Устройство для моделирования систем массового обслуживания

 

Устройство относится к вычислительной технике и может быть использовано при аппаратурном исследовании систем массового обслуживания. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования систем массового обслуживания с частичным отказом обслуживающего прибора. На устройство поступают заявки высокого и низкого приоритетов. На обслуживании находится только одна заявка. Высокоприоритетная заявка может прерывать обслуживание низкоприоритетной заявки. Обслуживающий прибор может выходить из строя как частично (т.е. не способен обслуживать заявки одного приоритета), так и полностью. Устройство содержит входы заявок высокого и низкого приоритетов, первый и второй элементы И, первый и второй триггеры, элемент ИЛИ-НЕ, элемент НЕ, элемент запрета, элемент И-НЕ, второй, третий, четвертый и первый элементы ИЛИ, Т-триггер, первый, второй и третий генераторы случайного потока импульсов, первый и второй генераторы случайных импульсов отказов, выходы обслуженных заявок высокого и низкого приоритетов, первый и второй формирователи импульсов. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (Н) А1 (5D 4 G 06 F 15 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4097697/24-24 (22) 25 ° 07.86 (46) 30 ° 11.89. Бюп. 1(« 44 (72) В.M. Тарасов, В.В. Денисов и М.И. Другов (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1142842, кл. G 06 F 15/20, 1983.

Авторское свидетельство СССР .

)) 1499365, кл. G 06 F 15/20, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ (57) Устройство относится к вычислительной технике и может быть использовано при аппаратурном исследовании систем массового обслуживания. Целью изобретения является расширение ,функциональных воэможностей устройства за счет моделирования систем массового обслуживания с частичным отказом обслуживающего прибора, На устройство поступают заявки высокого

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для моделирования процесса обслуживания .одним прибором двух потоков заявок с различными приоритетами.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования систем массового обслуживания с полным и частичным отказами обслуживающего прибора.

На чертеже приведена схема уст,ройства.

2 и низкого приоритетов. На обслуживании находится только одна заявка, Высокоприоритетная заявка может прерывать обслуживание низкоприоритетной заявки. Обслуживающий прибор Mo" жет выходить из строя.как частично (т.е. не способен обслуживать заявки одного приоритета}, так и полностью, Устройство содержит входы заявок высокого и низкого приоритетов, первый и второй элементы И, первый и второй триггеры, элемент ИЛИ-НЕ, элемент

НЕ, элемент запрета, элемент И-HF, второй, третий, четвертый и первый элементы ИЛИ, Т-триггер, первый, вто- рой и третий генераторы случайного O потока импульсов, первый и второй е генераторы случайных импульсов отказов, выходы обслуженных заявок высо:кого и низкого приоритетов, первый ,и второй формирователи импульсов. . 1 ил.

Устройство содержит входы 1 и 2 ,заявок соответственно высокого и низкого приоритетов, первый.3 и вто рой 4 элементы И,.первый 5 и второй б триггеры, элемент ИЛИ-НЕ 7, эле- мент НЕ 8, элемент 9 запрета, элемент И-HF. 10, второй 11, третий 12, четвертый 13 и первый 14 элементы

ИЛИ, Т-триггер 15, первый 16, второй 17 и третий 18 генераторы случайного потока импульсов, первый 19 и второй 20 генераторы случайных импульсов отказов, выходы 21 и 22 обс" луженных заявок соответственно высо1525713 кого и низкого приоритетов, а также первый 23 и второй 24 формирователи импульсов.

На входы 1 и 2 устройства поступают случайные последовательности импульсов, интервалы между которыми. распределены по определенным (разным или одним и тем же) законам, имитируя потоки заявок на обслуживание.

Вербальная модель работы устройства состоит в следующем, Поток заявок высокого и низкого приоритетов поступает на обслуживающий прибор . На обслуживании может находиться в какой-то момент времени лишь одна заявка. Если на обслуживании находится заявка, то следующие поступившие заявки одного с ней или более низкого приоритета теряются.

Если на обслуживании находится низкоприоритетная заявка, а в это время поступает заявка высокого приоритета, то последняя принимается к обслуживанию, а низкоприоритетная теряется. Могут происходить отказы обслуживающего прибора: как полный отказ, так и частичный. При полном ! отказе прерывается обслуживание заявки любого приоритета и все вновь ! поступившие заявки также теряются, При частичном отказе прерывается обслуживание и теряются заявки лишь какого-либо одного приоритета.

Генераторы 16 и 17 имитируют обслуживающий прибор со случайным временем обслуживания заявок. Закон распределения случайных импульсов на выходах этих генераторов случайной последовательности импульсов один и тот же, так как они моделируют один и тот же обслуживающий прибор. Временной интервал от момента запуска генераторов до появления импульсов на их выходе случаен и распределен по выбранному закону обслуживания заявок. Генераторы 19 и 20 случайных импульсов отказов имитируют отказ обслуживающего прибора. полный — ге,нератор 20 и частичный — генератор

19, Они генерируют импульсы со случайным периодом повторения и случайной длительностью, Длительность этих импульсов имитирует время восстановления обслуживающего прибора.

Генератор 18 генерирует последова.тельность импульсов, которые, поступая на вход Т-триггера 15, переводят

55 его из одного состояния в другое. На выходе Т-триггера 15 присутствует или ноль, или единица.

Когда происходит частичный отказ обслуживающего прибора, состояние

Т вЂ тригге 15 определяет, заявки какого приоритета не будут приниматься к обслуживанию — высокого или низкого. Формирователи 23 и 24 импульсов формируют положительный импульс в момент времени, когда потенциал на их входах. меняется с единичного на нулевой.

Устройство может работать в следующих режимах: обслуживание заявок

l низкого приоритета, обслуживание заявок высокого приоритета, обслуживание заявок высокого приоритета, поступивших в период обслуживания заявок низкого приоритета, полный отказ обслуживающего прибора с дальнейшим полным или частичным восстановлением, частичный отказ обслуживающего прибора с последующим восстановлением или полным отказом.

Обслуживание заявок низкого приоритета, В исходном состоянии на единичном выходе триггера 5 присутству.— ет низкий потенциал, а на выходах элементов ИЛИ-НЕ 7, И-НЕ 10 и прямом выходе триггера 6 находятся высокие потенциалы, которые поступают на входы элементов И 4 и 3. С входа 2 устройства поступает импульс, имитирующий заявку низкого приоритета. Пройдя через открытый элемент И 4, он поступает на единичный вход триггера 6 и вход запуска генератора !7, Триггер 6 при этом переходит в такое состояние, при котором на его инверсном выходе появляется низкий потенциал, который поступает на вход элемента И 4 и запирает его для поступления следующих заявок низкого приоритета, которые будут теряться по причине занятости обслуживающего прибора. По истечении некоторого случайного времени на выходе генератора 17 появляется импульс, свидетельствующий об окончании обслуживания. Этот импульс поступает на выход 22 устройства и, кроме того, через элемент ИЛИ 12 поступает на нулевой вход триггера 6, приводя устройство в исходное состояние, Обслуживание заявок высокого приоритета.В исходном состоянии высокий

5 ° 15 потенциал с выхода элемента НЕ 8 цоступает на вход формирователя 23 импульсов, а низкий потенциал с выхода триггера 5 проходит .на вход элемента ИЛИ-НЕ 7, высокий потенциал с выхода которого поступает на входы элементов И 3 и 4..

С входа 1 устройства появляется появляется импульс, имитирующий заявку высокого приоритета. Этот импульс проходит через открытый элемент И 3, поступает на вход генератора: 16 случайной последовательности импульсов и переводит триггер 5 в положение при котором на его выходе появляется высокий потенциал, тогда низкий потенциал с выхода элемента ИЛИ-НЕ

7 закрывает элементы И 3 и 4. Следующие поступающие на устройство заявки как низкого, так и высокого приоритетов будут теряться по причине занятости обслуживающего прибора. Но истечении случайного времени обслуживания на выходе генератора 16 появ ляется импульс, свидетельствующий об окончании обслуживания высокоприоритетной заявки. Ох поступает на выход 21 устройства,и, кроме того, через элемент ИЛИ 11 на вход триггера 5. На единичном выходе триггера

5 появляется низкий потенциал, а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 7 — высокий потенциал. Схема пришла в исходнбе состояние.

Обслуживание заявок высокого приоритета, поступивших в период обслуживания заявки низкого приоритета.

Исходное состояние такое же, как и в предыдущих режимах.

Устройство работает следующим образом. На вход 2 устройства поступает заявка низкого приоритета. Пройдя через открытый элемент И 4, она запускает генератор 17 и переводит триггер 6 в положение, при котором элемент И 4 запирается. Началось обслуживание низкоприоритетной заявки, Пусть теперь на вход 1 устройства поступает импульс, имитирующий. заявку высокого приоритета, Этот импульс проходит через открытый элемент И 3 и запускает генератор 16, имитируя начало обслуживания высокоприоритетной заявки, кроме того, он поступает на единичный вход триггера 5, вход элемента ИЛИ 12 и через элемент ИЛИ

13 останавливает генератор 17, ими тируя прерывание обслуживания низко25713 6 приоритетной заявки, которая теряется. Импульс с выхода элемента ИЛИ 12 поступает на нулевой вход триггера

6, переводя его в исходное состояние.

Высокий потенциал с единичного выхода триггера 5 поступает на вход элемента

ИЛИ-НЕ 7, низкий потенциал с выхода которого закрывает элементы И 3 и 4.

Поступающие на входы 1 и 2 устройства заявки низкого.приоритета будут теряться по причине занятости обслуживающего прибора. Через некоторое случайное время на выходе генератора 16 появляется импульс, свидетельствующий об окончании обслуживания высокоприоритетной,заявки. Этот импульс поступает на выход 21 устройства и на вход элемента ИЛИ 11 С вы20,хода элемента ИЛИ 11 этот импульс поступает на вход триггера 5. Устройство при этом переходит в, исходное, состояние.

25 Полный отказ обслуживающего при1 бора с последующим полным или частичным восстановлением Пусть íà Bbl ходе генератора 20 случайных импульсов отказ появляется - импульс, мо30 мент появления которого соответствует отказу обслуживающего прибора, а длительность — времени восстановления. Этот импульс поступает на вход элемента ИЛИ-.НЕ 7, на выходе которого появляется высокий потенциал, который закрывает элементы И 3 и 4 .на время длительности этого импульса, Поступающие заявки высокого и низкого приоритета будут теряться д0 по причине отказа обслуживающего прибора. Тот же импульс поступает на вход элемента ИЛИ 12, через элемент

ИЛИ 13 проходит на вход генератора

17, а через элемент ИЛИ 14 поступает

4 на вход генератора 16 случайной пос,ледовательности импульсов и входэлемента ИЛИ 11. Если в это время на обслуживании находилась заявка высокого или низкого приоритета, то ее обслуживание прерывается остановкой соответствующего генератора. импульсы с выходов элементов ИЛИ 11 ы..12 поступают на входы триггеров 5, приводя их в исходное состояние, если до этого заявка какого-либо приоритета перебросила один из них. По окончании длительности импульса с выхода генератора 20 низкий потенциал поступает на вход элемента ИЛИ-НЕ 7, на выходе

1э25713

20

11

Кмоторого появляется высокий потенциал. Устройство снова готово к, работе в трех первых режимах, т .е, прибор исправен, если только к этому омеиту времени не произошло частичого отказа обслуживающего прибора. сли он произошел, то считается, что бслуживающий прибор восстановлен астично.

Частичный отказ обслуживающего рибора с последующим восстановлениам или полным отказом, Генератор 18 гостоянно генерирует последовательость импульсов, которая поступая а Т-триггер 15, переводит его из ного состояния в другое по случайму закону. Потенциал с выхода Тиггера 15 поступает на управляющий ход элемента 9 запрета и вход элеента И-НК 10, Таким образом, когда, н из этих элементов закрыт, друой обязательно открыт. Тот элемент, оторый в данный момент открыт и опеделяет, какого рода частичный тказ обслуживающего прибора может роизойти f прибор не способен обслувать высокоприоритетные заявки или

sизкоприоритетные) . Возможны два мучая.

Первый случай. Пусть в момент повления импульса на выходе генератоа 19 на выходе Т-триггера 15 имеетя высокий потенциал,, Высокий потенциал с выхода Т-триггера 15 поступает на управляющий вход!элемента 9 анрета и вход элемента И-НЕ 10. аким образом элемент 9 запрета зак1 ыт, элемент И-НЕ 10 открыт. Импульс выхода генератора 19 поступает на управляющий вход генератора 18, оста

Навливая его, на информационный вход элемента 9 запрета и вход элемента

И-НЕ 10. Генератор 10 случайного

Потока импульсов останавливается для .- -.îão, чтобы на время восстановления обслуямвающего прибора не изменялось состояние на выходе Т-триггера 15, иначе устройство будет неправильно моделировать работу реальной системы

На выходе элемента И-HE 10 появля

Ется низкий потенциал, который закрывает элемент И 4, так что поступающие с входа 2 заявки низкого приори тета будут теряться по причине от (аза обслуживающего прибора, Форми1>ователь 24 импульсов в это время формирует положительный импульс, который через элемент И 13 останавливает генератор 17 случайной последовательности импульсов, если в это время на обслуживании находилась низкоприоритетная заявка, и через элемент ИЛИ 12 приводит триггер

6 в исходное состояние, если он был из него выведен поступившей заявкой низкого приоритета. Все произошедшие изменения не касаются элементов, имитирующих обслуживание заявок высокого приоритета. Если с входа 1 пос"1 тупает высокоприоритетная заявка„ го она обслуживает аналогично описанному для второго режима работы устройства.

Через некоторое время на выходе генератора 19 появляется низкий потенциал. Это означает восстановление обслуживающего прибора после час-. тичного отказа. Этот низкий потенциал разрешает работу генератору

18 и, кроме того, поступает на информационный вход элемента 9 запре- та и вход элемента И-НЕ 10, На выходе элемента И-НЕ 10 появляется высокий потенциал, который открывает элемент И 4. Устройство восстановлено и снова готово к работе в любом из режимов.

Второй случай. Пусть в момент по- явления импульса на выходе генератора 19 на выходе Т-триггера 15 присутствует низкий потенциал, который поступает на управляющий вход элемента 9 запрета и вход элемента

И-НК 10. Таким образом элемент запрета открыт, а элемент И-НЕ закрыт.

Импульс с выхода генератора 19 поступает на управляющий вход генератора

18 случайной последовательности импульсов, на информационный вход элемента 9 запрета и вход элемента

И-HE 10. На выходе элемента запрета появляется высокий потенциал, кото-. рый.поступает на вход элемента НЕ 8, низкий потенциал с выхода которого поступает на вход формирователя 23 импульсов и вход элемента И 3, запирая его. Поступившие теперь заявки высокого потенциала теряются по причине частичного отказа обслуживающего прибора. Положительный импульс с выхода формирователя 23 импульсов проходит через элемент ИЛИ 14, а затем поступает на вход генератора 16 и и через элемент ИЛИ 11 на нулевой вход триггера 5. Это необходимо для

9 1525713 10 того, чтобы, если в момент частично- импульсов, элемент И-НЕ, элемент НЕ го отказа обслуживающего прибора íà об- и третий генератор случайного потослуживании находилась высокоприоритет- ка импульсов, выход которого соединен ная заявка, обнулить генератор 16 и пере- с тактовым входом Z-триггера, выход вести триггер 5 в исходное состояние.. которого подключен к первому входу

В этом случае состояние элементов, элемента И-НЕ и управляющему входу которые имитируют обслуживание заявок элемента запрета, выход которого ченизкого приоритета, не изменяется, рез элемент НЕ соединен с третьим поэтому низкоприоритетные заявки мо- 10 входом первого элемента И и входом гут обслуживаться аналогично описан- первого формирователя импульсов, выному для первого режима. Через неко- ход которого подключен к первому торое время на выходе генератора 19 входу первого элемента ИЛИ, выход появляется низкий потенциал. Это которого соединен с первым входом означает восстановление обслуживаю- 15 второго элемента ИЛИ и входом остащего прибора после частичного отка- нова первого генератора случайного за. Этот низкий потенциал разрешает потока импульсов, выход которого подработу генератора 18 и, кроме того, ключен к второму входу второго элепоступает на информационный вход мента ИЛИ, выход которого соединен элемента запрета и вход элемента 20 с нулевым входом первого триггера, .И-НЕ 10. На выходе элемента 9 запре- единичный вход которого подключен к та появляется низкий потенциал, кото- выходу первого элемента И, первому рый поступает на вход элемента НЕ 8, входу третьего элемента ИЛИ и первовысокий потенциал с выхода которого му входу четвертого элемента ИЛИ, выоткрывает элемент И 3. Устройство 25 ход которого соединен с входом оставосстановлено и снова готово к рабо- нова второго генератора случайного те в любом из режимов, потока импульсов, выход которого явЭ о р. м у л а и з о б р е т е н и я ляется выходом обслуженных заявок

Устройство для моделирования сис- низкого приоритета устройства и соетем массового обслуживания, содержа- 30 динен с вторым входом третьего элещее два элемента И, первый и второй мента ИЛИ, выход которого подключен элементы ИЛИ, первый и второй триг- к нулевому входу второго триггера,, геры, элемент ИЛИ-НЕ, элемент запре- единичный вход которого и вход эатаа, первый и второй генер аторы слу- пуска второго генератора случайного чайных импульсов отказов, первый и З потока импульсов подключены к выховторой генераторы случайного. потока ду второго элемента И, первый вход импульсов, первый вход первого эле- которого является входом заявок низмента И является входом заявок вы- кого приоритета устройства, второй сокого приоритета, выход первого вход второго элемента И подключен элемента И подключен к входу запус- 10 к выходу элемента ИЛИ-НЕ, третий ка первого генератора случайного вход второго элемента И соединен с потока импульсов, выход которого яв- инверсным выходом второго триггера, ляется выходом обслуженных заявок а четвертый вход второго элемента высокого приоритета устройства, вы- И подключен к выходу элемента И-НЕ ход первого генератора случайных 45 и входу второго формирователя импульимпульсов отказов подключен к инфор- сов, выход которого соединен с третьмационному входу элемента запрета, им входом третьего элемента ИЛИ и прямой выход первого триггера соеди- вторым входом четвертого элемента нен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, ИЛИ, третий вход которого и четвертый выход которого подключен к вто- 50 вход третьего элемента ИЛИ подклюрому входу первого элемента И, чен к выходу второго генератора слуо т л и ч а ю щ е е с я тем, что, чайных импульсов отказов, второму с целью расширения функциональных входу первого элемента ИЛИ и второвозможностей за счет моделирования му входу элемента ИЛИ-НЕ, а выход систем массового обслуживания с час- первого генератора случайных импультичными отказами обслуживающего при- сов отказов соединен с вторым входом бора, оно дополнительно содержит тре" элемента И-НЕ и входом останова треть тий и четвертый элементы ИУМ, Т-триг- его генератора случайного потока имгер, первый и второй формирователи .пульсов.

1525713

Составитель В. Фукалов

Редактор А. Orap Техред А. Кравчук Корректор М. Васильева

Заказ 7228!45 Тираж 668 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101