Устройство для моделирования систем массового обслуживания

 

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к специализированным средствам электронного моделирования, предназначенным для исследования систем массового обслуживания. Цель изобретения - повышение точности моделирования. В устройство, содержащее блок случайных задержек, генератор случайного потока импульсов, элемент запрета, первый и второй элементы И, реверсивный счетчик числа занятых каналов, дешифратор, элемент случайной задержки, введены третий элемент И, триггер, элемент НЕ. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 06 F 15/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4328213/24-24

,22) 17,11.87 (46) 23.09.89.Бюл. Ф 35 (72) А.И.Данилов и А.Д.Хомоненко (53) 681.3 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 517896, кл. G 06 F 15/20, 1973.

Авторское свидеTPJIbcT80 СССР

N - 1229769, кл. G 06 F 15/20, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ (57) Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к специаИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при исследовании систем массового обслуживания (СМО).

Цель изобретения — повьппение точности моделирования.

На фиг.1 приведена схема устройства; на фиг. 2 — схема блока случайных временных задержек.

Устройство содержит генератор 1 случайного потока импульсов, элемент

2 запрета, реверсивный счетчик 3 числа занятых каналов, счетчик 4 общего числа заявок, счетчик 5 потерянных заявок, первый 6, второй 7 и третий

8 элементы И, триггер 9, элемент

НЕ 10, дешифратор 11, элемент 12 случайной задержки и блок 13 случайных задержек.

Блок 13 содержит (К-1) узлов 14 управления, в которые. входят элементы ИЛИ-НЕ 15, ИПИ 16 и НЕ 17. Кроме того, в блок входят элемент К каналов 18 обслуживания, которые содер„„SU„„1509927 А 1

2 лизированным средствам электронного моделирования, предназначенным для исследования систем массового обслуживания. Цель изобретения — повьппение точности моделирования. В устройство, содержащее блок случайных задержек, генератор случайного потока импульсов, элемент запрета, первый и второй элементы И, реверсивный счетчик числа занятых каналов, дешифратор, элемент случайной задержки,введены третий элемент И, триггер,элемент HF.. 2.ил. жат элемент И 19, триггер 20, элемент

21 случайной задержки, элемент ИЛИ 22, элемент 23 запрета. Блок содержит также элемент ИЛИ 24, выход 25.

Устройство работает в двух режимах: в первом режиме моделируется одновременная подготовка всех каналов системы после поступления заявки в свободную систему по закону, отличному от закона обслуживания заявок. Во втором режиме работы устройство имитирует обработку (т.е. одновременное начало обслуживания) заявок, поступивших за время подготовки, а затем и последующих заявок по мере их поступления вплоть до освобождения системы, С поступлением первой заявки в систему режимы работы устройства повторяются.

Примером рассмотренного типа CMO являются многопроцессорные вычислительные системы, в которых после поступления заявки в свободную систему необходимо время на приведение ее в рабочее состояние.

3 1509927

Устройство работает следующим образом.

Импульсы от генератора 1 поступают через открытый элемент 2 запрета на суммирующий вход реверсивного ,счетчика 3 числа занятых каналов.Поступление импульса на суммирующий . вход реверсивного счетчика занятых каналов увеличивает его код на единицу, что означает занятие одного канала.

Имитация режима работы одновременной подготовкой всех каналов производится по следующей схеме. Предположим, что система полностью свободна от заявок и триггер 9 находит-. ся в единичном состоянии. Тогда импульс, появившийся на выходе генератора 1, проходит через открытые эле- 20 менты 2 запрета и элемент И 7, устанавливает в нулевое состояние триггер 9, исключая прохождение последующих импульсов через элемент И 8 на вход блока 13, и поступает íà 25 элемент 12, который моделирует случайное время подготовки всех каналов. По истечении этого времени сигнал, имитирующий завершение подготовки каналов, с выхода элемента 12 30 устанавливает в единичное состояние триггер 9 и поступает в блок 13 (вход Г), имитируя начало обслуживания всех заявок, поступивших за время подготовки каналов, и переход системы во второй режим работы. Количество заявок, пришедших за время подготовки определяется единичным сигналом на одном из управляющих входов блока 13, связанных с дешиф- 40 ратором 11, Работа устройства в первом режиме возможна лишь в случае, когда система была свободна, что определяется сигналом на нулевом выходе дешифратора 11. Если хотя бы один 45 канал системы занят, то отсутствие сигнала на нулевом выходе дешифратора 11 закрывает элемент И 7, что запрещает прохождение импульса на вход элемента 12,имитирующий подготовку всех каналов обслуживания.

Во втором режиме импульсы от генератора 1 проходят через открытые элемент 2 запрета и элемент И 8 на блок 1 3, имитирующий случайную обра- 55 ботку заявок, и, появляясь на его выходе через время, равное случайной деятельности обработки, поступают на вычитающий вход счетчика 3 числа

4 занятых каналов, списывая единицу, что означает освобождение одно ro канала в сис теме °

В момент времени, когда все каналы заняты, на последнем выходе дешифратора 11 появляется сигнал, закрывающий элемент 2 запрета и открывающий элемент И 6. При этом импульсы от генератора 1 проходят через элемент И 6, имитируя поток заявок, получивших отказ в обслуживании, число которых подсчитывается счетчиком 5.

В счетчике 4 в процессе работы устройства накапливается суммарное число поступивших в систему заявок.

Блок 13 случайных временных задержек имитирует групповое обслуживание заявок, поступивших в свободную систему за время "разогрева", а затемобслуживание случайного потока заявок по мере их поступления и освобождения каналов.

Блок 13 работает следующим образом.

В исходном состоянии триггеры 20 всех каналов обслуживания находятся в единичном состоянии, обеспечивая наличие нулевых потенциалов на выходах элементов ИЛИ вЂ” НЕ 15 с номерами, большими или равными номеру канала, которому принадлежит триггер.Следовательно, элемент И 19 первого канала открыт, а элементы И 19 остальных каналов закрыты для сигналов с одиночного входа блока.

В начале каждого цикла имитируется одновременное начало обслуживания группы заявок, поступивших в свободный блок. С этол целью в блок поступают сигнал на групповой вход Г и сигнал на один из управляющих входов

У,определяющий количество заявок в группе.

Сигнал с группового входа Г блока через элемент ИЛИ 22 первого канала

18 проходит на нулевой вход триггера

20, и на вход элемента 21 задержки первого канала, имитируя тем самым начало обслуживания первой заявки.

Этот же сигнал последовательно проходит через открытые элементы 23 запрета и элементы 22 на входы элементов

22 и нулевые входы триггеров 20 последующих каналов, пока íà его пути не встретится элемент 23 запрета,закрытый сигналом с управляющего входа

У,. (где i — количество заявок в

Формула изобретения 45

Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор случайного потока импульсов, элемент запрета,- элемент случайной задержки, первый и второй элементы И, реверсивный счетчик числа занятых каналов, дешифратор и блок случайных задержек, элемент случайной задеРжки, состоящий из К кана- 55 лов обслуживания, (К-1) узлов управления и элемента ИЛИ, каждый канал обслуживания содержит элемент И, и триггер, нулевой вход которого соеди50

5 150992 группе), Это обеспечивает имитацию начала обслуживания группы заявок, поступивших в свободный блок, после чего блок обеспечивает имитацию обслуживания случайного потока заявок по мере их поступления на его одиночный вход. Если свободен один из каналов 18, предположим с номером, то его триггер 20 находится в единичном состоянии, и сигналом с его выхода (через последовательность элементов

ИЛИ 16 и ИЛИ-HF, групп управления) исключается возможность прохождения импульса, имитирующего поступление заявки на входы каналов с большими номерами. Импульс, поступивший. на одиночный вход (при условии занятости каналов с меньшими, чем,) номерами), через открытый элемент И 19 20

g-ro канала и элемент ИЛИ 22 .прохо-! дит на нулевой вход триггера 20 и на вход элемента 21 . До тех пор поJ

Ф ка импульс не появится на выходе элемента 21, триггер 20 соответствую- 25 щего канала находится в нулевом сос.тоянии, обеспечивая закрытое состояние (через элементы НЕ 17 и ИЛИ-НЕ

15) . элемента И 19, Очередной импульс с одиночного З0 входа аналогичным образом поступает на вход свободного канала с меньшим номером.

Импульс элемента 21,. появившийся на выходе через время, равное случайной длительности обслуживания,ус35 танавливает в единичное состояние соответствующий триггер 20 и одновременно через элемент ИЛИ 24 поступает на выход блока, 40

Статистические характеристики функционирования СМ0 вычисляются известными методами.

7 6 нен с выходом элемента случайной задержки своего канала обслуживания и соответствующим входом элемента

HJIH блока случайных задержек, прямой выход триггера i-ro канала обслуживания (i = 2, К) подключен к первому входу (i-1)-ro узла управления, прямой выход триггера первого канала обслуживания подключен к второму входу первого узла управления, первый выход 1-ro узла управления (g = 1

К вЂ” 2) соединен с вторым входом (J + 1)-ro узла управления, прямой выход триггера первого какала обслу- ° . живания соединен с первым входом элемента И своего канала обслуживания, а второй выход 1-го узла управления (1 = 1, К-1) подключен к первому входу элемента И (1+1)-го канала обслуживания, выход генератора случайного потока импульсов соединен с информационным входом элемента запрета и первым входом первого элемента И устройства, выход которого является выходом потеренных заявок устройства, а второй вход первого элемента И и управляющий вход элемента запрета подключены к последнему выходу дешифратора, первый выход которого соеди" нен с первым входом второго элемента И устройства, выход которого под-. ключен к входу элемента случайной задержки устройства, выход элемента запрета соединен с вторым входом второго элемента И устройства и реверсивного счетчика числа занятых кана-. лов, вычитающий вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ блока случайных задержек, разрядные выходы реверсивного счетчика занятых каналов подключены соответственно к входам дешифратора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьппения точности моделирования,. оно дополнительно содержит триггер, элемент

НЕ и третий элемент И, а каждый канал обслуживания блока случайных задержек дополнительно содержит элемент ИЛИ, i-й канал обслуживания дополнительно содержит элемент запрета, причем выход элемента запрета 1-го канала обслуживания соединен с первым входом элемента ИЛИ своего канала обслуживания и управляющим входом элемента запрета (i+1)-го канала обслуживания, в каждом канале обслуживания выход элемента И подключен к второму входу элемента ИЛИ, своего канала

1509927 обслуживания, выход которого подключен к входу элемента случайной задержки и единичному входу триггера сВоего канала обслуживания, первый

5 вход элемента ИЛИ первого канала обслуживания и управляющий вход элемента запрета второго канала обслуживания объединены и подключены к выходу элемента случайной задержки устройст- 0 . ва и нулевому входу триггера устройства, единичный вход которого подключен к выходу второго элемента И устройства, вторые входы элемента И всех каналов обслуживания объединены и . подключены к выходу третьего элемента

И устройства, а информационные входы элементов запрета каналов обслуживания соединены соответственно с второго по предпоследний выходами дешифратора устройства, первый выход которого через элемент .HF, устройства соединен с первым входом третьего элемента И устройства, второй и третий входы которого соединены соответственно с прямым выходом триггера устройства и выходом элемента запрета устройства.