей импульсов соответственно для режимов ожидания, подготовки и работы.

В режиме ожидания имнульс с выхода генератора 4 через элемент И 21 и элемент ИЛИ 25 запускает генератор

26 случайных интервалов времени восстановоения, на выходе которого формируется случайный интервал времени, соответствующий режиму восстановления.

В режиме подготовки импульс с выхода генератора 5 запускает генератор 26 через элемент И 22 и элемент

ИЛИ 25 и одновременно через элемент

ИЛИ 29 поступает на счетчик 30 °

В режиме работы импульс с выхода генератора 6 через элемент И 23 и элемент ИЛИ 25 запускает генератор 26 и одновременно поступает на счетчик

28 количества срывов работ.

; По окончании интервала времени восстановления перепад напряжения на выходе генератора 28 вызовет- появление на выходе дифференцирующей цепочки 27 отрицательного импульса, который через элемент ИЛИ 7 поступает на единичный вход триггера 8, переводя систему в режим ожидания.

Заявка, поступившая во время восстановления системы через элемент И 24 и элемент ИЛИ 29, поступит на счетчик 30 несостоявшихся работ.

Для исключения возможности нахождения системы одновременно в двух состояниях напряжение с выхода генератора 26 подается на нулевые входы генераторов 11 и t4, а также на инверсные входы элементов И 10, 13 и 16.

Счетчик 3 1 подсчитывает общее количество поступивших в систему заявок.

Сравнивая показания счетчиков, можно оценить вероятности выполнения работ, несостоявшихся работ,и срывов работ за определенный промежуток времени.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным расширяет функциональные возможности моделируемой системы массового обслуживания и позволяет моделировать широкий класс реально существующих систем с учетом режимов функционирования.

I 089582

Составитель И. Дубинина

Техред И.Метелева Корректор М. Шароши

Редактор М. Янович

Филиал ППП "Патент", г. Уагород, ул . Проектная, 4

Заказ 2936/46 . Тираа 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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