Устройство для моделирования систем массового обслуживания

 

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной технике и предназначено для моделирования работы систем массового обслуживания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет ограничения времени обслуживания заявок. Устройство позволяет моделировать работу одноканальных систем массового обслуживания с очередями и ограниченным временем обслуживания заявок. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (so 4 С 06 G 7/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbITHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4236422/24-24 (22) 27. 04. 87 (46) 23.05.89, Бюл. й- 19 (71) Одесский политехнический институт (72) Г.Ф. Болилый, С.А. Куценко, И.В. Мартынов и N.Â. Филиппов (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 840964, кл. G 06 G 7/48, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 1418773, кл, С 06 С 7/48, 1987.

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано для исследования систем массового обслуживания, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей моделирования за счет ограничения времени обслуживания заявок.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 случайного напряжения, сумматор .2, схему 3 выборки-хранения (СВХ), первый ключ 4, интегратор 5, второй ключ

6, ограничительный резистор 7, генератор 8 случайного потока импульсов заявок, первую схему 9 сравнения, элемент 10 задержки, вторую схему

11 сравнения, второй 12, первый 13 и третий 14 элементы И.

Вербальная модель работы устройства следующая.

„.SU„„ 1481В0 А1

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ (57) Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для моделирования работы систем массового . обслуживания. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет ограничения времени обслуживания заявок. Устройство позволяет моделировать работу одноканальных систем массового обслуживания с очередями и ограниченным временем обслуживания заявок. 1 ил.

Заявка, поступившая на вход устройства, принимается к обслуживанию, если обслуживающий аппарат свободен, и становится в очередь, если он занят. Обслуживание заявок из очереди осуществляется в порядке поступления. Заявки, время обслуживания которых превышает допустимую величину, не принимаются к обслуживанию и покидают систему.

Генератор 1 вырабатывает случайное непрерывное изменяющееся напряжение, амплитуды которого распределены по требуемому случайному закону обслуживания. Генератор 8 вырабатывает короткие импульсы, временные интервалы между которыми распределены в соответствии с законом распределения поступающих заявок.

Интегратор 5 выполнен по схеме неинвертирующего интегратора и работает в двух режимах.

07 4 з 14818

Первый — установка начальных условий, т.е, заряд емкости конденсатора интегратора 5 до определенного значения напряжений. При этом вход интегратора 5 подключен к выходу

5 схемы 3 через ключ 4 с очень малым сопротивлением, поэтому установка начальных условий происходит за короткое время. 10

Второй режим — интегрирование. На вход интегратора 5 подается управляющее напряжение с первого входа устройства через ключ 4 и резистор 7, что приводит к линейному уменьшению 15 напряжения начальных условий на выходе интегратора 5. Скорость интегрирования зависит от величины входного напряжения, определяющего масштаб преобразования и являющегося 20 постоянной величиной в данном цикле работы. Ключ 6 предназначен для подключения интегратора 5 к входу сумматора 2 при организации и обслуживания очереди. 25

Схема 11 сравнения имеет гистерезисную характеристику (зону нечувствительности). Зона нечувствительности введена для устранения ложных срабатываний при одинаковых сиг- 30 налах на его входах. . Работа устройства рассматривается в трех режимах - обслуживание заявок без ожидания, организация очереди и потери заявок из-за ограничений времени обслуживания.

Предположим, что обслуживающий аппарат свободен — интегратор 5 находится в состоянии, когда напряжение на его выходе близко к напряжению решения. Полярность этого напряжения соответствует полярности управляющего напряжения на входе задания скорости, интегрирования устройства, так как вход интегратора 5 45 через ключ 4 подключен к этому входу. в отсутствие импульса с выхода элемента И 13. Сигнал с выхода схемы 9 сравнения удерживает ключ 6 в закрытом состоянии, поэтому на вход сумматора 2 поступает только сигнал с генератора 1. Допустим, что схема

11 сравнения находится в состоянии когда на ее прямом выходе присутствует сигнал, открывающий элементы, И 12 и 13. На ее инверсном выходе сигнал удерживает элемент И 14 в закрытом состоянии. Импульс с выхода генератора 8 через открытый элемент

И 12 проходит на управляющий вход схемы 3 и переводит ее в режим слежения. При этом сигнал на выходе схемы 3 повторяет напряжение с выхода сумматора 2. По окончании импульса схема 3 переходит в режим хранения.

Таким образом, к моменту окончания импульса генератора 8 остается случайное значение выходного напряжения генератора 1. Этим моделируется поступление заявки в очередь.

Импульс с выхода элемента 10 задержки проходит через открытый элемент И 13 на управляющий вход ключа

4 и переводит его в режим подключения выхода схемы 3 к входу интегратора 5. На выходе интегратора S устанавливается напряжение, равное выходному напряжению схемы "3. Этим моделируется поступление заявки из очереди в обслуживающий аппарат. Во время изменения выходного напряжения интегратора 5 (переход через ноль) схема 9 сравнения изменяет свое состояние и подключает к входу сумматора 2 выход интегратора 5 через ключ

6. Это изменение состояния моделирует обслуживание заявки без ожидания, По окончании импульса элемента 10 задержки ключ 4 подключает вход интегратора 5 через резистор 7 к первому входу устройства. На этот вход подается постоянное напряжение, моделирующее масштаб интегрирования. Полярность этого напряжения противоположна напряжению генератора 1. Интегратор

5 переходит в режим интегрирования, моделируя процесс обслуживания заявКИ.

Обслуживание заканчивается при достижении выходным напряжением интегратора 5 нулевого уровня. При этом схема 9 сравнения возвращается в исходное. состояние и закрывает ключ

6 ° Напряжение на выходе интегратора

5 продолжает изменяться до тех пор, пока не поступит новая заявка в систему. По величине напряжения на выходе интегратора 5 к моменту прихода новой заявки можно судить о времени простоя обслуживающего аппарата.

Организация очереди в устройстве моделируется следующим образом.

При амплитудно-временном представлении входного потока время обслуживания заявки моделируется амплитудой импульса. Процесс обслуживания свосравнения находится в состоянии, при котором сигнал с его прямого выхода удерживает элементы И 12 и 13 в закрытом состоянии, а сигнал с инверсного выхода открывает элемент И 14.

Поступающие заявки к обслуживанию не принимаются и покидают систему, что моделируется импульсами на выходе

1 элемента И 14.

Принятые ранее к обслуживанию заявки продолжают обслуживаться, так как сигнал с выхода закрытого элемента И 13 удерживает ключ 4 в состоянии подключения входа 1 к интегратору 5.

Общее число поступивших в систему заявок .моделируется импульсами генератора 8, поступившими на выходе устройства. После снятия ограничения на время обслуживания схема 11 сравнения возвращается в исходное состояние и устройство готово к приему новых заявок.

Формула изобретения

Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор случайного напряжения, ограничительный резистор, первый ключ, интегратор, первую схему сравнения, генератор случайного потока импульсов заявок, первый и второй элементы И, выход первого элемента И является выходом обслуженных заявок устройства и подключен к управляющему входу первого ключа, первый информационный вход которого через ограничительный резистор подключен к входу задания скорости интегрирования устройства, а выход первого ключа соединен с входом интегратора, выход которого соединен с информационным входом первой схемы сравнения, выход

"Больше" которой является выходом сигнализации о занятости обслуживаю" щего прибора устройства, выход генератора случайного потока импульсов заявок подключен к первому входу второго элемента И, о т л и ч а ю щ ее с я тем,,что, с целью расширения функциональных возможностей за счет моделирования ограничения времени обслуживания заявки, оно дополнительно содержит элемент задержки, второй ключ, третий элемент И, вторую схему сравнения, сумматор и схему выборкихранения, информационный вход которой подключен к выходу сумматора, управ5 1481807

6 дится к преобразованию на интеграторе 5 случайной амплитуды импульса в случайный временной интервал и ! сравнению его с интервалом между за5 явками. При электронно-импульсном моделировании, если заявка проходит в систему, когда обслуживающий аппарат занят, то она должна стать в очередь. 10

После окончания обслуживания предыдущей заявки заявка из очереди поступает в обслуживающий аппарат. Временем ожидания обслуживания для заявки, находящейся в очереди, является время до окончания обслуживания предыдущей заявки. В устройстве это время моделируется выходным напряжением интегратора 5, а время обслуживания заявки моделируется напряже- 20 нием генератора 1. Сумма этих напряжений в момент поступления заявки моделирует общее время пребывания заявки в системе. Из этого следует, что при организации обслуживания 25 очереди достаточно сумму напряжений, моделирующую время пребывания заявки в системе, с выхода сумматора 2 передать на обслуживающий аппарат. Тем самым моделируется процесс организа- 30 ции и обслуживания очереди, Импульс с выхода генератора 8 через элемент И 12 "записывает" в схему 3 значение суммы напряжений с выхода сумматора 2, а по импульсу 35 с элемента задержки 19 это напряжение поступает на интегратор 5. В остальном процесс обслуживания очереди моделируется таким же образом, как и при обслуживании заявок без ожида- 40 ния. Поступающие на выход устройства через элемент И 13 импульсы с выхода элемента 10 задержки моделируют общее количество обслуженных заявок.

Моделирование ограничения времени 45 обслуживания заявок осуществляется следующим образом.

На второй вход устройства подается напряжение, моделирующее допустимое время обслуживания заявок. По- 50 лярность этого напряжения такая как у генератора 1. Напряжение на втором входе, равное напряжению насыщения, моделирует. неограниченное время обслуживания заявок. В моменты времени, когда напряжение с генератора 1 превышает напряжение на втором входе устройства, т.е. время обслуживания заявок больше допустимого, схема 11

1481807

Составитель И. Дубинина

Техред А. Кравчук Корректор И. Горная

Редактор В. Данко

Заказ 2693/52 Тираж 669 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101 ляющий вход — к выходу второго элемента И, а выход соединен с вторым информационным входом первого ключа, выход второго ключа соединен с пер5 вым информационным входом сумматора, второй информационный вход которого подключен к выходу генератора случайного напряжения и первому информационному входу второй схемы сравнения, второй информационный вход которой является входом ограничения времени обслуживания заявки устройства, выход генератора случайного потока импульсов заявок подключен к 15 входу элемента задержки, выход которого соединен с первыми входами первого и третьего элементов И, выход третьего элемента И является выходом заявок устройства, не принятых к обслуживанию, второй вход третьего элемента И подключен к выходу "Больше" второй схемы сравнения, выход "Меньше" которой соединен с вторыми входами первого и второго элементов И, информационный и управляющий входы второго ключа соединены соответственно с выходом интегратора и выходом

"Больше" первой схемы сравнения.