Устройство для моделирования систем массового обслуживания

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ, содержащее первый канал моделирования , состоящий из генератора заявок, выход которого соединен с входом счетчика числа заявок, ,три элемента запрета, первый элемент ИЛИ, блок случайных временных задержек, два элемента И-, два реверсивных счетчика , два многовходовых элемента И, многовходовый элемент ИЛИ, выход первого элемента запрета соединен с информационным входом второго элемента запрета, выход кйторого подключен к суммирующему входу первого реверсивного счетчика и первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу блока случайных временных задержек, выход которого Соединен с первым входом первого элемента И и информационным входом третьего элемента запрета, управляющий вход которого подключен к второму входу первого элемента И и выходу многовходового элемента ИЛИ, а выход третьего элемента запрета соединен с вычитакнцим входом первого реверсивного счетчика, разрядные выхода которого соединены соответственно с входами первого многовходового элемента И, выход которого подключен к первому входу второго элемента И и управляющему входу второго элемента запрета, выход первого элемента И соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и вычитающим входом второго реверсивного счетчика, суммирующий вход которого подключен к выходу второго элемента И, а разрядные выходы второго реверсивного счетчика соединены соответственно с входами второго многовходового элемента ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обес (Л печения возможности моделирования сетей массового обслуживания,,оно с дополнительно содержит общий элемент ИЛИ, счетчик потерянных заявок и второй канал моделирования,-идентичный первому каналу моделирования, а в каждый канал моделирования дополнительно введены второй элемент ИЛИ, третий, четвертый и пятый элементы И, четвертый элемент запрета и элемент у задержки, причем в каждомканале мо- : сд . делирования первый вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом генерасх тора заявок, а выход второго элемен та ИЛИ соединен с первым входом третьего элемента И и информационным входом первого элемента запрета, управляющий вход которого подключен к второму входу третьего элемента И и выходу четвертого элемента И, первый вход которого соединен с выходом второго многовходового элемента И, управляющим входом четвертого элемента запрета и первым входом пятого эле

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИН

09) ар

3(58 06 F 15 20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3563957/18-24 (22) 17.03.83 (46) 30.05.84. Бюл. N"- 20 (72) В.В.Веснич, В.Н.Иагалов и А.Д.Хомоненко (53) 681.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N- 858000, кл,. G 06 F 15/20, 1979.

2. Авторское свидетельство. СССР

11» 826358, кл. 5 06 Г 15/20, 1979 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ КАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ, содержащее первый канал моделирования, состоящий из генератора заявок, выход которого соединен с входом счетчика числа заявок,;три элемента запрета, первый элемент ИЛИ, блок случайных временных задержек, два элемента И-, два реверсивных счетчика, два многовходовых элемента И, многовходовый элемент ИЛИ, выход первого элемента запрета соединен с ин-. формационным входом второго элемента запрета, выход которого подключен к суммирующему входу первого ревер" сивного счетчика и первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу блока случайных временных задержек, выход которого соединен с первым входом первого эле" мента И и информационным входом третьего элемента запрета, управляв» щий вход которого подключен к второму входу первого элемента И и выходу многовходового элемента ИЛИ, а выход третьего элемента запрета соединен с вычитающим входом первого реверсивного счетчика, разрядные выходы которого соединены соответственно с входами первого многовходового элемента И, выход которого подключен к первому входу второго элемента И и управляющему входу второго элемента запрета, выход первого элемента И соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и вычитающим входом второго реверсивного счетчика, суммирующий вход которого подключен к выходу второго элемента И, а разрядные выходы второго реверсивного счетчика соединены соответственно с входами второго многовходового элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функ" I циональных возможностей путем обес1йечения возможности моделирования сетей массового обслуживания,, оно дополнительно содержит общий эле- С» мент ИЛИ, счетчик потерянных заявок и второй канал моделирования,.идентичный первому каналу моделирования, а в каждый канал моделирования дополнительно введены второй элемент ИЛИ, »»®» третий, четвертый и пятый элементы И, четвертый элемент запрета и элемент задержки, причем в каждом" канале мо1 .делирования первый вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом генератора заявок, а выход второго элемента ИЛИ соединен с первым входом третьего элемента И и информационным входом первого элемента запрета, управляющий вход которого подключен к вто- рому входу третьего элемента И и выходу четвертого элемента И, первый вход которого соединен с выходом второго многовходового элемента И, управляющим входом четвертого элемен-, та запрета и первым входом пятого эле1095187 мента И, выход которого соединен с входом элемента задержки, а второй вход пятого элемента И подключен к выходу первого элемента запрета и информационному входу четвертого элемента запрета, выход которого соединен с. вторым входом второго элемента И, выходы третьих элементов И каждого канала моделирования подключены к соответствующим входам общего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом счетчика потерянных заявок, выход элемента задержки первого канала моделирования подключен к второму

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при аппаратурном исследовании сетей массового обслуживания.

Известно устройство для моделирования систем массового обслуживания (CM0), содержащее реверсивные счетчики, генераторы случайных импульсов, элементы ЗАПРЕТ, ИЛИ и И, счетчик общего числа заявок, счетчик потерян-1О ных заявок, счетчик числа отказов каналов обслуживания и счетчик заявок, обслуживание которых прервано откаваии обслуживающих каналов (1) .

Однако это устройство не позволя- 15 ет моделировать сети массового обслуживания с очередями.

Наиболее близким по. технической сущности к предлагаемому является устройство для моделирования систем 20 массового обслуживания, содержащее генератор потока случайных импульсов, счетчики, элементы ЗАПРЕТ, И, ИЛИ, блок случайных временных задержек, многовходовые схемы И, ревер- 25 сивные счетчики и многовходовую схему ИЛИ и позволяющее исследовать системы массового обслуживания с очередями f2) .

Цель изобретения — моделирование сети массового обслуживания.

Поставленная цель достигается тем что в устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее пери.п канал моделирования, состоя 1,ий и i генератора заявок, входу второго элемента ИЛИ второго канала моделирования, а выход элемента задержки второго канала моделирования соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ первого канала моделирования, выход второго многовходового элемента И первого канала моделирования подключен к второму входу четвертого элемента И второго канала моделирования, а выход второго многовходового элемента И второго канала моделирования подключен к второму входу четвертого элемента И первого канала моделирования. выход которого соединен с входом счетчика числа заявок, три элемента запрета, первый элемент ИЛИ, блок случайных временных задержек, два элемента И, два реверсивных счетчика, два многовходовых элемента И, многовходовый элемент ИЛИ, выход первого элемента запрета соединен с информационным входом второго элемента запрета, выход которого подключен к суммирующему входу первого реверсивного .счетчика и первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу блока случайных временных задержек, выход которого соединен с первым входом первого элемента И и информационным входом третьего элемента запрета, управляющий вход которого подключен к второму входу первого элемента И и выходу многовходового элемента ИЛИ, а выход третьего элемента запрета соединен с вычитающим входом первого реверсивного счетчика, разрядные выходы которого соединены соответственно с входами первого многовходового элемента И, выход которого подключен к первому входу второго элемента И и управляюп(ему входу второго элемента запрета, выход первого элемента И соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и вычитающим входом второго реверсивного счетчика, суммирующий вход которого подключен к выходу второго элемента И, а разрядные выходы второго реверсив1095187 ного счетчика соединены cooTB8тственно с входами второго многовходового элемента И и входами многовходового элемента ИЛИ, дополнительно введены общий элемент ИЛИ, счетчик потерянных заявок и второй канал моделирования, идентичный первому каналу моделирования, а в каждый канал моделиро-. вания введены дополнительно второй .10 элемент ИЛИ, третий, четвертый и пятый элементы И, четвертый элемент запрета, элемент задержки, причем в каждом канале моделирования первый вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом генератора заявок, а выход

15 второго элемента ИЛИ соединен с первым входом третьего элемента И и информационным входом первого элемента запрета, управляющий вход которого подключен к второму входу третьего элемента И и выходу четвертого элемента И, первый вход которого соединен с выходом второго многовходового элемента И, управляющим входом

25 четвертого элемента запрета и первым входом пятого элемента И, выход которого соединен с входом элемента задержки, а второй вход пятого элемента И подключен к выходу первого элемента запрета и информационному входу четвертого элемента запрета, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выходы третьих элементов И каждого канала моделирования подключены к соответствующим З5 входам общего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом счетчика потерянных заявок, выход элемента задержки первого канала моделирования подключен к второму входу второго элемента ИЛИ второго канала моделирования, а выход элемента задержки второго канала моделирования подключен к второму входу второго эле45 мента ЙЛИ первого канала моделирования, выход второго многовходового элемента И первого канала моделирования подключен к второму входу четвертого элемента И второго канала моделирования, а выход второго многавходового элемента И второго канала моделирования подключен к второму входу четвертого элемента И первого канала моделирования.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 — схема блока слу чайных временных задержек.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 каналы моделирования, каж.дый из которых содержит первый, четвертый элементы 3-6 запрета, второй, первый, третий - пятый элементы И 711, блок 12 случайных временных задержек, второй 13 и первый 14 многовходовые элементы И, многовходовый элемент ИЛИ 15, второй 16 и первый 17 реверсивные счетчики, элемент 18 задержки, первый 19 и второй 20 элементы ИЛИ, генератор 21 заявок, счетчик 22 числа заявок. Кроме того, устройство содержит общий элемент И 23 и счетчик 24 потерянных заявок.

Блок 12 случайных временных задержек содержит элементы ИЛИ-HE 25, элементы ИЛИ 26, элементы HE 27, элемент ИЛИ 28, элементы И 29, триггеры 30 и элементы 31 случайной задержки.

Блок 12 работает следующим образом.

В исходном состоянии триггеры 30 всех каналов находятся в единичном состоянии, обеспечивая при этом наличие нулевых потенциалов на выходах элементов ИЛИ-HE 25 с номерами, меньшими или равными номеру триггера 30.

Для открытия каждого из элементов И 29 требуется единичный потенциал с выхода соответствующего элемента ИЛИ-НЕ 25. Следовательно, если свободен один из каналов, предположим с номером 1, то его триггер 30 находится в единичном состоянии и сигналом с его выхода (через последовательность элементов И 26„, ИЛИНЕ 25,, И 26,, ИЛИ-HE 25„ „ ) исключает возможность прохождения импульса, имитирующего поступление заявки на входы каналов с большими номерами.

Импульс, поступивший на вход, через открытый элемент И 29 первого канала проходит на нулевой вход триггера 30 и на вход 31 случайной линии задержки первого канала. До тех пар, пока этот импульс не появится на выходе 31 случайной линии задержки, триггер 30 первого канала находится в пулевом состоянии и открытым оказывается лишь элемент И 29 второго канала. При поступлении следующего импульса он поступает на вход 31 случайной линни задержки второго кана1095187

Ф ла и устанавливает в нулевое состояние соответствующий триггер 30 и т.д.

Импульс случайной линии задержки 31, появившийся на выходе через время, равное случайной длительности обслужйвания, устанавливает соответ;ствующий триггер 30 в единичное состояние и через элемент ИЛИ 28 поступает на вьщод блока линий случайных временных задержек.

Устройство имеет два канала.

К первой СМО относятся элементы с номерами беэ префикса (за исключени ем 21 и 22), а ко второй — элементы, имеющие в своем обозначении префикс. 15

Ниже описана работа первого канала, второй работает аналогично.

В случае, когда в системе хотя бы один канал свободен, сигнал с выходов многовходового элемента И 13 отсутст-20 вует, импульсы от генератора 21 импульсов через элемент ИЛИ 20, через открытые элементы 3 и 4 запрета поступают на суммирующий вход счетчика 17 числа занятых каналов и одновременно через элемент ИЛИ 19 - на вход блока 12 случайных временных задержек, имитирующий процесс обслуживания. Импульс блока случайных временных задержек, появившийся на выхо-30 де через время, равное случайному времени обслуживания,. поступает через элемент 5 запрета, который в этот момент открыт, так как отсутствует сигнал с многовходового элемента ИЛИ 15, на вычитающий вход счетчика-занятых каналов и списывает с него единицу, имитируя тем самым освобождение одного канала.

В момент времени, когда все каналы заняты, на выходе многовходового элемента И 14, связанного с разрядами счетчика 17 числа занятых обслуживанием каналов, появляется сигнал, 45 поступающий на управляющие входы элемента 4 запрета и элемента И 7.

При этом элемент 4 запрета закрывается, элемент И 7 открывается и импульсы от генератора 21, проходя через элемент ИЛИ 20, открытые элементы 3 и 6 запрета и элемент И 7 поступают на суммирующий вход счетчика числа заявок, стоящих в очереди, а импульсы от генератора 21 не проходят на блок 12 случайных временных задержек,55 так как элемент 4 запрета закрыт.

Поступление импульса на вход сложения счетчика числа заявок, стоящих в очереди, увеличивает его содержимое на единицу,.что означает появле. ние в очереди еще одной заявки. На выходе элемента ИЛИ 15 появляется сигнал, открывающий элемент И 8 и

;закрывающий элемент 5 запрета.

Импульс с блока 12 случайных временных задержек, появившись на выходе через время, равное случайной длительности обслуживания, через эле" мент И 8 поступает на вычитающий вход счетчика заявок, стоящих в очереди и списывает с него единицу, имитируя тем самым завершение обслуживания одного задания. Одновременно с этим импульс с выхода блока 12 временных, задержек через открытый элемент И 8 и через элемент ИЛИ 19 поступает на вход блока 12 случайных временных задержек, имитируя тем самым принятие на обслуживание одной из заявок, стоящих в очереди.

В момент времени, когда все места . в очереди заняты, на выходе многовходового элемента И 13, связанного с разрядами счетчика числа заявок, стоящих s очереди, появляется сигнал, поступающий на управляющий вход элемента И 11, и импульс от генерато- . ра 21 проходит через элемент И 11, имитируя заявку, получившую отказ в обслуживании и перебрасываемую в другую систему массовогб обслуживания (другой канал). Этот импульс поступает на вход 18 линии задержек и появляется на ее выходе через время, равное случайной длительности передачи заявки в другую CMO и поступает на вход другой СМО.

В случае, когда в обеих системах массового обслуживания в обоих каналах все места в очередях заняты, сигналы с выходов многовходовых элементов И через элементы И 10 закрывают элементы 3 запрета и открывают элементы И 9, пропуская импульсы генераторов 21 через элемент И 23 на счетчик 24 числа потерянных заявок.

Все импульсы, выработанные генератором 21 поступают также на счетчик 22 числа поступивших заявок.

Статистические характеристики функционирования сети массового обслуживания, моделируемой устройством, вычисляются известными методами на основе показаний счетчиков общего числа поступивших заявок, счетчика заявок, получивших отказ

1095187

Фиг.f

Заказ 3599/31

Подписное

ВНИИПИ

Тираж 699 в обслуживании из-за отсутствия свободных мест для ожидания в очереди. ,Таким образом, предлагаемое уст-, ройство в отличие от прототипа позволяет моделировать сети массового обслуживания с очередями..Причем для .исключения потерь заявок предусмотрена возможность передачи их иэ одной системы в другую, а время, затра- . чиваемое не передачу заявок между системами, учитывается.

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