Устройство для моделирования систем массового обслуживания

 

Изобретение относится к вычислктельной технике и может быть использовано при исследовании систем массового обслуживания и сетей массового обслуживания, состоящих из нескольких систем массового обслуживания . Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования повторного обслуживания заявок, недообслуженных из-за отказов обслуживающих приборов. Цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены, элементы И, элемент ИЛИ и триггер. Данное устройство может быть использовано при исследовании фзпнкционирования систем и сетей массового обслуживания с ненадежными каналами обслуживания. 2 шт. iS

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (ю4С06 Р15 20 k !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTGPCHOMV СВИДЕТЕПЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 41981 94/24-24 (22) 18. 11.86 (46) 23. 08.88. Бюл. Р 31 (72) В.В.Тимофеев, А.Д.Хомоненко и Г.В.Филимонихин (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР.

Ф 1108459, кл. G 06 F 15/20, 1982.

Авторское свидетельство СССР

У 1275466, кл. G 06 Р 15/20, 1985.. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ ИАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при исследовании систем мас„„80„„.!1418743 сового обслуживания и сетей массо" ваго обслуживания, состоящих из нескольких систем массового обслуживания. Цель изобретения «расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования повторного обслуживания заявок, недообслуженных из-за отказов обслуживающих приборов. Цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены элементы И, элемент ИЛИ и триггер.

Данное устройство может быть использовано при исследовании функционирования систем и сетей массового обслуживания с ненадежными каналами обслу- живанияе 2 ила

°:!

418743

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь,зовано при исследовании систем мас( сового обслуживания и сетей массового обслуживания, состоящих из несколь ких систем массового обслуживания.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования повторного обслуживания заявок, недообслуженных из-,за отказов обслуживающих приборов.

На фиг. 1 приведена структурная ,схема устройства; на фиг. 2 — схема 15 ,,áëîêà случайных временных задержек.

Устройство содержит генератор 1 случайного потока импульсов заявок, :счетчик 2 общего числа заявок, первый 3 и второй 4 счетчики числа зая- 20 вок, получивших отказ в обслуживании, первый 5 — шестой 10 элементы .И, первый 11 — шестой 16 элементы запрета, первый 17 — седьмой 23 элементы ИЛИ, первый 24 и второй 25 блоки случайных временных задержек, первый 26 и второй 27 вероятностнораспределительные блоки, первый 28— четвертый 31 реверсивные счетчики, первый 32 — четвертый 35 многовхо- 30 довые элементы И, первый 36 и второй

37 многовходавые элементы ИЛИ, пер вый 38 и второй 39 счетчики числа заявок, получивших отказ в обслуживании из-за отказов обслуживающих при боров, седьмой 40 и восьмой 41 элементы И, восьмой элемент ИЛИ 42, триггер 43 и входы 44 и 45.

Блоки 24 и 25 случайных временных задержек содержат элементы ИЛИ-НЕ щ

46„ элементы ИЛИ 47, элементы НЕ 48, четыре элемента ИЛИ 49 и каналы 50, каждый из которых содержит первый

51 — четвертый 54 элементы И, первый

55 и. второй 56 триггеры, первый 57 и второй 58 элементы ИЛИ, первый 59 и второй 60 элементы случайной задержки, генератор 61 отказов, вход 62 блока, первый 63 — четвертый 66 выходы °

Блок 24 работает следующим образом. В исходном состоянии триггеры

55 и 56 всех каналов находятся в исходном состоянии. При этом триггеры 55 обеспечивают наличие нулевых

55 потенциалов на выходах элементов

ИЛИ-НЕ 46 каналов с номерами, большими или равными номеру триггера 55.

Для открытия каждого иэ элементов

И 51 требуется единичный потенциал с выхода соответствующего элемента

ИЛИ-HE 46. Если свободен один из каналов 50, например, с номером

его триггер 55 находится в единичном состоянии и сигналом с его выхода исключается возможность прохождения импульса, имитирующего поступление заявки на входы каналов с большими номерами.

Импульс, поступивший на вход 62, через открытый элемент И 5 1 первого канала 50 и элемента ИЛИ 58 пройдет на нулевой вход триггера 55 и непосредственно с выхода элемента И 51 на вход элемента 59 (случайной задержки первого канала. До тех пор, пока этот импульс не появится на выходе элемента 59 задержки, триггер

55 первого канала находится в нулевом состоянии и открытым окажется лишь элемент И 51 второго канала.

При поступлении следующего импульса он поступит на вход элемента 59 задержки второго канала и установит в нулевое состояние соответствующий триггер 55 и т.д.

Импульс элемента 59 задержки, появившийся на выходе через некоторое время, равное случайной длительности обслуживания, проходя через открытый (так как триггер 56 в единичном состоянии) элемент И 54, элемент ИЛИ 57, установит соответствующий триггер 55 в единичное состояние и одновременно с выхода элемента

И 54 через элемент ИЛИ 49 поступает на выход 63 блока случайных временных задержек.

Импульс с ген ератора 61, имитиI I рующего случайный поток отказов канала, проходит на вход второго элемента 60 случайных задержек, имитирующего процесс восстановления канала, через элемент ИЛИ 58 — на нулевой вход триггера 55, имитируя занятие канала, на нулевой вход триггера 56 и на вход элемента И 53.

При этом, если. канал не занимался обслуживанием (триггер 55 находится в единичном состоянии), элемент

И 52 открыт, и импульс с выхода генератора 61 проходит через второй элемент ИЛИ 49 на выход 64 блока линий случайных временных задержек и сигнализирует о занятии канала, если же канал был занят обслуживанием (триггер 55 находится в нулевом

3 1418 состоянии), открыт элемент И 53, и импульс генератора 61 проходит через четвертый элемент ИЛИ 49 на выход

66 блока случайных временных задер5 жек, сигнализируя о прерывании об- служивания заявки из-за отказов канала обслуживания. В последнем случае импульс, появившийся на выходе элемента 59 случайной задержки, не сможет пройти на выход блока задержек из-за нулевого состояния триггера 56. Для исключения появле.ния ложного импульса на выходе элемента 59 после восстановления канала величина задержки сигнала в элементе 60 должна быть много больше задерж; ки в элементе 59.

Импульс на выходе элемента 60 случайных задержек, появившийся через случайное время, равное случайной длительности восстановления канала„ поступает на единичный вход триггера 56, одновременно через элемент ИЛИ 57 — на единичный вход 25 триггера 55 и вместе с тем через третий элемент ИЛИ 49 на вход 65 блока случайных временных задержек,имитируя тем самым восстановление канала обслуживания. Остальные каналы работают аналогично.

Устройство работает следующим образом.

Режим моделирования с .повторным обслуживанием заявок получивших отФ

35 каз из-за отказа каналов обслуживания, задаются подачей сигнала - оответственно на входы 44 и 45 триггера 43. Когда в сети свободен хотя бы один канал в первом узле, сигнал на выходе многовходсвого элемента И

32 отсутствует, а импульсы от генератора 1 случайного потока импульсов заявок и с выхода., открытого в первом режиме элемента И 40 через от4ь крытый элемент 11 запрета, элемент

ИЛИ 22, поступают на суммирующий вход счетчика 28 числа занятых каналов первого узла и одновременно через элемент ИЛИ 19 в блок 24 случайных временных задержек. Поступле.ние импульса на суммирующий вход реверсивного счетчика 28 числа занятых каналов первого узла увеличивает его код на единицу, что означает занятие одного канала. Импульс с блока

24 случайных временных задержек, появившийся на его первом выходе, через время, равное случайной длитель743

4 ности обслуживания, поступает на вход вероятностно-распределительного блока 26, который с вероятностью P генерирует импульс по своему первому выходу и с вероятностью (1-P) по второму. Импульс, появившийся с вероятностью P на первом выходе вероятностно-распределительного блока 26, поступает через элемент ИЛИ .17 и открытый элемент 12 запрета на вычитан щий вход реверсивного счетчика 28 числа занятых каналов первого узла и списывает из него единицу, имитируя тем самым освобождение одного канала.

С вероятностью (1-P) импульс генерируется на втором выходе вероятност» но-распределительного блока 26 и по ступает через элемент ИЛИ 17, элемент 12 запрета на вычитающий вход реверсивного счетчика 28 числа занятых каналов первого узла, списывая из него единицу, а через элемент

И1И 42, открытый элемент 14 запрета, элемент KITH 23 — на суммирующий вход реверсивного счетчика- 29 числа занятых каналов второго узла и через элемент ИЛИ 20 на вход блока 25 случайных временных задержек, имитирующего процесс обслуживания. Импульс ,с первого выхода блока 25 случайных временных задержек, задержанный на время, равное случайной длительности обслуживания, поступает на вход ве роятностно-распределительного блока

27, который с вероятностью Р генерирует импульс по первому выходу и с вероятностью (1-Р) по второму выходу. Импульс по первому выходу считы» ., веет единицу из счетчика 29.числа занятых каналов второго узла, а импульс по в-.îðîìó выходу, кроме того, поступает через элемент ИЛИ 18 вновь на обслуживание в первый узел.

В момент времени, когда все каналь1 второго узла заняты, на выходе многовходового элемента И 33, связанного с разрядами счетчика 29 чиспа занятых каналов второго узла, появляется сигнал, который закрывает элемент 14 запрета, открывает элемент И 8, импульсы с выхода элемента ИЛИ 42 поступают через открытый элемент И 8 и элемент 16 запрета на суммирующий вход реверсивного счетчика 31 заявок, стоящих в очереди второго узла. Поступление импульса на суммирующий вход счетчика 31 зая-1 вок, стоящих в очереди второго узла.

1418743

ЗБ

4Б

БО

ББ увеличивает его код на единицу, что означает появление в очереди еще одной заявки. На выходе многовходового элемента ИЛИ 37 появляется сигнал, открывающий элемент И 9 и закрывающий элемент 15 запрета. Импульс на первом выходе блока 25 случайных временных задержек через вероятностно-распределительный блок, 7, элемент ИЛИ 21, открытый эле мент И 9 поступает на вычитающий вход счетчика 31 числа заявок, стоя1цих в очереди второго узла, и одно- . временно с этим через элемент ИЛИ 20 на вход блока 25 случайных временных ,задержек, имитируя тем самым приня тие на обслуживание одной из заявок, (, стоящих в очереди. Аналогично орга, низуется очередь и в первом узле. момент времени, когда все места

В очереди первого узла заняты„ на входе многовходового элемента И 34, связанного с разрядами счетчика 30

;числа заявок, стоящих в очереди первого узла, появляется сигнал, который открывает элемент И 7, закрывает элемент 13 запрета., и импульсы выхода элемента И 40, открытого ! в первом режиме, а так же от генератора 1 случайного потока импульсов через открытые элементы И 5 и

7 поступают в:счетчик 2 числа заявок, Получивших отказ в обслуживании.

При заполнении всех мест в очереди второго узла на выходе многовходового элемента И 35, связанного с разрядами счетчика 31 заявок, стоящих

Ь очереди второго узла, появляется сигнал, который открывает элемент

И 10, закрывает элемент 16 запрета, и импульсы с выхода элемента И 41, открытого в первом режиме, а также с второго выхода вероятностнораспределительного блока 26 через открытые элементы И 8 и 10 поступают на второй счетчик 4 числа заявок, получивших отказ в обслуживании.

Импульс IIoHBHBIIIHHGH HB BTopoM выходе блока, 24 случайных временных задержек, сигнализирующий об отказе одного из свободных обслуживающих каналов, проходит через элемент ИЛИ

22 на суммирующий вход реверсивного счетчика 28 числа занятых каналов первого узла, имитируя тем самым уменьшение числа свободных каналов

1 из-за отказа одного из них. Импульс, появившийся на третьем выходе блока 24, через элемент ИЛИ 17 поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 28, имитируя тем самым освобождение одного канала вследствие его восстановления. Импульс, появившийся на четвертом выходе блока 24 случайных временных задержек, сигнализирующий о наличии недообслуженной.заявки из-за отказа канала обслуживания, поступает на вход счетчика 38 и на вход открытого в первом режиме элемента И 40, имитируя тем самым повторное поступление на обслуживание заявки, недообслуженной из-за отказа канала обслуживания.

Аналогично происходит функционированйе во втором узле.

Статистические характеристики функционирования системы массового обслуживания (сети массового обслуживания) вычисляются известными методами на основе 1оказаний счетчиков.

Формула изобретения

Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор случайного потока импульсов заявок, счетчик общего числа заявок, первый и второй счетчики заявок, получивших отказ в обслуживании, с первого по шестой элементы И, с первого по шестой элементы запрета, с первого по седьмой элементы ИЛИ, первый и второй блоки случайных временных задержек,.первый и второй вероятностно-распределительные блоки, с первого по че гвертый реверсивные счетчики, с первого по четвертый многовходовые элементы И, первый и второй многовходовые элементы ИЛИ, первый и второй счетчики числа заявок получивших отказ в обслуживании из-за отказов обслуживающего прибора, разрядные выходы первого реверсивного счетчика, соединенные соответственно с входами первого многовходового элемента И, выход которого подключен к первому входу первого элемента И и упр=вляющему входу первого элемента запрета, выход первого элемента

ИЛИ соединен с первым входом второго элемента И и информационным входом второго элемента запрета„, выход которого подключен к вычитающему вхо, ду первого реверсивного счетчика, выход первого элемента И соединен с информационным входом третьего элемента запрета и с первым входом тре5 тьего элемента И, выход которого подключен к входу первого счетчика числа заявок, получивших отказ в обслуживании, выход генератора случайного потока импульсов заявок подключен к счетному входу счетчика числа заявок и к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу первого элемента И и информационному входу )5 первого элемента запрета, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом первого блока случай ных временных задержек, первый и вто- 20 рой выходы вероятностно-распределительного блока подключены соответственно к первому и второму входам первого элемента ИЛИ, выход четвертого элемента запрета соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен к. входу второго блока случайных временных задержек, первый .и второй выходы второго вероятностно-распределительного уст- 30 ройства соединены соответственно с первым и вторым входами пятого элемента ИЛИ, второй выход второго вероятностно-распределительного блока подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход пятого элемента

ИЛИ соединен с первым входом пятого элемента И и информационным входом пятого элемента запрета, выход которого соединен с вычитающим входом 40 второго реверсивного счетчика, разрядные выходы которого соединены соответственно с входами второго многовходового элемента И, выход которого подключен к первому входу 45 червертого элемента И и управляющему входу четвертого элемента запрета, разрядные выходы третьего реверсивного счетчика соединены соответственно с входами первого многовходо- 50 ваго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента: И, разрядные выходы четвертого реверсивного счетчика подключены

" соответственно к входам второго многовходового элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу пятого элемента И и управляющему входу пятого элемента запрета, второй

1÷18743 8 вход третьего элемента И и управляющий вход третьего элемента запрета объединены и подключены к выходу третьего многовхсдового элемента

И, входы которо" î соединены соответственно с разрядными выходами третьего реверсивного. счетчика, выход четвертого элемента И подключен к первому входу шестого элемента И и информационному входу шестого элемента запрета, выходы которых соединены соответственно co счетными входами второго счетчика числа заявок, получивших отказ в.обслуживании, и суммирующим входом четвертого реверсивного счетчика, разрядные вьгходы которого соединены соответственно с входами четвертого многовходового элемента И, выход которого подключен к второму входу шестога элемента И и управляющему входу шестого элемента запрета, выход второго элемента И соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ и вычитающим входом третьего реверсивного счетчика, а выход пятого элемента И подключен к второму входу четвертого элемента РПИ и вычитающему входу четвертого реверсивно"о счет чика, выход третьего элемента запрета соединен .с су ыирующим входом третьего реверсивного счетчика„ первые выходы первого и второго блоков нучайных временных задержек подключены соответственно к входам первого и второго вероятностно-распределительных блоков, вторые выходы первого и второго блоков случайных временньгх за-. держек соединены с.первыми входами соответственно шестого и седьмого элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого и четвертого элементов запрета, а выходы шестого и седьмого элементов ИЛИ подключены к суммирующим входам соответственно первого и второго реверсивных счетчиков, третьи выходы первого и второго блоков случайных временных задержек соединены с третьими входами соответственно первого и пятого элементов ИЛИ, четвертые выходы первого и второго блоков случайных временных задержек подключены к счетным входам соответственно первого и второго счетчиков числа заявок, получивших отказ в обслуживании из-за отказов обслуживающего прибора, о т л и ч а ю щ е е с я

9, 141 тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей устройства ва счет моделирования повторного обслуживания заявок, недообслуженных иэ-за отказов обслухмвающих приборов, оно дополнительно содержит шестой и седьмой элементы И, восьмой лемент ИЛИ и триггер, входы которого являются входами установки режима работы устройства, прямой выход триггера подключен к первым входам седьмого и восьмого элементов И, вторые входы которых соединены с четверты8743 ми выходами соответственно первого н второго блоков случайных временных задержек, выход седьмого элемента И подключен к третьему входу второго элемента ИЛИ, а выход восьмого элемента И соединен с первым входом восьмого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к второму выходу перво1р ro вероятностно-распределительного блока, а выход восьмого элемента

ИЛИ подключен к второму входу четвертого элемента И и информационному входу четвертого элемента запрета.!

418743

Составиетль В.Фукалов

Техред М.Ходанич Корректор М.Васильева

Редактор Н.Рогулич

Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4156/48

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4