Устройство для моделирования двухканальной системы массового обслуживания

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при аппаратурном исследовании двухканальных систем массового обслуживания (СМО). Цель изобретения расширение функциональньк возможностей устройства за счет воспроизведения динамики и режимов функционирования двухканальных СМО. Данная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введено десять элементов И, двенадцать элементов ИЛИ, семь триггеров, четырнадцать генераторов импульсов. Введение указанных элементов позволяет существенно повысить точность моделирования и расширить функциональные возможности устройства , исследовать широкий класс двухканальных СМО с учетом динамики и режимов их функционирования. Положитель- ,ный эффект заключается в повышении точности и расширении функциональных возможностей устройства при исследовании двухканальных СМО с учетом реальных условий, имеющих место при их эксплуатации. 1 ил. о (

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (58 4 С 06 F I5/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3802526/24-24 (22) 19. 10. 84 (46) 07.07.86. Бюл. ¹ 25 (72) И.В.Адерихин, М.А. Калинкин и В.А. Фукалов (53) 681.325(088.8) (56) Четвериков В.Н. и др. Вычислительная техника для статического моделирования. М.: Советское радио, 1978, с. 281.

Авторское свидетельство СССР № 1037268, кл. G 06 F 15/20, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДВУХКАНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при аппаратурном исследовании двухканальных систем массового обслуживания (СМО). Цель изобретения— расширение функциональных возможностей устройства за счет воспроизведения динамики и режимов функционирования двухканальных CMO. Данная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введено десять элементов

И, двенадцать элементов ИЛИ, семь триггеров, четырнадцать генераторов импульсов, Введение указанных элемен. тов позволяет существенно повысить точность моделирования и расширить функциональные возможности устройства, исследовать широкий класс двухканальных СМО с учетом динамики и режи мов их функционирования. Положительный эффект заключается в повышении точности и расширении функциональных возможностей устройства при исследовании двухканальных CN0 с учетом реальных условий, имеющих место при их эксплуатации. 1 ил.

1 12

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для моделиро-вания процессов вероятностного распространения поступивших заявок между свободными в момент поступления заявок каналами системы массового обслуживания и их обслуживания с учетом режимов и динамики функционирования каналов этих систем.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет учета режимов отказов и восстановления каналов обслуживания устройства.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит триггер 1 управления, элементыИ.2 и 3, элементы ЗАПРЕТ 4 и 5, элементы И 6 и 7, информационный вход 8 устройства, элементы ИЛИ 9 и 10, триггеры 11 и

12, элемент И 13, элемент ИЛИ 14, генераторы 15 — 17 импульсов со случайHblM HHTeрвалом следования, элементы

ИЛИ 18 и 19, генераторы 20-23 импуль сов со случайным интервалом следования, элемент ИЛИ 24, элементы И 25 и 26, триггеры 27 — 29, элементы И

30 и 31, элементы ИЛИ 32 — 37, генераторы 38 — 44 импульсов .со случайным интервалом следования, элементы

И 45 — 49, триггеры 50 — 54, выходы

55 и 56 устройства, элементы И 57 и 58.

Вербальная модель работы устройства следующая.

В устройстве возможны три состояпия: оба канала свободны; занят один из каналов; оба канала заняты.

Заявки поступают на информационный вход устройства, функционирование которого можно разделить на ряд последовательных фаз. В первой фазе

:e зависимости от положения управляющего триггера, в которое он устанавливается с заданной вероятностью P сигналами, поступающими на управляющие входы устройства, обеспечивается направление заявок либо в первый,,пибо во второй канал.

Во второй фазе имитируется ориентация (подготовка) обслуживающего прибора к обслуживанию заявок первого или второго канала, т.е. в зависимости от того, в какой канал поступила заявка.

В третьей фазе имитируется пребывание системы в режиме готовности и

42981 2

5

t5

45 в четвертой фа-е имитируется непосредсгвенное обслуживание заявок.

Во всех фазах (режимах) работы устройства могут возникать отказь|, после чего устройство переходит в режим восстановления. Через случайный интервал времения восстановления устройство возвращается в исходное состояние — приему очередной заявки, при этом заявка., находящаяся в устройстве в момент отказа и восстановления, теряется:. Заявки, поступившие в момент занятости обоих каналов ориентированием обслуживающих приборов или их восстановлением, теряются.

Устройство работает следующим образом.

Заявки, поступающие на информационный вход 8 устройства, представляют собой короткие импульсы, распределенные по моделирующему случайному закону поступления заявок. Модели обслуживающего прибора, являющиеся каналами системы массового обслуживания, образованы соответственно генераторами 15, 16, 17, 20, 21 22 и 23, элементами ИЛИ 9,, 10, 14, 18, 19 и 24, элементами И 13; 25, 26, 30 и 31, триггерами 11, 12, 27, 28 и 29,генераторами 38 — 44,элемента- ми ИЛИ 32 — 37, элементами И 45 — 49 и триггерами 50 — 54. Наличие сигналов на единичных выходах триггсров

11 и 54 свидетельствует о свободном состоянии соответственно первого и второго каналов, т.е. не о занятос-. ти ориентированием обслуживающего, прибора.

В исходном состоянии триггеры 11, i2, 27, 28, 29,50, 51, 52, 53 и 54 находятся в нулевом состоянии. Генераторы 15, 16, 17, 23, 41, 42, 43 и 44 не запущены, генераторы 20, 21, 22, 38, 39 и 40 включены.

В устройстве возможны следующие состояния: оба канала. свободны; занят один из каналов; оба канала заняты; отказ и восстановление в .одном из каналов, отказ и восстановление двух каналов и т „д.

Работа устройства в состоянии,когда. оба канала свободны и могут отказать в любом из режимов и восстанавливаться,, осуществляется следующим образом. Входной поток заявок поступает через информационный вход 8 устройства на элементы И 2 и 3, на элементы ЗАПРЕТ 4 и 5. Наличие на

3 1242

Через интервал времени, соответствующий времени восстановления канала системы, генератор 23 выработает импульс, который, пройдя через элемент

ИЛИ 10, перебросит триггеры 11 и 12 в исходное состояние,и канал устройству готов к приему очередных заявок.

Если генератор 20 выработает импульс (отказ) до прихода заявок, то он пройдет через открытые элементы И

25, ИЛИ 9, перебросит триггер 11 в единичное состояние, закрывая тем самым вход элементов И 13 и 6 и открывая вход элемента ЗАПРЕТ 4,а пройдя через элемент ИЛИ 24,запустит генератор 23, который через интервал времени восстановления выработает импульс, который, пройдя через элемент ИЛИ 10, перебросит триггеры 11 и 12 в нулевое состояние, открывая тем самым вход элементов И 6 и 13 и закрывая вход элемента ЗАПРЕТ 4, т.е. вход первого канала и устройство готово к приему очередных заявок. инвертирующих входах элементов ЗАПРЕТ

4 и 5 сигналов с триггеров 11 и 54 препятствует прохождению заявок в каналы. В зависимости от положения управляющего триггера 1, в которое он устанавливается с заданной вероятностью P сигналами, поступающими на управляющие входы устройства, заявка поступает либо в первый канал, либо во. второй через соответствующие элементы И 2 и 3.

Для конкретности изложения полагаем, что заявка поступила через элемент И 2 на вход элемента И 6, который открыт под действием высокого потенциала с единичного выхода триггера 11. Высокий потенциал с инверсного нулевого выхода триггера 12 поступает на первый вход элемента И

25, открывая его, низкие потенциалы с нулевых выходов триггеров 27 — 29 закрывают его вторым входом элементы

И.26, 30 и 31, не пропуская тем самым импульсы от генератора 20 — 22, имитирующих отказы первого канала соответственно в режимах ориентации,готовности и обслуживания заявок.

Поступившая заявка с выхода элемента И б проходит открытый элемент

И 13 и запускает генератор 15, ими30 тируя начало режима ориентации первого канала к обслуживанию заявки, перебрасывает триггер 27 в единичное состояние, открывая тем самым элемент И 26, разрешая поступление импульсов от генератора 20, имитирующих отказ в этом режиме, Одновременно этот импульс .с выхода элемента

И 6, пройдя через элемент ИЛИ 9, пе.ребросит триггер 11 в единичное состояние, низкий потенциал с выхода которого закроет вход элемента И 13, элемента И 6 и откроет вход элемента ЗАПРЕТ 4 для прохождения очередной заявки в свободный второй канал, а также перебросит в единичное состояние триггер 12, низкий потенцил с выхода которого закроет элемент

И 25, прерывая поступление возложенных отказов от генератора 20 от момента включения устройства до поступ-5О ления заявки.

Через интервал времени, соответствующий моделируемому случайному закону времени ориентации первого канала к обслуживанию заявок, генератор

15 вырабатывает импульс, имитирующий окончание режима ориентации, который пройдя через элемент ИЛИ 14, перебро981 4 сит триггер 27 в нулевое состояние, низкий потенциал с выхода которого закроет элемент И 26,запрещая поступ ление импульсов от генератора 20.Импульс с выхода генератора 15 также запускает генератор 16, имитируя начало режима готовности. Импульс с выхода генератора 15 через элементы ИЛИ 14, И 57, ИЛИ 10 перебрасывает триггеры

11 и 12, приводя их в исходное состояние и устройство готово к приему заявок. Импульс с выхода генератора

15 также перебрасывает триггер 28 в единичное состояние, открывая вход элемента И 30 для прохода импульсов от генератора 21, имитирующих отказы в режиме готовности.

Если при нахождении канала в режиме ориентации генератор 20 вырабатывает импульс, соответствующий отказу аппаратуры канала, то поступив на вход останова генератора 15, установив его в исходное состояние, прекратив тем самым режим ориентации,прой" дет через элементы И 26, ИЛИ 24 и запустит генератор 23, тем самым имитируя начало режима устранения отказа, т.е. восстановление работоспособности канала. Этот же импульс, пройдя через элемент ИЛИ 14, перебросит триггер 27 в нулевое состояние, низкий потенциал с выхода которого закроет вход элемента И 26, запрещая поступ- . ление импульсов от генератора 20.

12«2981

Через интервал времени, соответст вующий времени нахождения первого канала системы в режиме готовности, на выходе генератора 16 появляется импульс, который, пройдя через элемент ИЛИ 18, перебрасывает триггер

?8 в нулевое состояние, закрывая вход элемента И 30, тем самым запрещая поступление отказов. Этот импульс также перебрасывает триггер 29 в состояние, при котором открывается вход элемента И 31, тем самым разрешая пропуск импульсов (отказов) от генератора 22, и запускает генератор 17, имитируя начало непосредственного обслуживания заявок.

Через интервал времени, соответствующий времени обслуживания заявок первым каналом системы, на выходе генератора 17 появляется импульс, ко" тарый, пройдя через элемент ИЛИ 19, перебросит триггер 29 в состояние, при котором закрывается вход элемента И 31, тем самым запрещая проход импульсов от генератора 22. Импульс с выхода генератора 17 поступает на первый выход 55 устройства и имитирует обслуженную заявку первым каналом системы.

Если при нахождении канала в режиме готовности генератор 21 вырабатывает импульс, имитирующий отказ, то поступив на вход останова генератора

i6, устанавливает его в исходное состояние, прервав тем самым режим готовности, пройдет через элементы И

30. ИЛИ 24 и запустит генератор 23, тем самым имитируя начало устранения возникшего отказа. Этот же импульс, пройдя через элемент ИЛИ 18, перебросит триггер 28 в состояние, при котором закроется вход элемента И 30. Через интервал времени, соответствуюший времени восстановления канала системы, генератор 23 вырабатывает импульс, который, пройдя через элемент ИЛИ 10 перебросит (или подтвердит) триггеры 11 и 12 в исходное состояние и канал устройства готов к приему очередных заявок. Если при нахождении канала в режиме обслуживания заявок генератор

22 вырабатывает импульс, имитирующий отказ, то, поступив на вход останова генератора 17, устанавливает его в исходное состояние, прервав тем самым режим обслуживания, пройдет элементы

И 31, ИЛИ 24 и запустит генератор 23, тем самым имитируя .начало устранения возникшего отказа. Этот же импульс, пройдя через элемент ИЛИ 19, паребро

> k сит триггер 29 в состояние, при котором закроется вход элемента И 31. Чере3 HTe pe ieH > cooTBpTcTBóK>щий времени восстановления канала системы, генератор 23 вырабатывает импульс, который, пройдя через элемент ИЛИ 10, перебросит {или подтвердит) триггеры 11 и 1 2 в исходное состояние и устройство готово к приему очередных заявок., При поступлении заявки во второй канал она проходит через элементы

И 3 на вход элемента И 7, который открыт под действием высокого потенциала с единичного выхода триггера

54, Элемент И 25 в исходном состоянии открыт, элементы И 26, 30 и 31 закрыты за счет соответствующих потенциалов с выходов триггеров 12, 2". 28 и

29 соответственно.

Пришедшая заявка с выхода N 7 проходит элемент И 49 и запускает генератор 4?., имитируя начало режима ориентации второго канала к обслуживанию заявки, перебрасывает триггер 50 в состояние, при котором открывается элемент И 45, тем самым разрешая поступление импульсов от генератора 38, имитирующих отказ второго канала в этом режиме. Одновременно этот же импульс с выхода элемента И 7,пройдя через элемент ИЛИ 37,перебросит триггер 54 в состояние,при котором закроется элемент И 49 и 7 и открывается вход элемента И 5 для прохождения очередной заявки в свободный первый канал, а также перебросит триггер 53 в состояние,при котором элемент И 48 закроется, Через интервал времени, соответствующий моделируемому случайному закону времени .ориентации второго канала к обслуживанию заявок, генератор 42 вырабатывает импульс, имитирующий окончание режима ориентации, которьй, пройдя через элемент ИЛИ 34, перебросит триггер 50 в состояние, при котором закроется элемент И 45, запрещая поступление импульсов от генератора

38. Импульс с выхода генератора 42 также запускает генератор 43, имитируя начало режима готовности, импульс с выхода генератора 42, пройдя через элементы ИЛИ 34, И 58, ИЛИ 33, перебрасывает триггеры 53 и 54 в исход1242981 готов к приему очередных заявок. ное состояние и канал устройства готов к приему очередной заявки.

Импульс с выхода генератора 42 также перебрасывает триггер 51 в состояние

5 при котором открывается элемент И 46 для прохода импульсов от генератора

39, имитирующих отказы в pemme готовности второго канала.

Если при нахождении канала в режи10 ме ориентации генератор 38 вырабатывает импульс, соответствующий отказу аппаратуры второго канала, то поступив на вход останова генератора

42, установив его в исходное состояние, прекратив тем самым режим ориентации, пройдя через элементы И 45, ИЛИ 32 и запустит генератор 41, имитируя тем самым начало режима устранения отказа, т,е. восстановления

20 работоспособности канала, Этот же импульс, пройдя через элемент ИЛИ 34, перебросит триггер 50 в состояние, при котором закроется вход элемента

И 45, запрещая поступление импульсов от генератора 38, Через интервал времени, соответствующий времени восстановления второго канала системы, генератор 41 вырабатывает импульс, который, пройдя

30 через элемент ИЛИ 33, перебросит триггеры 53 и 54 в исходное состояние и канал устройства готов к приему очередных заявок.

Если генератор 38 вырабатывает импульс (отказ) до прихода заявки, то он проходит через открытые элементы

И 48, ИЛИ 37, перебрасывает триггер

54 в состояние, при котором закрывается вход элементов И 49 и 7, а пройдя через элемент ИЛИ 32, запустит генератор 41, который через интервал времени восстановления вырабатывает импульс, который, пройдя через элемент ИЛИ 33, перебросит триггеры 53 и 54 в состояние, при которых откры- 45 ваются входы элементов. И 7 и 49, т.е. вход второго канала устройства для приема очередных заявок.

Через интервал времени, соответствующий времени нахождения второго канала .системы в режиме готовности, на выходе генератора 43 появляется импульс, который, пройдя через элемент ИЛИ 35, перебрасывает триггер

51 в состояние, при котором закрывается вход элемента И 46 — триггер

52 в состояние, при котором открывается вход элемента И 47, разрешая тем самым проход импульса (отказов) от генератора 40, и запускает rezepa тор 44, имитируя начало непосредственного обслуживания заявок. \

Через интервал времени, соответствующий времени обслуживания заявок вторым каналом системы, на выходе генератора 44 появляется импульс, который, пройдя через элемент ИЛИ 36, перебросит триггер 52 в состояние, при котором закрывается вход элемента И 47, запрещая тем самым проход импульсам от генератора 40. Импульс с выхода генератора 44 поступает на второй выход 56 устройства и имитирует обслуженную заявку,во втором канале системы.

Если при нахождении канала в режиме готовности генератор 39 вырабатывает импульс, имитирующий отказ, то, поступив на вход останова генератора

43, прерывает режим готовности и, пройдя элементы И 46, ИЛИ 32, запус-, тит генератор .41, тем самым имитируя начало устранения возникшего отказа. Этот же импульс, пройдя через элемент ИЛИ 35, перебросит триггер

51 в состояние, при котором закроется вход элемента И 46. Через интервал времени, соответствующий времени восстановления второго канала системы, генератор 41 вырабатывает импульс. который, пройдя через элемент ИЛИ 33, перебросит (или подтвердит) триггеры 53 и 54 в исходное состояние и канал устройства готов к приему очередных заявок, Если при нахождении второго канала в режиме обслуживания заявок генератор 40 вырабатывает импульс, имитирующий отказ, то, поступив на вход останова генератора 44, устанавливает его в исходное состояние, прервав тем самым режим обслуживания, пройдет элементы И 47, ИЛИ 32 и.запустит генератор 41, тем самым имитируя начало устранения возникшего отказа. Этот же импульс, пройдя через элемент ИЛИ 36, перебросит триггер 52 в состояние, при котором закроется вход элемента И 47. Через интервал времени, соответствующий времени восстановления канала системы, генератор 41 вырабатывает импульс, который, пройдя через элемент ИЛИ 33, перебросит (или подтвердит) триггеры, 53 и 54 в исходное состояние и канал. 1242981

В случае, если один из каналов за нят, то открывающийся в этом случае элемент И 5 или элемент И 4 разрешает прохождение заявки в свободный канал, а отсутствие сигнала на втором входе элемента И 6 или элемента И 7 запрещает прохождение заявки в занятый канал.

В случае, если оба канала заняты, заявка из-за отсутствия сигналов на вторых входах элементов И 6 и 7 получает отказ. В случае, завершения ориентации одного из каналов, поступившая заявка принимается этим каналом и даже процесс повторяется.

Формула изобретения

- Устройство для моделирования двухканальной системы массового обслуживания,содержащее триггер управления и два канала обслуживания, каждый из которых содержит первый триггер, элемент ЗАПРЕТ, два элемента И, еди яичный и нулевой входы триггера управления являются соответственно входами выбора первого и второго канала обслуживания устройства, а единичный и нулевой выходы триггера

ЗО управления соединены с первыми входами первых элементов И соответственно .первого и второго каналов обслуживания, вторые входы которых объединены

1 между собой и являются информационным входом устройства, который сое— динен также с прямыми входами элементов ЗАПРЕТ первого и второго каналов обслуживания, выход элемента ЗАПРЕТ первого канала обслуживания объединен с выходом первого элемента И

4О второго канала обслуживания и подключен к первому входу второго элемента

И второго канала обслуживания, второй вход которого объединен с:инерсным входом элемента ЗАПРЕТ второго кана4с ла обслуживания, выход которого объединен с выходом первого элемента И первого канала обслуживания и подключен к первому входу второго элемента И первого канала обслуживания, BòoðîA вхоц которого соединен с инверсным входом элемента ЗАПРЕТ первого канала обслуживания, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет учета режимов отказов и восстановления каналов обслуживания устройства, каждый канал обслуживания содержит шесть элементов ИЛИ, пять триггеров,, шесть элементов И и семь генераторов импульсов со случайным интервалом следования, в каж-, дом канале обслуживания единичный выход первого триггера соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с единичным входом второго триггера, с первым входом третьего элемента И и с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с единичным входом первого триггера, нулевой вход которого объединен с нулевым входом второго триггера .и подключен к выходу второго элемента ИЛИ, а нулевой выход первого триггера соединен с вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с единичным входом третьего триггера и с входом

Пуск первого генератора импульсов со случайным интервалом следования, выход которого соединен с входом

"Пуск" второго генератора импульсов со случайным интервалом следования, с единичным входом четвертого триггера и с. первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с нулевым входом третьего триггера и с первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход второго генератора импульсов со случайным интервалом следования соединен с входом "ttycic" третьего генератора импульсов со случайным интервалом следования, с единичным входом пятого триггера и с первым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с нулевым входом четвертого триггера, выход третьего генератора импульсов со случайным интервалом следования является выходом данного канала обслуживания устройства и соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с нулевым входом пятого триггера, нулевой выход второго триггера соединен с первым входом пятого элемента И,, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и с первым входом шестого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом "Пуск" четвертого генератора импульсов со случайным интервалом следования, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход пятого генератора импульсов

1242981

Составитель А, Карасов

Техред M.Ходанич Корректор Л. Патай

Редактор B. Иванова

Заказ 3707/49

Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 со случайным интервалом следования соединен с входом "Стоп" первого генератора импульсов со случайным интервалом следования, с вторым входом третьего элемента ИЛИ, с вторым входом пятого элемента И и с первым входом шестого элемента И, выход которого соединен с вторым входом шестого элемента ИЛИ, единичный выход ,третьего триггера соединен с вторыми входами четвертого и шестого элементов И, выход шестого генератора импульсов со случайным интервалом следования соединен с входом "Стоп" вто рого генератора импульсов со случайным интервалом следования, с вторым входом четвертого элемента ИЛИ и с первым входом седьмого элемента И, выход которого соединен с третьим входом шестого элемента ИЛИ, единичный выход четвертого триггера соеди-, нен с вторым входом седьмого элемента И, выход седьмого генератора импульсов со случайным интервалом следования соединен с входом "Стоп" третьего генератора импульсов со случайным интервалом следования, с вторым входом пятого элемента ИЛИ и с первым входом восьмого элемента И, выход которого соединен с четвертым входом шестого элемента ИЛИ, единичный выход пятого триггера соединен с. вторым входом восьмого элемента И.