Устройство для моделирования двухканальной системы массового обслуживания

 

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для моделирования систем массового обслуживания . Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет моделирования перераспределения заявок в очереди к обслуживающим приборам. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, генераторы 2 и 3 случайной последовательности импульсов, генераторы 10 и 11 случайных импульсов, блоки 14, ,31 и 32 синхронизации, реверсивные счер:чики 15, 33 и 34, одновибраторы 19-22, дешифраторь 18, 35 и 36, элементы 23 и 24 задержки,счетчики 16 и 17 обслуженных заявок,элементы ИЛИ 8,9,27-30,элементы И 4-7,элементы НЕ 12,13-,37 и 38. 2 ил. и .JB jsa Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (594 G 06 F 15 20

®(Р» »1 " 1»», )3.;, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Lk hit!;

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3844900/24-24 .(22) 10.12 ° 84 (46) 07.07.86. Бюл. У 25 (71) Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров железнодорожного транспорта (72) В.M. Крылов, П.Э. Борицкий, О.А. Добычина и А.П. Курковский (53) 681.396.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР по заявке У 3713901 кл. G Об F 15/20, 1984.

Авторское свидетельство СССР

N - 1089582, кл . G 06 F 15/20, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ДВУХКАНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ МАССОВОГО

ОБСЛУЖИВАНИЯ

„„SU„„!) 242983 А1 (57) Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено дпя моделирования систем массового обслуживания. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет моделирования перераспределения заявок в очереди к обслуживающим приборам. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, генераторы 2 и 3 случайной последовательности импульсов, генераторы 10 и 11 случайных импульсов, блоки 14,, 31 и 32 синхронизации, реверсивные счегчики 15, 33 и 34, одновибраторы 19=22 дешифраторы 18, 35 и 36, элементы 23 и 24 задержки, счетчики 16 и 17 обслуженных заявок, элементы ИЛИ

8,9,27-30,элементы И 4-7,элементы НЕ

12,13,37 и 38. 2 ил.

1 1

Изобретение относится к специали. зированным средствам вычислительной техники и может быть использовано для моделирования процессов обслуживания заявок в двухканальной системе массового обслуживания.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования перераспределения заявок в очередях к обслуживающим каналам.

На фиг .1 приведена схема предлагаемого устройства; íà фиг.2 — схема блока синхронизации.

Устройство содержит генера.тор 1 тактовых импульсов, первый 2 и второй 3 генераторы случайных последовательностей импульсов, первыйчетвертый элементы И 4-7, первый 8 и второй 9 элементы ИЛИ, первый 10 и второй 11 генераторы случайных интервалов времени, первый 12 и второй 13 элементы НЕ, блок 14 синхронизации, реверсивный счетчик 15, первый 16 и второй 17 счетчики обслуженных заявок, дешифратор 18, третий 19, четвертый 20, первый 21 и второй 22 одновибраторы, первый

23 и второй 24 элементы задержки, блоки 25 и 26 моделирования очередей заявок.

Блоки 25 и 26 моделирования очередей заявок содержат первые 27, 28 и вторые 29,30 элементы ИЛИ, блоки

31 и 32 синхронизации, реверсивные счетчики 33 и 34, дешифраторы

35 и 36, элементы НЕ 37 и 38.

Блоки 14, 31 и 32 синхронизации предназначены для синхронизации моментов поступления импульсов на суммирующие и вычитающие входы реверсивных счетчиков 15, 33 и 34 соответственно, так как типовые реверсив ные счетчики не допускают одновременной подачи импульсов на эти входы

Блок синхронизации (фиг.2) содержит элемент НЕ 39, первый 40:и второй 41 триггеры с динамическими входами, первый 42 и второй 43 элементы И, первый-четвертый одновибраторы 44-47.

Вербальная модель работы устройства следующая. Заявки, пришедшие на обслуживание в двухканальную СМО, становятся в очереди к обслуживающим каналам. Если при поступлении очередной заявки очередь к соответствующему каналу достигла предельной длины, то заявке оказывается

242983 2 в обслуживании. Кроме того, производится анализ количества заявок, находя;.Цихся в очередях. Если оказывается, что в очереди к смежному

5 каналу находится меньшее число заявок, причем эта разница (или больше) ранна определенному заранее задаваемому числу, то заявка из длинной очереди переходит в более короткую.

Устройство работает следующим образом.

На выходах генераторов 2 и 3 случайных последовательностей импульсов формируются потоки коротких импульсов, имитирующие входящие в первый и

:второй каналы СИО потоки заявок на обслужива.ние с заданными законами распределения времени между поступлением заявок. Предположим, что на

BTopblx входах элементов И 4 и 5 присутствует единичный сигнал. Тогда короткие импульсы с выходов генераторов 2 и 3 через элементы И 4 и 5 и

ИЛИ 8 и 9 соответственно поступают на первый и второй входы блока 14 синхронизации. Непосредственно с выходов элементов И 4 и 5 импульсы попадают на третьи входы блоков

25 и 26 моделирования очередей и, ЗО пройдя через элементы ИЛИ 27 и 28, поступают на первые входы блоков

31 и 32 синхронизации.

Блоки синхронизации работают следующим образом.

Импульсы, приходящие на первый

35 (второй) вход блоков синхронизации по своему переднему фронту перево— дят триггеры 40 (41) в единичное .состояние. На третий вход блоков синхронизации поступают импульсы вы4О сокой частоты от .генератора 1 тактовых импульсов. По переднему фронту синхроимпульса на третьем входе блока синхронизации одновибратор 47

45 выдает импульс фиксированной длительности. При наличии в этот момент единичного сигнала на выходе триггера 41 срабатывает элемент ИЛИ 43, который запускает одновибратор 45.

Импульс с выхода одновибратора 45

5О устанавливает по асинхронному входу триггер 41 в нулевое состояние и поступает,на второй выход блока синхронизации. Импульсы на первом выходе блока формируются аналогично при наличии паузы на третьем входе блока.

Одновибраторы выбираются из условия, чтобы сумма длительностей им3 1 пульсов на выходах одновибраторов

44 (45) и 46 (47) не превышала половины периода импульсной последовательности генератора 1.

Таким образом, импульсы на первом и втором выходах блока синхронизации во времени не совпадают, что поз. воляет подавать их на входы реверсивного счетчика. С первого и второго выходов блоков 31 и 32 синхронизации импульсы поступают на суммирующий и вычитающий входы реверсивных счетчиков 33 и 34 соответственно. Счетчики 33 и 34 фиксируют количество заявок в очереди к первому и второму каналам обслуживания CNO.

Рассмотрим процесс обслуживания заявок на примере первого канала.

При наличии заявок в очереди к первому каналу СМО на втором выходе дешифратора 35 присутствует логическая единица. При достижении содержимым счетчика 33 значения,при котором происходит ограничение длины очереди, на первом выходе дешифратора 35 появляется единичный сигнал, который через инвертор 37 поступает на первый выход блока 25 моделирования очереди заявок. Логический ноль с первого выхода блока 25 блокирует прохождение импульсов от генератора

2 через элемент И 4, что соответствует отказу вновь поступающим заявкам в приеме на обслуживание из-за достижения очередью предельной длины.

Обслуживание заявок моделируется следующим образом.

При наличии заявок в очереди логическая единица с.второго выхода дешифратора 35 поступает на второй вход элемента И 6. Предположим, что на его первом входе в этот момент также присутствует единица. В этом случае сигнал с выхода элемента И 6 запускает генератор 10, который формирует импульс случайной продолжительности. На выходе элемента НЕ 12 формируется пауза соответствующей длительности, которая блокирует прохождение сигнала через элемент И 6.

По ее окончании одновибратор 19 выдает короткий импульс, который через элемент ИЛИ 29 и блок 31 синхронизации поступает на вычитающий вход счетчика 33 и вход счетчика 16. Содержимое счетчика 33 уменьшается на единицу, что соответствует окончанию обслуживания заявки. Счетчик 16

242983 4 фиксирует количество заявок, обслуженных первым каналом. Обслуживание заявок продолжается до тех пор, пока существует их очередь, т.е. содер жимое счетчика 33 отлично от нуля.

Обслуживание заявок во втором канале происходит аналогично.

Учет перехода заявок из длинной очереди в короткую производится следующим образом.

В начале процесса моделирования в реверсивный счетчик 15 заносятся начальные условия — число К.

Имнульсы с выхода элемента И 4 (заявки, принятые в очередь к первому каналу) и с выхода одновибратора 20 (заявки, обслуженные вторым каналом) через элемент ИЛИ 8 и блок

14 синхронизации поступают на суммирующий вход счетчика 15. Импульсы с выхода элемента И 5 (заявки, принятые в очередь по второму каналу) и с выхода одновибратора 19 (заявки, обслуженные первым каналом) через элемент ИЛИ 9 и блок 14 поступают на .вычитающий вход. Записанное в счетчике 15 число 1 определяется по формуле:

В = m,-ш,+р -р,++k,, 30 где m(и тп2 — число заявок, принятых в очередь к первому и второму каналам обслуживания CNO р,, р, — число заявок, обслу35 женных первым и вторым каналами; — число, записанное в счетчик перед началом работы устройства.

Величиной К задается то значение разницы в длинах очередей, которая служит поводом для перехода заявки в более короткую. Величина К может быть равной 2,3,4 и т.д.

Таким образом, в счетчике 15 оказывается число, равное сумме величины К и числа, равного значению, на которое различаются длины очередей к каналам CMO.

Предположим, что число заявок в первой очереди растет быстрее, чем во второй. При этом содержимое счетчика 15 увеличивается ° Как только это содержимое станет равным величине 2К, на втором выходе дешифратора

18 появляется логическая единица и на выходе одновибратора 22 формируется короткий импульс.

1242983

Этот импульс через элемент ИЛИ 29 и блок 31 синхронизации поступает на вычитающий вход счетчика 33, через элемент ИЛИ .28 и блок 32 синхро- низации он же подается на суммирующий вход счетчика 34.

Содержимое счетчика 33 уменьшается на единицу, а содержимое счетчика 34 увеличивается, что соответствует переходу одной заявки из первой очереди во вторую.

Импульс с выхода одновибратора

22 через элемент ИЛИ 9 и блок 14 пос тупает на вычитающий вход реверсивного счетчика 15 и через элемент задержки 24, элемент ИЛИ 9 и блок

14 тоже на вычитающий вход счетчика

15. Время задержки элемента 24 больше длительности импульса, формируемого одновибратором 22. Содержимое . счетчика 15, соответствующее разнице очередей шпос число k, уменьшается на два, что имитирует переход одной заявки из первой очереди во вторую.

Первая очередь стала короче на одну заявку, а вторая — длиннее.

В случае, если очередь по второму каналу СМО оказывается длиннее очереди к первому каналу на k заявок, то на первом выходе дешифратора 18 появляется логическая единица. Одновибратор 21 формирует короткий импульс, содержимое счетчика 33 увеличивается на единицу, содержимое счетчика 34 уменьшается на единицу, содержимое счетчика 15 увеличивается на два.

Это соответствует переходу заявки из второй очереди в первую.

Регистрация количества заявок в очередях к первому и второму каналам

CNO производится по показаниям ре-. версивных счетчиков 33 и 34 соответственно. Количество обслуженных первым и вторым каналами CMO заявок фиксируется счетчиками 16 и 17.

Формула изобретения

Устройство для моделирования двухканальной системы массового обслуживания, содержащее первый и второй генераторы случайных последовательностей импульсов, первый и второй генераторы случайных интервалов времени, первый, второй, третий и четвертый элементы И, первый и второй счетчики обслуженных заявок, 5

55 первый и второй элементы НЕ, первый элемент зацержки, первый и второй элементы ИЛИ, первые входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго элементов И, первые входы которых соединены с выходами первого и второго генераторов случайных последовательностей импульсов соотватственно, второй и третий входы первого элемента ИЛИ подключены к выходу и входу первого элемента задержки соответственно, выходы первого и второго генераторов случайных интервалов времени подключены соответственно к вхоцам первого и второго элементов НЕ, выходы которых соединены с первыми входами третьего и четвертого элементов И соответственно,„ выходы которых. подключены соответственно к входам запуска первого и второго генераторов случайных интервалов времени, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет моделирования перераспределения заявок в очереди, оно дополнительно содержит первый, второй, третий и четвертый одновибраторы, генератор тактовых импульсов, дешифратор,второй элемент задержки, реверсивный счетчик, блок синхронизации и два блока моделирования очереди, блок синхронизации содержит элемент НЕ, первый и второй триггеры, первый, второй, третий и: четвертый одновибраторы, выходы первого и второго триггеров соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И блока синхронизации, выходы которых соединены с входами первого и второго одновибраторов соответственно, выходы которых соединены соответственно с первыми входами первого и второго триггеров, выход элемента BE блока синхронизации соединен с входом третьего одновибратора,,выход которого и выход четвертого одновибратора подключены соответственно к вторым входам первого и второго элементов И блока синхронизации, каждый блок моделирования очереди содержит первый и второй элементы ИЛИ„ блок синхронизации, реверсивный счетчик, дешифратор, элемент НЕ, вход которого подключен к первому выходу дешифратора, входы дешифратора подключены соответственно к разрядным выходам реверсивi Z4 2983 ного счетчика, суммирующий и вычитающий входы которого соединены с выходами первого и второго одновибраторов блока синхронизации, первые входы первого и второго триггеров подключены соответственно к выходам первого и второго элементов ИЛИ блока моделирования очереди, выход и вход второго элемента задержки сое.динены с вторым и третьим входами второго элемента ИЛИ устройства соответственно, выходы первого и второго элементов ИЛИ устройства подключены к первому и счетному входам t5 соответственно первого и второго триггеров блока синхронизации устрой. ства, выходы первого и второго одновибраторов которого подключены соответственно к суммирующему и. вычитаю- 2<) щему входам реверсивного счетчика устройства, разрядными выходами соединенного соответственно с входами дешифратора устройства, первый и вто рой выходы которого соответственно 25 через первый .и второй одновибраторы устройства соединены с входами первого и второго элементов задержки, вход элемента НЕ и вход четвертого одновибратора блока синхронизации устрой- gp ства соединены с выходом генератора тактовых импульсов и входами элемента НЕ и четвертого одновибратора первого и второго блоков моделирования очереди, выходы первого и второго элементов НЕ устройства подключены к входам третьего и четвертого одновибраторов устройства соответственно, выход третьего одновибратора устройства соединен с входом первого счет- О чика обслуженных заявок, первым входом второго элемента ИЛИ первого блока моделирования очереди и четвер тым входом второго элемента ИЛИ устройства, выход четвертого одновибратора устройства соединен с входом второго счетчика обслуженных заявок, первым входом второго элемента ИЛИ второго блока моделирования очереди и четвертым входом первого элемента ИЛИ устройства, выходы первого и второго элементов И устройства подключены соответственно к первым входам первого элемента ИЛИ первого и второго блоков моделирования очереди, выход первого одновибратора устройства соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ первого блока моделирования очередии вторым входом второго элемента ИЛИ второго блока моделирования очереди, выход второго одновибратора устройства соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ первого блока моделирования очереди и вторым входом первого элемента ИЛИ второго блока моделирования очереди, выходы элементов НЕ первого и второго блоков моделирования очереди подключены соответственно к вторым входам первого и второго элементов И устройства, вторые выходы дешифраторов первого и второго блоков моделирования очереди подключены соответственно к вторым входам третьего и четвертого элементов И устройства, а разрядные входы реверсивного счетчика устройства являются установочными входами устройства.

1242983

Составитель В„ Фукалов

Техред И.Ходанич Корректор Г. Решетник

Редактор А. Шандор

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