Устройство для моделирования систем массового обслуживания

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ, содержащее генератор заявок, счетчик общего числа заявок, первый счетчик числа заявок, получивших отказ в обслуживании, три элемента И, три элемента запрета, первый и второй многовходовые элементы ИЛИ, первый блок случайных временных задержек , выход генератора заявок подключен к входу счетчика общего числа заявок, выход первого элемента запрета соединен с суммирующим входом первого реверсивного счетчика числа занятых каналов, выходы которого соединены соответственно со входами первого многовходового элемента И, выход которого подключен к. первому входу первого элемента И и управляющему входу первого элемента запрета, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом второго элемента И и информационным входом второго элемента запрета, выходы которых подключены к вычитающим входам первого реверсивного счетчика числа заявок в очереди и первого реверсивного счетчика числа занятых ,:-)4ws. к,. каналов соответственно, выход первого элемента И соединен с первым входом третьего элемента И и информационным входом тр.етьего элемента запрета, управляющий вход которого и второй вход третьего элемента И объединены и подключены к выходу второго многовходового элемента И, входы которого подключены соответственно к первой группе выходов первого реверсивного счетчика числа заявок в очереди, вторая группа выходов которого соединена с входами первого многовходового элемента ИЛИ, выход которого соединен со вторым входом второго элемента И и управляклцим входом второго элемента запрета , а выход третьего элемента И подключен к входу первого счетчика .заявок, получивпгах отказ в обслуживании , отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем моделирования сети массового обслуживания , состоящей из двух систем массового обслуживания, оно допол00 нительно содержит второй реверсив ньгй счетчик числа занятых каналов, СП второй реверсивный счетчик числа со заявок в очереди, третий и четвертый многовходовые элементы И,второй многовходовый элемент ИЛИ, второй, третий, четвертый, пятый элементы ИЛИ, второй блок случайных временных задержек, второй счетчик числа заявок, получивших отказ в обслуживании , четвертый, пятый, шестой элементы И, четвертый, пятый, шестой элементы запрета и первый и второй вероятностно-распределительные блоки, каждый из которых содержит

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

«е «» зсмк С 06 F 15/20

ollNcAHHE изоБрятгния I

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

13, 1;

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬТИЙ (21) 3593349/ 18-24 (22) 19.05.83 (46) 15.08.84. Бюл. N- 3P (72) С.В. Сычев, А.М..Шевченко, A À. Шикин, А.Г. Ломако и А.Д. Хомоненко (53) 681.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

}1 517896, кл. С 06 F 15/36, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф .826358, кл. G 06 F 15/20, 1979 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ, содержащее генератор заявок, счетчик общего числа заявок, первый счетчик числа заявок, получивших отказ в обслуживании, три элемента

И, три элемента запрета, первый и второй многовходовые элементы ИЛИ, первый блок случайных временных задержек, выход генератора заявок подключен к входу счетчика общего числа заявок, выход первого элемента запрета соединен с суммирующим входом первого реверсивного счетчика числа занятых каналов, выходы которого соединены соответственно со входами первого многовходового элемента И, выход которого подключен к первому входу первого элемента И и управляющему входу первого элемента запрета, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом второго элемента И и информационным входом второго элемента запрета, выходы которых подключены к вьгчитающим входам первого реверсивного счетчика числа заявок в очереди и первого реверсивного счетчика числа занятых каналов соответственно, выход первого элемента И соединен с первым входом третьего элемента И и информационным входом третьего элемента запрета, управляющий вход которого и второй вход третьего элемента И объединены и подключены к выходу второго многовходового элемента И, входы которого подключены соответственно к первой группе выходов первого реверсивного счетчика числа заявок в очереди, вторая группа выходов которого соединена с входами первого многовходового элемента ИЛИ, выход которого соединен со вторым входом второго элемента И и управля- g ющим входом второго элемента запрета, а выход третьего элемента И подключен к входу первого счетчика ,заявок, получивших отказ в обслуживании, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем моделирования сети массового обслуживания, состоящей из двух систем массового обслуживания, оно дополнительно содержит второй реверсивный счетчик числа занятых каналов, второй реверсивный счетчик числа заявок в очереди, третий и четвер- Ю тый многовходовые элементы И,второй многовходовый элемент ИЛИ, второй, третий, четвертый, пятый элементы

ИЛИ, второй блок случайных времен- ф» ных задержек, второй счетчик числа заявок, получивших отказ в обслуживании, четвертый, пятый, шестой элементы И, четвертый, пятый, шестой элементы запрета и первый и второй вероятностно-распределительные блоки, каждый из которых содержит

11 триггер, первый и второй элементы И и первый и второй генераторы импульcos выходы которых подключены к счетному входу триггера, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И, причем выход генератора заявок соединен с первым входом второго элемента

ИЛИ, выход которого подключен ко второму входу первого элемента И и информационному входу первого элемента запрета выход которого coel динен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого через первый блок случайных временных задержек подключен к вторым входам первого и второго элементов И первого вероятностно-распределительного блока, выходы первого и второго. элементов И которого соединены соответственно со входами первого элемента ИЛИ, а выход второго элемента

И первого вероятностно-распределительного блока подключен также к первому входу четвертого элемента И и информационному входу четвертого элемента запрета, выход которого соединен с суммирующим входом второго реверсивного счетчика числа занятых каналов и с первым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого через второй блок случайных временньй задержек подключен к вторым входам первого и второго элементов И второго вероятностно-распределительного блока, выход первого элемента И и выход второго элемента И которого соединены соответственно с первым и вторым входами пятого элемента ИЛИ, а выход второго элемента И второго вероятностнораспределительного блока соединен

08459

p àþêe с вторым входом второго элемента И, выход пятого элемента ИЛИ соединен с первым входом .пятого элемента И н информационным входом пятого элемента запрета, выходы которых подключены соответственно к вычитающим входам второго реверсивного счетчика числа заявок в очереди и второго реверсивного счетчика числа занятых каналов, разрядные выходы которых подключены к входам третьего многовходового элемента И, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И и управляющим входом четвертого элемента запрета, выход второго многовходового элемента ИЛИ вЂ” с вторым входом пятого элемента И и управляющим входом пятого элемента запрета, выход четвертого элемента И подключен к первому входу шестого элемента И и информационному входу шестого элемента запрета, выходы которых соединены соответственно со входом второго счетчика числа заявок, получивших отказ в обслуживании, и суммирующим входом второго реверсивного счетчика числа заявок в очереди, первая и вторая группы разрядных выходов которого соединены соответственно со входами второго многовходового элемента ИЛИ и входами четвертого многовходового элемента

И, выход которого подключен к второму входу шестого элемента И и управляющему входу шестого элемента запрета, выходы второго и пятого эле.ментов И соединены со вторыми входами третьего и четвертого элементов

ИЛИ соответственно, а выход третьего элемента запрета — с суммирующим входом первого реверсивного счетчика числа заявок в очереди.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при исследовании систем массового обслуживания (СИО), а также при исследовании сетей массового обслуживания, состоящих из нескольких

СИО.

Известно устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее реверсивные счетчики, генераторы случайного потока импульсов, дешифратор, блоки случай ных временных задержек, элементы И, ИЛИ ЗАПРЕТ 51) ° тем массового обслуживания понимается в общем случае совокупность нескольких систем массового обслуживания, в которой заявки могут поступать на вход любого канала, т.е. отдельной системы массового обслуживания. После завершения обслуживания заявки в каком-то канале она либо с некоторой вероятностью поки дает сеть систем массового обслуживания, либо с дополнительной вероятностью поступает на вход какоголибо другого канала.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем моделирования сети массового обслуживания, состоящей из двух систем массового обслуживания с очередями.

Эта цель достигается тем, что в устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор заявок, счетчик общего числа заявок, первый счетчик числа заявок, получивших отказ в обслуживании, три элемента И, три элемента запрета, первый и.второй многовходовые элементы ИЛИ, первый блок случайных временных задержек, выход генератора заявок подключен к входу счетчика общего числа заявок, выход первого элемента запрета соединен с суммирующим входом первого реверсивного счетчика числа занятых каналов, выходы которого соединены соответственно со входами первого многовходового элемента И, выход которого подключен к первому входу первого элемента И и управляющему входу первого элемента запрета, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом второго элемента И и информационным входом второго элемента запрета, выходы которых подключены к вычитающим входам первого реверсивного счетчика числа заявок в очереди и первого реверсивного счетчика числа занятых каналов соответственно, выход первого элемента И соединен с первым входом третьего элемента И и информационным входом третьего элемента запрета, управляющий вход которого и второй вход третьего элемента И объединены и подключены к выходу второго многовходового элемента И, входы которого подключены соответственно к первой группе выходов первого реверсивного счетчика числа заявок в очереди, вторая груп3 1108459 . 4

Это известное устройство позволяI ет моделировать системы массового обслуживания с очередями. Причем заявка, обслуживание которой прерывается выходом канала из строя пеУ

5 редается любому другому свободному каналу. Если свободных каналов нет, то моделируется очередь заявок, ожидающих обслуживания.

Наиболее близким к изобретению является устройство для моделироваf0 ния систем массового обслуживания, содержащее управляемый генератор случайного потока импульсов, счетчик общего числа заявок, счетчик числа заявок, получивших отказ в обслужи15 вании, первый — третий элементы И, первый — третий элементы запрета, первый и второй многовходовые элементы И, многовходовый элемент ИЛИ, первый и второй реверсивные счетчики, элемент ИЛИ и блок случайных временных задержек. При этом выход управляемого генератора случайного потока импульсов подключен ко входу счетчика общего числа заявок, к пер25 вым входам первого элемента И и первого элемента запрета, вьмод которого соединен с суммирующим входом первого реверсивного счетчика, причем вычитающий вход первого реверсивного счетчика подключен через второй элемент запрета к выходу первого элемента ИЛИ и первому входу второго элемента И. Группа выходов первого реверсивного счетчика 35 через первый многовходовой элемент

И подключена ко вторым входам первого элемента И и первого элемента

ЗАПРЕТ. При этом первый счетчик числа заявок, получивших отказ в об- 40 служнвании, подключен к выходу гретьего элемента И, первый вход которого соединен с первым входом третьего элемента запрета и к выходу первого элемента И, а второй вход 45 подключен ко второму входу третьего элемента запрета и через второй многовходовой элемент И вЂ” к первой группе выходов второго реверсивного счетчика, вычитающий вход которого подключен к выходу второго элемента

И, а вторая группа выходов через первый многовходовой элемент ИЛИ вЂ” ко вторым входам второго элемента И и второго элемента ЗАПРЕТ (2 $. 55

Однако эти устройства не позволяют моделировать сеть систем массового обслуживания. Под сетью сис110845

3 па выходов которого соединена с входами первого многовходового элемента ИЛИ, выход которого соединен со вторым входом второго элемента И и управляющим входом второго элемента запрета, а выход третьего элемента И подключен к входу первого счетчика заявок, получивших отказ в обслуживании, введены второй реверсивный счетчик числа занятых каналов,>O второй реверсивный счетчик числа заявок в очереди, третий и четвертый многовходовые элементы И, второй многовходовый элемент ИЛИ, второй, третий, четвертый, пятый элементы

ИЛИ, второй блок случайных временных задержек, второй счетчик числа заявок, получивших отказ в обслуживании, четвертый, пятый, шестой элементы И, четвертый, пятый, шестой уо элементы запрета и первый и второй вероятностно-распределительные блоки, каждый из которых содержит триггер, первый и второй элементы И и первый и второй генераторы импульсов выходы которых подключены к счетному входу триггера, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И, причем Зо выход генератора заявок соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен ко второму входу первого элемента И и информационному входу первого элемента за35 прета, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого через первый блок случайных временных задержек подключен к вторым входам первого и вто-4О рого элементов И первого вероятностно-распределительного блока, выходы первого и второго элементов И которого соединены соответственно со входами первого элемента ИЛИ, а

45 выход второго элемента И первого вероятностно-распределительного блока подключен также к первому входу четвертого элемента И и информационному входу четвертого элемента запрета, выход которого соединен с

50 суммирующим входом второго реверсивного счетчика числа занятых каналов и с первым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого через второй блок случайных временных задержек подключен к вторым входам первого и второго элементов И второго вероятностно-распределительного блока, вы9 d ход первого элемента И и выход второго элемента И которого соединены соответственно с первым и вторым входами пятого элемента ИЛИ, а выход второго элемента И второго вероятностно-распределительного блока соединен также с вторым входом второго элемента И, выход пятого элемента ИЛИ соединен с первым входом пятого элемента И и информационным входом пятого элемента запрета, выходы которых подключены соответственно к вычитающим входам второго реверсивного счетчика числа заявок в очереди и второго реверсивного счетчика числа занятых каналов, разрядные выходы которого подключены к входам третьего многовходового элемента И, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И ,и управляющим входом четвертого элемента запрета, выход второго многовходового,элемента ИЛИ вЂ” с вторым входом пятого элемента И и управляющим входом пятого элемента запрета, выход четвертого элемента И подключен к первому входу шестого элемента И и информационному входу шестого элемента запрета, выходы которых соединены соответственно со входом второго счетчика числа заявок, получивших отказ в обслуживании, и суммирующим входом второго реверсивного счетчика числа заявок в очереди, первая и вторые группы разрядных выходов которого соединены соответственно со входами второго многовходового элемента ИЛИ и входами четвертого многовходового элемента

И, выход которого подключен к второму входу шестого элемента И и управляющему входу шестого элемента запрета, выходы второго и пятого элементов И соединены со вторыми входами третьего и четвертого элементов ИЛИ соответственно, а выход третьего элемента запрета — с суммирующим входом первого реверсивного счетчика числа заявок в очереди.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг.2— схема вероятностно-распределительного блока.

Устройство для моделирования сети массового обслуживания содержит генератор 1 заявок, счетчик 2 общего числа заявок, первый и второй счетчики 3 и 4 числа заявок, получивших отказ в обслузивании, элемен1108459 ты И с первого по шестой 5-10, элементы запрета с первого по шестой

11-16, элементы ИЛИ с первого по пятый 17-21, первый и второй блоки 22 и 23 случайных временных задержек, вероятностно-распределительные блоки 24 и 25, первый реверсивный счетчик 26 числа занятых каналов, первый реверсивный счетчик 27 числа заявок в очереди, второй реверсивный счетчик 28 числа занятых каналов, второй реверсивный счетчик 29 числа заявок в очереди, многовходовые элементы

И 30-33, многовходовые элементы

ИЛИ 34, 35. 15

Каждый вероятностно-распределительный блок 24, 25 содержит первый и второй генераторы импульсов 36 и

37, триггер 38 со счетным входом и первый и второй элементы И 39 и 40. 20

Вероятностно-распределительный блок работает следующим образом.

Предположим, что импульсы от обоих генераторов следуют с частотой, равной 1/Х, где Х вЂ” длина интервала между смежными импульсами .для каждого генератора. Пусть импульсы от генератора 37 приходят после соответствующих импульсов генератора 36 со сдвигом У. Тогда можно утверждать,ЗО что триггер 38 на любом промежутке времени длиной Х в течение времени

У находится в единичном состоянии, а в течение времени (Х-У) — в нулевом.

С учетом того, что импульсы посту35 пают на вход блока в случайные моменты времени, можно утверждать, что поступивший на вход блока импульс с вероятностью P окажется на первом вьмоде устройства,а с дополниХ-У тельной вероятностью 1-P = окаХ жется на втором выходе.

Устройство работает следующим образом.

Когда в сети свободен хотя бы один канал, как в первом узле так

У и во втором, сигналы на выходах многовходовых элементов И 30 и 32 отсутствуют и импульсы от генератора 1 заявок через открытый элемент запрета 11 поступают на суммирующий вход счетчика 26 числа занятых каналов первого узла и одновременно через элемент ИЛИ 19 — в блок 22 случайных временных задержек. Поступление импульса на суммирующий вход реверсивного счетчика 26 числа занятых каналов первого узла увеличивает его код на единицу, что означает занятие одного канала. Импульс с блока 22 случайных временных задержек, появившийся на выходе через время, равное случайной длительности обслуживания, поступает на вход вероятностно-распределитель" ного блока 24, который с вероятностью P генерирует импульс по своему первому выходу и с вероятностью1 (t-P) — по второму. Импульс, появившийся с вероятностью P на первом выходе вероятностно-распределительного .блока 24, поступает через элемент

ИЛИ 17 и открытый элемент запрета 12 на вычитающий вход реверсивного счетчика 26 числа занятых каналов первого узла и "списывает" из него единицу, имитируя тем самым освобождение одного канала. С вероятностью 1-Р импульс генерируется на втором вьмоде вероятностно-распределительного блока 24 и поступает через элемент ИЛИ 17 и элемент запрета 12 на вычитающий вход реверсивного счетчика 26 числа занятьи каналов первого узла, "списывая" из него единицу и через открытый элемент запрета 14 — на суммирующий вход реверсивного счетчика 28 числа занятых каналов второго узла и через элемент ИЛИ 20 — на вход блока

23 случайных временных задержек, имитирующего процесс обслуживания. Импульс с блока 23 случайных временных задержек, задержанный на время, равное случайной длительности обслуживания, поступает на вход вероятностно-распределительного блока 25, которые с вероятностью P генериру1 ет импульс по первому выходу и с вероятностью (1-Р1) — по второму выходу. Импульс по первому выходу списывает единицу из счетчика 28 числа занятых каналов второго узла, а импульс по второму выходу, кроме этого, поступает через элемент ИЛИ 18 вновь на обслуживание в первый узел.

В момент времени, когда все каналы второго узла заняты, на выходе многовходового элемента H 32, связанного с разрядами счетчика 28 числа занятых каналов второго узла, появляется сигнал, который закрывает элемент запрета 14, открывает элемент И 8, и импульсы со второго выхода вероятностно-распределительного блока 24 поступают через открытые элемент И 8 и элемент запрета 16 на

1108459

10 суммирующий вход реверсивного счетчика 29 заявок, стоящих в очереди второго узла. Поступление импульса на суммирующий вход счетчика 29 заявок, стоящих в очереди второго узла, увеличивает его -код на единицу, что означает появление в очереди еще одной заявки. На выходе многовходового элемента ИЛИ 35 появляется сигнал, открывающий элемент И 9 и закрывающий элемент запрета 15. Импульс блока 23 случайных временных задержек через вероятностно-распределительный блок 25, элемент ИЛИ 21, открытый элемент И 9 поступает на вычитающий вход счетчика 29 числа заявок, .стоящих в очереди второго узла, и одновременно с этим через элемент

ИЛИ 20 - на вход блока 23 случайных временных задержек, имитируя тем са-. мым принятие на обслуживание ддной иэ заявок, стоящих в очереди. Аналогично организуется очередь и в первом узле. В момент времени, когда все места в очереди первого узла заняты, на выходе многовходового элемента И 31, связанного с paspaдами счетчика 27 числа заявок, стоящих в очереди первого узла„ появляется сигйал, который открывает элемент И 7, закрывает элемент запрета 13, и импульсы от генератора через открытые элемент И 5 и зле мент ИЛИ 17 поступают в счетчик 3 числа заявок, получивших отказ в обслуживании. При заполнении всех мест в очереди второго узла на выходе многовходового элемента И 33, связанного с разрядами счетчика 29 заявок, стоящих в очереди второго

tO узла, появляется сигнал, который открывает элемент И 10, закрывает элемент запрета 16, и импульсы со второго выхода вероятностно-распределительного блока 24 через открытые

t5 элементы И 8 и 1С поступают во второй счетчик 4 числа заявок, получивших отказ в обслуживании.

Статистические, характеристики щ функционирования сети массового обслуживания, моделируемой предлагаемым устройством, вычисляются известг ными методами на основе показаний счетчика 2 общего числа поступивших д заявок, первого и второго счетчиков числа заявок, получивших отказ в обслуживании, когда все места для ожидания в очереди заняты.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет моделировать сеть, массового обслуживания, 1108459

1108459

Составитель В. Фукалов

Редактор С. Тимохина ТехредЛ. Коцюбняк Корректор О. Бипак

Заказ 5866/35 . Тирам 699 Подписное

ВНИКЛИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Иосква, %-35, Раушская наб., д. 4/5

° ему

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