Устройство для моделирования систем массового обслуживания

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51 } 5 С 06 F 15/20

БйБЛИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОеСнОьь СвидятельСтаМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1048480 (21) 4649576/24 (22) 13.02.89 (46) 07 01 9!. Бюл. 0 1 (72) А.Д.Комов и М.В.Быстров (53) 6&1.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1048480, кл. С 06 F 15/20, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для статистического моделирования приоритетных систем массового ослуживания (СМО). Целью изобретения является расширение функциональных .возможностей устройства за счет моде, лирования систем массового обслужива. ния с изменением дисциплины накопления заявок в очередь в зависимости

Изобретение относится к вычислительной технике, может быть использовано для статистического моделирования приоритетных систем массового обслуживания (СМО) и является усовершенствованием устройства по авт.св.

Р 1048480.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устрой.ства эа счет моделирования СМО с изменением дисциплины наполнения заявок в очередь в зависимости от величины времени обслуживания заявок данного типа.,.SU„,, 1619293 A 2

2 от величины времени обслуживания заявок данного типа. Устройство содержит и измерительных каналов, связанных с общим генератором случайного потока импульсов, и группу из (и-2)-х элементов ИЛИ. Каждый измерительный канал содержит генератор случайного потока импульсов, реверсивный счетчик, блок сравнения, генератор импульсов, блок случайной временной задержки, триггер, элементы И, ИЛИ, запрета, счетчики. Устройство позволяет моделировать однолинейные СМО с произвольным числом входных потоков заявок, абсолютным приоритетом

t (с дообслуживанием прерванных заяе вок), ненадежным обслуживающим прибо. ром, случайным временем обслуживания, ограниченной очередью,. изменением дисциплины накопления заявок в очереди. 2 ил.

Ф

На фиг,1 приведена структурная схема устройства (модель СМО с тремя потоками заявок на обслуживание); на фиг.2 — структурная схема управляемого блока случайной временной задержки, Устройство содержит генераторы 1 случайного потока импульсов, первые счетчики 2, первые элементы 3 запрета, первые элементы И 4, вторые счетчики 5, первые элементы ИЛИ 6, реверсивные счетчики 7, блоки 8 сравнения, вторые элементы ИЛИ 9, вторые элементы И 10, генераторы 11 импульсов,бло1619293 ки 12 случайной временной задержки, третьи элементы ИЛИ 13, триггеры

14, третьи счетчики 15, вторые элементы 16 запрета, элементы ИЛИ 17 группь., общий генератор 18 случайного потока чмпульсов.

Генераторы 1 случайного потока импульсов имитируют входные потоки заявок на обслуживание различных приоритетов. Генераторы вырабатывают импульсы со случайным периодом повторения. Счетчики 2 считают общее, число поступивших заявок на обслужи-, вание различных приоритетов. Счетчики 5 считают число. заявок различных приоритетов, получивших отказ в обслуживании го причине занятости всех мест в очереди, з ..;рытия очереди на время отказа обслуживающего прибора 2р и потерянных в связи с изменением накопления заявок в <;чередь.

Реверсивные счетчики 7 и блоки

8 сравнения имитируют ограниченную очередь в CN0. Генераторы 11 импуль" 25 сов и управляемые блоки 12 случайной временной задержки имитируют обслуживающий прибор со случайным временем обслуживания. Счетчики 15 считают число обслуженньгх заявок различНых приоритетов. Общий генератор 18 случайного потока импульсов имитирует отказы обслуживающего прибора, Генератор вырабатывает импульсы со случайным периодом повторения и случайной длительности, имитирующей время восстановления обслуживающего пгибора.

Блок 12 случайной временной задержки содержит вход 19 запуска бло- 40 ка, датчик 20 случайных кодов, элеьенты HH 21, первый счетчик 22, пер-. вый лемент ИЛИ 23, первый элемент

И 24, первый триггер 25, гейератор

26 импульсов. элемент 27 запрета, 45 второй элемент И 28, второй элемент

ИЛИ ?9, второй счетчик 30, узел 31 сравнения, группу элементов 32 запрета, четвертый элемент ИЛИ 33, третий триггер 34, третий элемент И 35, третий счетчик 36,третий элемент ИЛИ 37,. второй триггер 38, пятый элемент

ИЛИ 39, первый выход 40, второй выход 41, первый управляющий вход 4?, второй управляющий .вход 43 блока.

В исходном состоянии на реверсив55 ных счетчиках 7 — "0", триггеры 14 на-, ходятся в нулевом состоянии. Гдиничный потенциал с нулевых чыходов триггеров 14 поддерживает элементы И 10 в открытом состоянии. Элементы 3 и l6 запрета открыты, так как на их управ- ляющих входах присутствуют нулевые потенциалы. В блоках 12 случайной задержки триггеры 25, 38 и 34 находятся в нулевом состоянии, а элементы 27 запрета открыты. Элементы И 28 и 35 поддерживаются в закрытом состоянии нулевыми потенциалами с единичных выходов триггеров 25 и 34 соответственно. Импульсы с выходов генераторов 26 импульсов, пройдя через элементы 27 запрета, не проходят через закрытые элементы И 28 и 35. Группы элементов 32 запрета закрыты, так как на управляющие входы элементов запрета групп поступают единичные потенциалы с нулевых выходов триггеров 38 °

Устройство работает следующим образом.

Рассмотрим работу измерительного канала на примере второго канала.

Импульсы генератора 1 случайного потока импульсов, имитируя входной поток заявок на обслуживание, проходят через открытыйзпемент 3 запрета и поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 7, который ведет подсчет поступивших импульсов, имитируя занятие заявками мест в очере"ди. Единственный потенциал с выходов разрядов реверсивного счетчика 7 че". рез элемент ИЛИ 9, открытые элементы, 16 запрета и И 10 запускает генератор 11 импульсов, а через элемент

ИЛИ 17 закрывает элемент 16 запрета третьего измерительного канала, запрещая тем самым обслуживание заявки из третьего потока в случае ее пост пления. Импульс с выхода генератора 11 импульсов второго измерительного канала поступает на вход запуска блока 12 случайной временной задержки, который имитирует случайное время обслуга.нани заявки, и устанавливает триггер 14 в единичное состояние, закрывая тем самым элемент И 10 и останавливая работу генератора 11 импульсов.

Блок 12 случайной временной saдержки работает следующим образом.

С приходом импульса от генератора !

1 импульсов на вход 19 запуска блока датчик 20 случайных кодов генерирует код, который, преобразуясь с помощью элементов НЕ 21 в обратный, 1619293 записывается на счетчик 22. Сигнал с выхода элемента ИЛИ 23 устанавливает триггер ?5 в единичное состояние. Единичный потенциал с прямого выхода триггера 25 открывает элемент

И 28, через который на счетные входы счетчиков 22 и ЗО через открытый элемент 27 запрета начинают поступать: импульсы от генератора 26 импульсов °

На счетный вход счетчика 36 эти импульсы не поступают, так как не про ходят через элемент И 35. В процессе дальнейшей работы могут возникнуть следующие ситуации: число, устанавли- 15 ваемое в узле 31 сравнения, больше ипи равно выработанному в датчике 20 случайных кодов коду; число, устанавливаемое в узле 31 сравнения, меньше выработанного в датчике 20, 20 случайных кодов кода.

В первом случае устройство работает без изменения дисциплины накопления заявок в очередь и блок 12 случайной временной задержки работает 25, следующим образом. При переполнении, счетчика 22 на его выходе появляется импульс, который через элемент ИЛИ

29 устанавливает триггер 25 в нулевое состояние, закрывая тем самым эле-30 мент И 28. Этот же импульс поступает через элемент ИЛИ 39 на управляющий вход счетчика ЗО и обнуляет его, и этот же импульс поступает на выход

40 блока в качестве импульса, имитирующего обслуженную заявку. Время задержки импульса блоком 12 случайной временной задержки определяется величиной случайного кода, генерируемого датчиком 20, и периодом повторения 40 импульсов с выхода генератора 26 импульсов.

В процессе работы блока 12 случай- ной временной задержки в этом случае могут возникнуть следующие ситуации: 45 датчик 20 случайных кодов генерирует код, во всех разрядах которого единицьц датчик 20 случайных кодов генерирует код, во всех разрядах которого нули. 50

В llepBoM случае работа блока аналогична описанной выше. Время задерж ки при этом максимально. Во втором случае Аункцию элемента ИЛИ 23 вы55 полняет элемент И 24. Время задержки при этом минимально и определяется временем срабатывания элементов блока.

Когда число, устанавливаемое в узле 31 сравнения, равно коду, вырабатываемому датчиком 20 случайных кодов,то сигнал с выхода узла 31 сравнения установит триггер 38 в единичное состояние, но сигнал с выхода переполнения счетчика 22 через элемент ИЛИ 37 опять сбросит триггер

38 в "О", и этот же сигнал обнулит триггер 34, закрыв тем самым доступ импульсов с генератора 26 импульсов. на счетный вход счетчика 36.

Во втором случае устройство работает с изменением дисциплины накопления заявок в очереди в зависимости от длительности времени обслуживания заявки данного потока.При этом при срабатывании узла 31 сравнения с его выхода на единичный вход триггера 38 поступает сигнал и устанавливает триггер 38 в единичное состояние, единичный потенциал с единичного выхода триггера 38 в свою очередь через элемент ИЛИ 29 поступает на нулевой вход триггера 25 и устанавливает его в нулевое состояние, в результате на выходе триггера 25 появляется нулевой потенциал, который поступает на вход элемента И ?8, закрывая его, и тем самым препятствуя поступлению на счетный вход счетчиков 22 и 30 импульсов от генератора 26 импульсов.

Единичный потенциал с триггера 38 также поступает на вход элемента

ИЛИ 6, с выхода которого он подается на управляющий вход элемента 3 запрета, запирая его, и на вход элемента

И 4, открывая его. При этом импульсы от генератора 1 случайного потока импульсов не проходят на суммирующий вход счетчика 7, а поступают через элемент И 4 на счетчик 5.

Нулевой потенциал с выхода триггера 38 отпирает группу элементов 32 запрета и код, представляющий собой оставшееся время обслуживания данной заявки, при котором уже действует новая дисциплина накопления заявок в очередь, переписывается со счетчика

22 на счетчик 36. Этот же код с выходов группы элементов 32 запрета поступает через элемент ИЛИ 33 на единичный вход триггера 34 и устанавливает триггер в единичное состояние, единичный потенциал с выхода триггера

34 поступает на вход элемента И 35, открывая его, и на счетный вход счетчика 36 через элемент И 35 начина7 1619293 8 ют поступать импульсы от генератора

26 импульсов. При переполнении счетчика 36 импульс с его выхода перепол-. нения поступает через элемент ИЛИ 37 на нулевой вход триггера 38, устанав-, 5 ливая триггер в нулевое состояние, причем на единичном выходе триггера появляется нулевой потенциал, а на нулевом — единичный. Этот же импульс 1 с выхода переполнения счетчика 36 по-: ступает на нулевой вход триггера

34 и устанавливает триггер в нулевое состояние, причем на его прямом выходе появляется нулевой потенциал, который закрывает элемент И 35 и прекращает тем самым поступление импуль" сов от генератора 26 импульсов на счетный вход счетчика 36. Единичный потенциал с инверсного выхода триггера 38 запирает группу элементов 32 запрета, а нулевой потенциал с прямо-, "го выхода триггера ЗЯ запирает элемент 3 запрета и закрывает элемент

И 4, тем самым восстанавливая обычную 25 дисциплину накопления в очередь заявок.

Задержанный на случайное время импульс с выхода 40 блока 12 случайной временной задержки через элемент 3О

ИЛИ 13 устанавливает триггер 14 в нулевое состояние, имитируя окончание обслуживания заявки, и увеличивает на единицу показания счетчика 15 обслуженных заявок. Этот же импульс по- З ступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 7, уменьшая его содержимое.на единицу и имитируя тем самым освобождение одного места в очер еди. 40

Имитируя заполнение всех мест в очереди, блок 8 сравнения выдает сиг.нал, который через элемент ИЛИ 6 закрывает элемент 3 запрета и открывает элемент И 4. Счетчик 5 начинает 45 считать импульсы-заявки, потерянные по причине занятости всех мест в очереди.

Пусть во время обслуживания заявки иэ второго потока поступает заявка-импульс от генератора 1 случайного потока импульсов в первом измерительном канале. Этот импульс, пройдя через открытый элемент 3 запрета, поступает на суммирующий вход счетчика 7. В результате на выходе элемен55 та ИЛИ 9 первого измерительного кана. ла появляется сигнал, который закрывает элемент 16 запрета второго измерительного канала, а через элемент ИЛИ 17 - элемент 16 запрета третьего измерительного канала, имити-; руя блокировку поступления на обслуживающий прибор младших по приоритету заявок второго и третьего потоков.

Кроме того, сигнал с выхода элемента ИЛИ 9 первого измерительного канала поступает на входы 43 управляемых блоков 12 случайной временной задержки второго и третьего измерительных каналов, закрывая в них элементы 27 запрета. Вследствие этого прекращается поступление импульсов на счетный вход счетчиков 22 и

30 блока 12 случайной временной задержки второго измерительного канала, чем имитируется прерывание обслуживания заявки в этом канале с сохран< нием промежуточных результатов, Вместе с этим сигнал с выхода элемента

ИЛИ 9 первого измерительного канала через открытый элемент И 10 запускает генератор 11 импульсов своего канала, имитируя поступление на обслуживающий прибор заявки из первого потока. По окончании обслуживания заявки. из первого потока открывается элемент 27 запрета в блоке 12 случайной временной задержки второго измерительного канала и импульсы с генератора

26 импульсов начинают. вновь поступать на счетный вход счетчиков 22 и 30, имитируя тем самым возобновление заявки из второго потока с прерванного места, т.е. дообслуживание прерван.нои заявки.

Пусть во время обслуживания заявки из второго потока происходит отказ ,обслуживающего прибора. Имитируя отказ обслуживающего прибора, генератор 18 случайного потока импульсов вырабатывает импульс, который на время своей длительности запрещает работу генератора 11 импульсов, а через элементы ИЛИ 6 закрывает элементы 3 запрета и открывает элементы И 4 во всех измерительных каналах, закрывая очередь для заявок всех потоков. Счет" чики 5 начинают считать импульсы-заявки, потерянные по причине закрытия очереди. Кроме того, импульс с выхода генератора 18 случайного потока импульсов через элемент

ИЛИ 13 устанавливает в нулевое со:стояние триггер 14 второго измери;тельного канала. Этот же импульс по ступает также на вход 42 блока 12 161929 случайной временной задержки, обну- ляя в нем счетчики 22 и 30, через элемент ИЛИ 39, обнуляя счетчик 36, а также устанавливая через элемент

ИЛИ 29 в нулевое состояние триггер

25. Тем самым имитируется потеря промежуточных результатов обслуживания заявки. Сама заявка при этом ос,тается в очереди и после восстанов- 10 ления обслуживающего прибора ее новое обслуживание начинается сначала.

Аналогичным образом работает устройство при моделировании систем массового обслуживания с произвольным числом потоков заявок на обслуживание.

Формула изобретения

Устройство для моделирования си(стем массового обслуживания по авт. св. Р 1048480, о т л и ч а ю щ e— е с я тем, что, с целью расширения 25 функциональных возможностей за счет моделирования систем массового обслуживания с изменением дисциплины наполнения заявок в очередь в зависимости от величины времени обслужнва- 30 ния заявок данного типа, блок, случайной временной задержки каждого измерительного канала до.полнительно содержит второй и, третий <<

3 10 соединен с выходом второго элемента

И, и разрядные выходы второго счетчика соединены соответственно с входами узла сравнения, выход "Равно" которого подключен к единичному вход второго триггера, нулевой вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, прямой выход. — с третьим входом второго элемента ИЛИ и с третьим входом первого элемента ИЛИ сво его измерительного канала, а инверс-. ный выход второго триггера соединен с управляющими. входами элементов запрета группы, информационные входы которых подключены соответственно к разрядным выходам первого счетчика, а выходы — к разрядным входам третье.го счетчика и входам четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с единичным входом третьего триггера, прямой выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента запрета, а выход — со счет- ным входом третьего счетчика, выход переполнения которого подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, к нулевому входу третьего триггера, к первому входу второго элемента ИЛИ» к первому выходу блока случайной временной задержки и к первому входу пятого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с установочными входами первого и третьего счетчиков и с вторым входом третьего элемента ИЛИ, а выход пятого элемента

ИЛИ соединен с установочным входом второго счетчика.

1619293

1и

Составитель В.Фукалов

Редактор Н.Тупица " Техред Д.Серд окова Корректор Н.Пороль

Заказ 49 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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