Устройство для моделирования систем массового обслуживания

 

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для исследования систем массового обслужирания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет моделирования процесса многоприборного обслуживания неоднородного потока заявок. Устройство содержит блок 1 задания кода, первый шифратор 2, первый регистр 3 кода, блок 4 элементов НЕ, блок 5 вычитания, регистр 6 свободных приборов, мультиплексор 7, второй многовходовый элемент ИЛИ 8, блок 9 определения признака, блок 10 генераторов случайных импульсов, регистр 11 заявок, злемент ИЛИ 12, блок 13 управления, блок 14 элементов запрета, блок 15 случайных временных задержек, первый многовходовый элемент ИЛИ 16, счетчик 17 общего числа заявок, блок элементов И 18, второй шифратор 19, второй регистр 20 кода, сумматор 21, счетчик 22 необслуженных заявок. 3 ил. (Л 1C to оо ю 4 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (g) 4 G 06 F 1.5/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ!ТИЙ (21) 3802693/24-24 (22) 11.10.84 (46) 07.04.86. Бюл. 9 13 (71.) Пермский политехнический институт .(72) А.В.Горохов, Е.Л.Кон, Н.Н.Матушкин и А.А.Южаков (53) 681.396.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 410414, кл. G 06 F 15/20; 1972.

Авторское свидетельство СССР

У 858000, кл. G 06 F 15/20, 1978 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ .

СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ (57) Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для исследования систем массового обслуживания. Цель изобретения — расширение

„„SU„„ l 223244 А функциональных возможностей за счет моделирования процесса многоприборного обслуживания неоднородного потока заявок. Устройство содержит блок 1 задания кода, первый шифратор 2, первый регистр 3 кода, блок 4 элементов НЕ, блок 5 вычитания, регистр б свободных приборов, мультиплексор 7, второй многовходовый элемент ИЛИ 8, блок 9 определения признака, блок

l0 генераторов случайных импульсов, регистр 11 заявок, элемент ИЛИ 12, блок 13 управления, блок !4 элементов запрета, блок 15 случайных временных задержек, первый многовхадовый элемент ИЛИ 16, счетчик li общего числа заявок, блок элементов

И 18, второй шифратор 19, второй регистр 20 кода, сумматор 2!, счетчик 22 необслуженных заявок. 3 ил.

1223244

Изобретение относится к вычислйтельной технике, а именно к специализированным средствам электронного моделирования, и может быть использовано при исследовании многоприборных систем массового обслуживания (СМО) с неоднородным входным потоком заявок.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования процесса многоприборного обслуживания неоднородного потока заявок, в котором . заявку обслуживают последовательно случайное число приборов, определяемое информацией, содержащейся в самой заявке.

На фиг.1 представлена функциональI ная схема устройства моделирования систем массового обслуживания; на фиг.2 — функциональная схема блока управления, вырабатывающего управляющие сигналы для мультиплексора и блоков вычислений; на фиг.3 — функциональная схема блока определения признака, предназначенного для анализа результата операции в блоке вычислений и генерации соответствующих управляющих сигналов.

Устройство для моделирования сис» тем массового обслуживания содержит блок 1 задания кода, первый шифра.тор 2,, первый регистр 3 кода, блок 4 элементов НЕ, блок 5 вычитания, регистр 6 свободных приборов, мультиплексор 7, второй многовходовый элемент ИЛИ 8, блок 9 определения признака, блок 10 генераторов случайных импульсов, регистр 11 заявок, элемент ИЛИ 12, блок 13 управления, блок 14 элементов ЗАПРЕТ, блок .15 случайных временных задержек, первый многовходовый элемент ИЛИ 16, счетчик 17 общего числа заявок, блок элементов И 18, второй шифратор 19, второй регистр 20 кода, сумматор 21, счетчик 22 необслуженных заявок.

Блок 13 управления предназначен для выдачи на мультиплексор 7 и блоки 5 и 21 управляющего кода, вырабатываемого по фронту импульса от, блока 10 и блока 15 случайных временных задержек,и содержит первый 23 и второй

24 триггеры, первый 25 и второй 26 элементы И, третий триггер 27 и два дифференцирующих элемента 28.

Блок 9 определения признака, пред-, назначенный для анализа результата

ЗПР

Блок 1 предназначен для начальной, установки двоичного кода числа обслуживающих приборов в регистре 6 свободных приборов.

З0 Шифраторы 2 н 19 представляют собой комбинационные схемы, преобразующие позиционный код в нормальный (n-1) - разрядный двоичный код, и реализованы на элементах ИЛИ, 35 причем

1 = ) loog>N(, где N — максимальное число обслуживающих приборов в моделируемой системе массового обслуживания (СМО);

3f — операция взятия целой части до ближайшего большего от выражения, стоящего в скобках.

45 Вербальная модель работы устройства следующая.

В устройстве изначально устанавливается общее число приборов обслуживания N моделируемой СМО. Заявке

5О соответствующего типа, поступившей на вход СМО, ставится в соответствие число приборов М, требуемых для ее обслуживания, Числа N и М сравниваются; если разность N-М больше или

55 равна нулю, т.е. число свободных от обслуживания приборов больше или равно числу запрашиваемых заявкой приборов, то заявка обслуживается. операции блока 5 и генерации управляющих сигналов, представляет комбинационную схему и состоит из первого элемента НЕ 29, второго 30 и третьего 31 элементов И, второго элемента

НЕ 32, четвертого элемента И 33, элемента ИЛИ 34, третьего элемента НЕ 35 и первого элемента И 36; На выходе блока 9 признака реализуются следующие логические функции:

ЗАП = Бл 5(п);

ОТК Бл 5(д ) л(Л бл 5(1));

ОБН = А Бл5(Д1

ЗПР = ОБН Ч ЗАП, 15 где Бл5(1) — значение j-го разряда блока 5 вычитания;

ЗАП вЂ” управляющий сигнал

ЗАПИСЬ;

ОТК вЂ”. управляющий сигнал

ОТКАЗ1 ,ОБН вЂ” управляющий сигнал

ОБНУЛЕНИЕ1 — управляющий сигнал

ЗАПРЕТ . з 1

По окончании обслуживания заявки соответствующего типа число M освобождаемых приборов прибавляется к числу свободных от обслуживания приборов. Если число свободных от обслу живания приборов меньше числа запрашиваемых заявкой приборов, то происходит отказ в обслуживании заявки соответствующего типа ° Общее число заявок каждого типа и число необслуживаемых заявок каждого типа подсчитываются, соответствующими счетчиками.

Устройство работает следующим образом.

Режим предварительной установки, (предназначен для приведения схемы в исходное положение и задания числа обслуживающих приборов1 . Перед запуском устройства счетчик

17 общего числа заявок., счетчик 22 необслуживаемых заявок и регистр 6 свободных приборов обнуляются, блок

15 случайных временных задержек и блок 13 управления приводятся в исходное состояние.

В блоке 1 задается двоичный код

11 общего числа обслуживающих приборов, который записывается в регистр

6 свободных приборов.

Режим функционирования °

Импульсы от блока 10, имитирующие входной ординарный поток заявок,,поступают на шифратор 2, преобразующий позиционный код импульса (заявки) в двоичный код числа приборов, запрашиваемых заявкой, который записывается в регистре 3. Кроме того, импульсы от блока 10 генераторов случайных импульсов поступают на элемент ИЛИ 8, с выхода которого вырабатывается импульс записи позиционного кода заявки в регистр 11 заявок и двоичного кода числа запрашиваемых заявкой приборов в регистр 3 кода.

Импульс записи от элемента ИЛИ .8 также поступает на вход блока !3, переключая триггер 23 в единичное состояние, при этом, если триггер 24 находится в нулевом состоянии, то триг-. гер 27 тоже переключается в единичное состояние, Если триггер 24 находится в единичном состоянии, то происходит ожидание, когда он сбросится в нулевое состояние. Сигнал с прямого выхода триггера 27 подключает информационный выход блока 5 через мульти" плексор 7 к информационному входу регистра 6 свободных приборов и раз223244 4 решает работу блока 5, при этом сумматор 21 не может быть инициирован.

В первом блоке 5 реализуется сложение прямоro двоичного кода числа обслуживающих приборов с инверсным

5 двоичным кодом числа запрашиваемых заявкой приборов. После завершения операции вычитания в блоке 5 вырабатывается импульс, который с выхода

10 блока 5 поступает в блок 9 определения признака и блок 13 управления, в котором по срезу импульса триггер 23 переключается в нулевое состояние, разрешая работу сумматора 21.

Блок 9 определения признака анализирует результат операции в блоке 5 и по импульсу с выхода послед.него вырабатывает соответствующий управляющий сигнал. Если результат операции — нуль, т.е. во всех разрядах блока 5 единицы, то блок 9 обну ляет регистр 6 свободных приборов и открывает блок 14 элементов ЗАПРЕТ, разрешая обслуживание заявки данного типа, при этом импульс (заявка) на выходе блока 14 возбуждает соответствующий вход блока 15 случайных временных задержек. Если результат операции больше нуля, т.е, в знаковом разряде блока 5 нуль, то блок 9 определения признака открывает блок

14 элементов ЗАПРЕТ, разрешая обслуживание заявки данного типа, и через элемент ИЛИ 12 возбуждает вход регистра 6 свободных приборов, запи= i

З5 сывая в него через мультиплексор 7 результат операции. Если результат операции в блоке 5 меньше нуля, т.е. в знаковом разряде единица и хотя бы в одном и другом разряде

4О блока 5 нуль, то блок 9 вырабатывает сигнал ОТКАЗ, открывая блок .элементов И 18, импульсы от регист-. ра ll заявок проходят через элементы И 18, имитируя поток заявок

45 получивших отказ в обслуживании.

Число таких заявок каждого типа подсчитывается счетчиком 22 заявок, получивших отказ в обслуживании.

Импульсы от блока 15 случайных

5О временных задержек, появляющиеся на одном из его выходов через время, равное случайной длительности обслуживания заявок соответствующего типа, поступают на шифратор 19, >> преобразующий позиционный код импульса в двоичный код числа приборов, обслуживающих заявку соответствующего типа, который записывается

1223244 во втором регистре 20 кода. Кроме того, импульсы от блока 15 поступают на элемент ИЛИ 16, с выхода которого вырабатывается импульс записи двоич5 ного кода числа приборов, обслуживших заявку, Импульс записи от элемента ИЛИ 16 поступает также на вход блока 13 управления, переключая триггер 24 в единичное состояние, при этом, если триггер 23 находится в нулевом состоянии, то1 триггер 27 тоже переключится в единичное состояние, Если триггер 23 находится Ю единичном состоянии, то происходит ожидание, когда он сбросится в нулевое состояние.

Сигнал с инверсного выхода триггера 27 подключает информационный выход сумматора 21 через мультиплексор 7 к второму информационному входу регистра 6 свободных приборов н обеспечивает запуск сумматора 21, при этом блок 5 не может быть инициирован. В сумматоре 2! реализуется сложение в прямом .коде двоичного числа свободных обслуживающих приборов с двоична числом приборов, об служивающих заявку соответствующего типа. После завершения операции суммирования импульс с выхода сумматора 21 через элемент ИЛИ 12 поступает на синхровход регистра 6 свободных приборов, записывая резуль" тат операции сумматора 21 в регистр

6 свободных приборов. Одновременно

1 35 импульс с выхода сумматора 21 поступает на вход блока 13 управления, где по срезу импульса триггер 24 переключается в нулевое состояние, разрешая работу блоку 5.

Соответствие типов заявок неоднородного потока достигается следую" щим образом. Число генераторов случайных временных интервалов в блоке

10 (а значит, и число выходов этого

45 блока) равно числу типов потока заявок, т.е. каждый генератор генерирует импульсы, имитирующие поступление заявок одного тина. Число элементов временных задержек в блоке 15 также

50 равно числу типов обслуживаемых заявок. Каждый элемент этого блока имитирует обслуживание заявок одного типа. Таким образом, объединение выходов блока 10 через регистр ll заявок и блок 14 элементов ЗАПРЕТ с соответствующими входами блока 15 позволяет добиться соответствия типов заявок неоднородного потока. Регулируя элементы блока 15, можно варьировать параметры моделируемого процесса обслуживания неоднородного. потока заявок.

При наличии импульса и на выходе блока 10, и на выходе блока 15 случайных временных задержек блок 13 управления обеспечивает поочередное срабатывание обоих блоков 5 и 21.

При этом минимальный интервал между выходными импульсами блоков 10 и 15 настраивается так, чтобы он был не меньше времени последовательного срабатывания блоков 5 и 21.

Статистические характеристики функционирования СМО, моделируемой предлагаемым устройством, вычисляются известными методами на основе показаний блока счетчиков общего числа поступающих заявок всех типов и блока счетчиков заявок, получивших отказ в обслуживании ввиду отсутствия свободных приборов в системе.

Формула из обретения

Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содер" жащее блок генераторов случайных импульсов, счетчик общего числа зая- вок, счетчик необслуженных заявок, блок элементов ЗАПРЕТ, блок случайных временных задержек, первый и второй многовходовые элементы ИПИ, элемент

ИЛИ, блок элементов И, выходы которого подключены соответственно к счетным. входам счетчика необслуженных заявок, информационные входы блока элементов И подключены к счетным входам счетчика общего числа заявок и информационным входам блока элемен-, тов ЗАПРЕТ, выходы которого подключены соответственно к входам запуска блока случайных временных задержек, выходы которого подключены соответственно к входам первого многовходового элемента ИЛИ, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей за счет моделирования процесса многоприборного обслуживания неоднородного потока заявок, оно дополнитель" но содержит первый и второй шифраторы, блок элементов НЕ, блок вычитания, сумматор, блок определения признака, блок управления, мультиплексор, блок задания кода, регистр сво1223244 бодных приборов, первый и второй регистры кода, регистр заявок, причем блок управления содержит два дифференцирующих элемента, три триггера, два элемента И, выходы первого и второго дифференцирующих элементов подключены соответственно к первым вхбдам первого и второго триггеров, прямые выходы которых подключены к первым входам первого и второго элементов И соответственно, инверсные выходы первого и второго триггеров сое.динены соответственно с вторыми вхо дами второго и первого элементов И, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам

1 третьего триггера, прямой выход которого подключен к входу разрешения вычитания блока вычитания и первому

20 управляющему входу мультиплексора, а инверсный выход третьего триггера.. блока управления соединен с входом разрешения суммирования сумматора и вторым управляющим входом мультиплексора, блок определения признака содержит четыре элемента И, элемент

ИЛИ и три элемента НЕ, причем выход первого элемента И соединен с первым входом второго элемента И и входом

30 первого элемента НЕ, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, вторые входы второго и третьего элементов И и вход второго элемента НЕ объединены и подключены к выходу знакового разряда блока вычитания, выход второго элемента

НЕ блока определения признака соеди. нен с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого и третьи входы второго и третьего элементов И объединены и подключены к выходу окончания вычитания блока вычитания и входу первого дифференцирующего элемента блока управления, выход второго элемента И блока оп45 ределения признака подключен к управляющему входу блока -элементов И устройства, выход третьего элемента

И блока определения признака соединен с первым входом элемента ИЛИ блока определения признака и входом обнуления регистра свободных приборов, выход четвертого элемента И блока определения признака подключен к первому входу элемента ИЛИ устрой ства и второму входу элемента ИЛИ блока определения признака, выход которого через третий элемент НЕ подключен к управляющему входу блока элементов запрета, выходы блока гене. раторов случайных импульсов соединены соответственно с входами первого шифратора, второго многовходового элемента ИЛИ и разрядными входами регистра заявок, разрядные выходы которого подключены соответственно к информационным входам блока элементов запрета, выходы первого шифратора соединены соответственно с разрядными входами первого регистра кода, разрядные выходы которого соединены соответственно с входами блока элементов НЕ, а вход разрешения записи подключен к выходу второго многовходового элемента ИЛИ, входу pasрешения записи регистра заявок и второму входу первого триггера блока управления, выходы блока элементов

НЕ подключены соответственно к первым информационным входам блока вычитания, информационные выходы которого соединены соответственно с входами первого элемента И блока определения признака и информационными входами первой группы мультиплексора, информационные входы второй группы которого подключены соответственно к выходам. сумматора, а выходы мультиплексора соединены соответственно с разрядными входами регистра свободных приборов и выходами блока задания. кода, вход разрешения записи регистра свободных приборов подключен к выходу элемента ИЛИ устройства, а разрядные выходы регистра свободных приборов соединены соответственно с информационными входами второй группы блока вычитания и информационными входами первой группы сумматора, выход окончания суммирования которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ устройства и входом второго дифференцирующего элемента блока управления, выходы блока случайных временных задержек соединены соответственно с входами второго шифратора, выходы которого подключены соответственно к разрядным входам второго регистра кода, разрядные выходы которого соединены соответственно с информационными входами второй группы сумматора, а вход разрешения записи второго регистра кода и второй вход второго триггера блока управления соединены с выходом первого многовходового элемента ИЛИ устройства.

1223244 (кж) (szt) (s) у) отЛ и) ои (ю) sz) Ъ

Составитель В.Фукалов

Редактор В.Петраш Техред II.Îëåéíèê Корректор М.Максимишннец (ss) (кр) Заказ 1715/52 Тираж 671 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Проектная, 4 кгпв гН