Устройство для моделирования систем массового обслуживания

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при моделировании многоканальных систем массового обслуживания с учетом динамики и режимов функционирования. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет исключения потери заявок во время отказов каналов. В устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор случайного потока импульсов, генератор заявок, счетчик общего числа заявок, K каналов моделирования обслуживания, каждый из которых содержит блок счетчиков, с первого по седьмой элементы И, первый, второй, третий и четвертый дифференцирующие элементы, первый, второй и третий триггеры, генератор случайных интервалов времени восстановления, генератор случайных интервалов времени технического обслуживания, генератор счетных импульсов, реверсивный счетчик, регистр памяти, первый элемент ИЛИ, генератор случайных интервалов времени обслуживания заявок, генератор случайных интервалов времени работы, а в последнем канале - второй элемент ИЛИ и восьмой элемент И, введены четвертый триггер, пятый дифференцирующий элемент, элемент задержки, восьмой элемент И, элемент НЕ и третий элемент ИЛИ. Это позволяет улучшить дисциплину обслуживания и сократить вероятность потери заявок, число обслуженных задач в среднем увеличилось на 11%, за счет рационального использования машинного времени. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 С 06 F 15/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4346969/24-24 (22) 21. 12.87 (46) .23.08.89. Вюл. Р 31 (72) С.В.Янин, В.И.Коснырев, А.Y.Êóçíåöîâ и В.В.Тимофеев (53) 681. 3 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1086435, кл. С 06 F 15/20, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М 1168962, кл. G 06 F 15/20, 1984. (54) УСТРОЙСТВО )1ГГ МОЛЕЛИРОВАНИЯ

СИСТЕМ МАССОВОГО ОВСЛУИ1ВАШ1Я (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при моделировании многоканальных систем массового обслуживания с учетом динамики и режимов функционирования ° Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет исключения потери заявок во время отказов каналов, В устройство для моделирования систем массо.вого обслуживания, содержащее генератор случайного потока импульсов, генератор заявок, счетчик общего числа заявок, К каналов моделирования

Изобретение относится к вычислительнбй технике и может быть использовано при моделировании многоканаль-.. ных систем массового обслуживания.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет исключения потери заявок при отказах каналов.

На фиг.1 изображена схема устройства, где раскрыт первый канал; на

„.80„„1503044 А1

2 обслуживания, каждый из которых со-. держит блок счетчиков, с первого по седьмой элементы И, первый, второй, третий и четвертый дифференцирующие .цементы, первый, второй и третий триггеры, генератор случайных интервалов времени восстановления, генератор случайных интервалов времени технического обслуживания, генератор счетных импульсов, реверсивный счетчик, регистр памяти, первый элемент

ИЛИ, генератор случайных интервалов времени обслуживания заявок, генератор случайных интервалов времени работы, а в последнем канале — второй элемент VUIR и восьмой элемент И, введены четвертый триггер, пятый дифференцирующий элемент, элемент задержки, восьмой элемент И, элемент

НЕ и третий элемент ИЛИ. Это позволяет улучшить дисциплину обслуживания и сократить вероятность потери заявок. Число обслуженных задач в среднем увеличилось на 11Х за счет рационального использования машинного времени. 2 ил. фиг.2 — схема устройства, где раскрыт последний канал.

Устройство содержит генератор 1 случайного потока импульсов, К каналов 2 моделирования, каждый из которых содержит генератор 3 счетных импульсов, первый элемент ИЛИ 4, генератор 5 случайных интервалов времени работы, первый элемент И 6, генератор 7 случайных интервалов времени

1503044 обслуживания заявок, первый дифференцирующий элемент 8, второй элемент

И 9, блок 10 счетчиков, второй дифференцирующий элемент 11, третий элемент И 12, генератор i3 случайных интервалов времени восстановления, второй триггер 14, четвертый элемент

И 15, в последнем канале второй элемент ИЛИ 16, третий дифференцирующий элемент 17, первый триггер 18, пятый элемент И 19, реверсивный счетчик 20, регистр 21 памяти, генератор 22 случайных интервалов времени технического обслуживания, третий триггер 23, шестой элемент И 24, четвертый дифференцирующий элемент 25, счетчик 26 общего количества заявок, в последнем канале — седьмой элемент И 27. Устройство также содержит группу элемен- 2р тов ИЛИ 28 и группу элементов И 29.

В состав каналов 2 моделирования обслуживания также входят четвертый триггер 30, пятый дифференцирующий элемент 31, элемент 32 задержки, 25 восьмой элемент И 33 и элемент НЕ 34.

Позициями 35 — 45 обозначены входы и выходы отдельных элементов. В состав канала моделирования обслуживания входит третий элемент ИЛИ 46, а в 3р состав устройства — генератор 47 заявок.

Устройство моделирует процесс функционирования СМО, имеющей К каналов обслуживания, каждый из которых может находиться в четырех режимах (состояниях): работа, отказ, восстановление, техническое обслуживание по наработке. Обслуживание заявок происходит только во время работы.

Окончание режима работы соответствует наступлению отказа, при этом канал переходит в режим восстановления и одновременно открывает следующий канал, куда поступает очередная заяв45 ка, необслуженная из-за отказа заявка возвращается на вход готового к работе канала, При истечении некоторого заданного времени наработки каждый

К-й канал переходит в режим технического обслуживания, заявки, постулающие во время режимов восстановления или технического обслуживания в (К-1) канале, обслуживается в К-м канале.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 случайного потока импульсов вырабатывает импульс, который запускает г енератор 47 заявок, в каждсм канале -- генератор 3 счетных импульсов, а также, проходя через прямой вход элемента ИЛИ 4, в каждом канале запускает генератор 5 случайных интервалов времени работы. На выходе генератора 5 формируется слу-чайный интервал времени, соответст-вующий продолжительности режима работы. Заявки с выхода генератора 47 поступают на второй вход открытого элемента И 6 и запускают генератор 7 случайных интервалов времени обслуживания, который формирует интервал времени обслуживания заявок, По окон-чании этого интервала импульс с вы-хода дифференцируюшего элемента 8 через элемент И 9 при наличии напряжения на генераторе 5 поступает на первый вход блока 10 счетчиков, где подсчитывается общее число обслуженных заявок в К-м канале системы.

По окончании интервала времени работы импульс, имитирующий отказ, с выхода дифференцирующего элемента

11 через элемент И 12 запускает генератор 13 случайных интервалов времени восстановления. На выходе генератора 13 формируется интервал времени, соответствующий режиму восстановления, Этот же импульс поступает на единичный вход триггера 14 и опрокидывает его, после чего напряжение с выхода триггера 14 поступает на вход элемента И 15. На второй вход элемента И 15 поступают счетные импульсы от генератора 3, которые, проходят на третий вход блока 10 счетчиков, подсчитывающего время восстановления канала. По окончании интервала времени восстановления импульс с выхода дифференцирующего . элемента 17 через первый инверсный вход элемента ИЛИ 4 запускает генератор 5, вновь переводя К-й канал в режим работы, Этот же импульс поступает на нулевой вход триггера 14, после чего счетные импульсы не поступают на третий вход блока счетчиков

10. Импульс с выхода элемента ИЛИ 4 поступает также на единичный вход триггера 18, напряжение с выхода ко— торого подается на вход элемента

И 19, на второй вход которого поступают счетные импульсы от генератора

3. Счетные импульсы проходят на вычитающий вход реверсивного счетчика

20, и соответствующее заданному вре1503044

15 мени наработки число начинает умень-шаться °

Одновременно счетные импульсы поступают на четвертьи вход блока 10 счетчиков, где подсчитывается общее время нахождения системы в режиме работы, По окончании интервала времени работы импульс с выхода элемента Ii 12 поступает на нулевой вход триггера 18, после чего счетные импульсы не проходят на счетчик 20 и четвертый вход блока 10 счетчиков.

Как только показания реверсивного счетчика 20 примут нулевое значение, импульс с его выхода запускает гене-ратор 22 случайных интервалов времени, который начинает фсрмирование интервал;. времени, соответствующего режиму технического обслуживания.

Этот же импульс поступает на устано-вочный вход генератора 5, при этом заканчивается интервал времени раб<-ты. Канал переходит в режим воссанс в ения, так как напряжение с выхода генератора 22 подается на второй инверсный вход элемента И 12 и запрещается прохождение импульса на генер тор 13. 11мпульс с реверсивного с етчик» 20 поступае-, также на едини -:ный н::од триггера 23, напряже,,ие с выхода которого подается на второй

i xone элемента И 24, на первый вх;.ii которого поступают счетные импульсы от генератора 3. Эти импульсы проходят на второй вход блока IO счетчиков, где подсчитывается общее время нахождения системы в режиме технического обслуживания. По окончании интервала времени технического обслуживания на выходе дифференцирующего элемента 25 появляется импульс, который через второй инверсный вход элемента ИЛИ 4 поступает на запуск генератора 5, переводя канал в режим работы. Этот же импульс поступает на нулевой вход триггера 23, после чего прекращается поступление счетных импульсов на второй вход блока 10 счетчиков, а также поступает на вход регистра 21, в котором записано число, соответствующее заданному времени наработки. Это число с приходом импульса записывается в параллельном коде в реверсивный счетчик 20, В режимах работы восстановления и технического обслуживания с выходов генератора 22, 7, 13 соответственно

55 через лемент ИЛИ 28< поступает импульс на первый вход элемента И 29 .

На второй вход элемента И 29 пос-тупают заявки от генератора 2 заявок и проходят на второй канал моделиро-вания для их обслуживания. Аналогично при отказе или техническом обслуживании во втором канапе заявки от генератора,2 поступают на третий канал и т„д.

Дпя подсчета числа иеобслуженных заявок, пришедших во время работы каналов, во время восстановления или технического обслуживания в последнем канале используются элементы

ViJIIl 16 и И 27.

По показаниям счетчиков мо .но оценить вероятностные показатели обслуживания заявок.

Д. я устранения потери заявки, f,ïõî ящейся иа обслуживании, при тказо канала осуществляется возврат необслужснной заявки на вход другого канала, готового к работе, следующим образом, заявка, принятая в канал на обслуживание, проходит через элемент

И 6 и на единичный вход триггера 30, :ы r.ûõåöñ которого устанавливается высокий уровень, Если в это время происходит отказ канала, т.е. генератор интервалов случайных импульсов работы 5 прекращает работу. Запускается генератор 13 случайных импульсов восстановления. Высокий уровень с его выхода поступает на вход элемента ИЛИ 46.и, проходя через него, ; оступает на нулевой вход триггера

30, Триггер 30 устанавливается в нулевое состояние, На выходе дифференцирующего элемента 31 появляется импульс, так как он срабатывает по заднему фронту. Этот импульс поступает на вход элемента И 33. Импульс, свидетельствующий о том, что заявка обслужена, на элементе И 9 не появляется, так как произошел отказ канала. Следовательно, на выходе элемента НЕ 34 устанавливается высокий уровень. Через элемент 32 задержки он поступает иа второй вход элемента

И 33, на выходе которого в результате появляется импульс, имитирующий заявку. Эта заявка поступает на входы каналов, и происходит повторное обслуживание заявки.

В случае, когда заявка в канал не поступила, а произошел отказ, схема работает следующим образом.

1503044

Триггер 30 установлен в 0 . Высокий уровень с генератора 13 не изменяет его состояние. Следовательно, на вхо-де и выходе элемента И 33 "0". Следо-вательно, возврата заявки не произойдет.

Задержка необходима для обеспечения одновременного поступления импульсов на входы элемента И 33 с выхода дифференцирующего элемента 31 и выхода элемента И 9. Время задержки равно времени срабатывания дифференцирующего элемента. В случае безотказной работы канала на выходе 15 элемента И 9 присутствует импульс, который свидетельствует об обслуживании заявки, Рн поступает на вход элемента НЕ 34 и нулевой вход триггера 30, «а выходе которого устанавливается низкий уровень, на выходе дифференцирующего элемента 31 появляется импульс и поступает на второй вход элемента И 33. В это время на первом входе элемента И 33 низкий уровень, 25 поэтому импульс, имитирующий заявку, на выходе элемента И 33 не появляется ° Следовательно, возврата заявки

° не произойдет, так как в этом нет необходимости ° 30 формулаизобретения

Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержа35 щее генератор случайнрго потока импульсов, выход которого подключен к входу запуска генератора заявок, Е каналов моделирования обслуживания, группу из (К-1)-го элемента ИЛИ, 40 группу из (K-1)-го элемента И, каждый канал моделирования обслуживания содержит с первого по шестой элементы

И, с первого па четвертый дифференцирующие элементы, первый, второй и третий триггеры, генератор случайных интервалов времени восстановления, генератор случайных интервалов времени технического обслуживания, генератор счетных импульсов, реверсивный счетчик, регистр памяти, первый элемент ИЛИ, генератор случайных интервалов времени обслуживания заявок, генератор случайных интервалов времени работы, блок счетчиков, выход первого элемента И соединен с входом запуска генератора случайных интервалов времени обслуживания заявок, выход которого подключен через первый лифференцирующий элемент к инверсному входу второго элемента И, выход Knторого соединен с первым ин1,ормаци .иным входом блока счетчиков, шкод генератора случайного потока импульсов устройства подключен к входам запуска генераторов счетных импульсов и прямым входам первых элементов ИЛИ всех каналов моделирования обслуживания, в каждом канале моделирования обслуживания выход первого элемента ИЛИ соединен с единичным входом первого триггера и входом запуска генератора случайных интервалов времени работы, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, прямому входу второго элемента И и входу второго дифференцирующего элемента, выход которого соединен с первым инверсным входом третьего элемента И, выход которого подключен к нулевому входу первого триггера, единичному входу второго триггера и входу запуска генератора случайных интервалов времени восстановления, выход которого соединен с входом третьего дифференцирующего элемента, выход которого соединен с первым инверсным входом первого элемента ИЛИ и нулевым входом второго триггера, прямой выход которого подключен к первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора счетных импульсов и первыми входами пятого и шестого элементов И, выход шестого элемента И подключен к второму информационному входу блока счетчиков, выход четвертого элемента И соединен с третьим информационным входом блока счетчиков, прямой выход первого триггера подключен к второму входу пятого элемента И, выход которого соединен с четвертым информационным входом блока счетчиков и вычитающим входом реверсивного счетчика, выход обнуления которого подключен к входу останова генератора случайных интервалов времени работы, единичному входу третьего триггера и к входу запуска генератора случайных интервалов времени технического обслуживания, выход которого соединен с вторым инверсным входом третьего элемента И, входом четвертого дифференцирующего элемента, выход которого подключен к нулевому входу третьего триггера, второму инверсному входу первого

1503044

10 элемента ИЛИ и входу считывания регистра памяти, разрядные выходы которого соединены соответственно с разрядными входами реверсивного счетчика, прямой выход третьего триггера под5 ключен к второму входу шестого элемента И, К-й канал моделирования обслуживания содержит второй элемент

ИЛИ и седьмой элемент И, выход которого подключен к пятому информационному входу блока счетчиков своего канала моделирования обслуживания, в К-м канале моделирования обслуживания первый и второй входы второго элемента ИЛЕ подключены соответственно к выходам генератора случайных интервалов времени восстановления и генератора случайных интервалов времени технического обслуживания а

20 выход второго элсмента ИЛИ соединен с первым входом седьмого элемента И, выход генератора заявок устройства соединен с вторым входом первого элемента И первого канала моделирова- 25 ния обслуживания и первыми входами элементов И группы устройства, вторые входы которых подключены соответственно к выходам элементов ИЛИ группы устройства, выход i-ro элемента И группы устройства (i=1 К-2) соеди30 нен с вторым входом первого элемента

И (i+1)-ro канала моделирования обслуживания, а выход (К-1)-го элемента И группы устройства подключен к второму входу первого элемента И и второму входу седьмого элемента И

К-. го канала моделирования обслуживания, а первый и второй входы j-го элемента ИЛИ группы ()1, К-1) под

40 ключены к выходам соответственно генератора случайных интервалов времени технического обслуживания и генератора случайных интервалов времени восстановления j-го канала моделирования обслуживания, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет исключения потерь заявок при отказах каналов моделирования обслуживания, каждый канал моделирования обслуживания дополнительно содержит четвертый триггер, пятый дифференцирующнй элемент, элемент задержки, восьмой элемент И, элемент НЕ, третий элемент ИЛИ, причем первый вход третьего элемента ИЛИ подключен к выходу генератора случайных интервалов времени восстановления, выход третьего элемента ИЛИ соединен с нулевым входом четвертого триггера, прямой выход которого подключен к выходу пятого дифференцирующего элемента, выход которого соединен с первым входом восьмого элемента И, выход которого соединен с выходом генератора заявок, второй вход восьмого элемента И подключен к выходу элемента задержки, вход которого соединен с выходом элемента НЕ, вход которого подключен к выходу второго элемента И и второму входу третьего элемента ИЛИ, выход первого элемента И подключен к единичному входу четвертого триггера, а третий вход j-ro элемента ИЛИ группы соединен с выходом генератора случайных интервалов времени обслуживания заявок j-канала моделирования обслуживания.

1503044 ф«с. 2

Составитель В.Фукалов

Редактор О.Головач Техред М.Ходанич Корректор Л.Бескид

Заказ 5082/56 Тираж 668 Подписное

BHHHIIH 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