Устройство для моделирования систем массового обслуживания

 

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для моделирования процессов обслуживания заявок в системах массового обслуживания с учетом различных потоков заявок и различных характеристик обслуживающих приборов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет моделирования режимов приема, обработки и передачи заявок . Устройство содержит генератор тактовых импульсов,блок генераторов случайных импульсов подготовки и К каналов обслуживания заявок, каждый из которых содержит семь элементов И, элемент ИЛИ, два триггера , два элемента задержки, генератор случайного числа продолжительности приема заявки, генератор случайного числа продолжительности обработки заявки, генератор случайного числа продолжительности передачи заявки, три регистра памяти, три блока деления, три группы элементов И, три группы элементов запрета, три вычитающих счетчика и три формирователя импульсов. 4 ил. W Ч Ё

Ы 1716534 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 06 F 15/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, Изобретение относится к специализи- Наиболее близким по технической рованным средствам вычислительной тех-;:.-: сущности к предлагаемому является устники и предназначено для моделирования - .: . ройство, содержащее блок генераторов слупроцессов обслуживания заявок в системах. -, . чайных импульсов подготовки и N каналов массового обслуживания с учетом раэлич- ...: обслуживания заявок, s состав каждого из ных потоков заявок и различнь1х характери-: которых входят четыре элемента И, формистик обслуживающих приборов,: ..- рователь импульсов, элемент ИЛИ и два

Известно устройство, содержащее блок триггера. генераторов случайных импульсов обслужи- Недостатком устройства является отвания; блок генераторов случайных импуль- сутствие возможности моделировать функсов подготовки, два канала обслуживания ционирование кольцевых систем массового заявок, каждый иэ которых содержит фор- обслуживания с разнородными ненадежнымировательимпульсов,дваэлементай,эле- . ми обслуживающими приборами и различмент ИЛИ и два триггера. ными классами входных потоков.

Однако данное устройства не позволяет . моделировать кольцевые сети массового об- служивания с отказами, (21) 4808297/24 (22} 29.03.90 (46) 29.02,92. Бюл. ЛЬ 8 (72) Г.П. Белугин и А.Н. Екимцов (53) 681.3(088;8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1307464, кл. 6 06 F 15/20, 1985.

Авторское свидетельство СССР

М 1615735, кл. 6 06 F 15/20, 1989. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ (57) Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для моделирования процессов обслужиьания заявок в системах массового обслуживания с учетом различных потоков заявок и различных характеристик обслуживающих приборов. Цель

2 изобретения — расширение функциональных возможностей за счет моделирования режимов приема, обработки и передачи заявок. Устройство содержит генератор тактовых импульсов, блок генераторов случайных импульсов подготовки и К каналов обслуживания заявок, каждый из которых содержит семь элементов И, элемент ИЛИ; два триггера, два элемента задержки, генератор случайного числа продолжительности приема заявки, генератор случайного числа продолжительности обработки заявки, генератор случайного числа продолжительности передачи заявки, три регистра памяти, три блока деления, три группы элементов И, три группы элементов запрета, три вычитающих счетчика и три формирователя импульсов.

4 ил. l 716534 рования режимов приема, обработки и передачи заявок.

Использование устройства для моделирования систем массового обслуживания позволяет моделировать процесс функционирования К канальной кольцевой системы массового обслуживания с ненадежными разнородными обслуживающими приборами и раздельными входными потоками, каждый канал обслуживания заявок которой обслуживает свой поток заявок. В случае отказа канала его поток заявок поступает на ближайший исправный по кольцу канал.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок генераторов случайных импульсов подготовки и К каналов обслуживания заявок, каждый иэ которых содержит четыре элемента И, первый формирователь импульсов. два триггера и элемент ИЛИ, дополнительно введены генератор тактовых импульсов, а в каждый канал обслуживания заявок — генератор случайного числа продолжительности приема заявки, генератор случайного числа продолжительности обработки заявки, генератор случайного числа продолжительности передачи заявки, два элемента задержки, три блока деления, три регистра памяти, три вычитающих счетчика, второй и третий формирователи импульсов, пятый, шестой и седьмой элементы И, три группы элементов И и три группы элементов запрета.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для моделирования систем массового обслуживания; на фиг. 2 — структурная схема канала обслуживания заявок; на фиг. 3 — временная диаграмма работы устройства; на фиг. 4 — временная диаграмма работы канала обслуживания заявок.

Устройство для моделирования систем массового обслуживания содержит К информационных входов 1 каналов обслуживания заявок, К входоа 2 задания состояния каналов обслуживания заявок, установочный вход 3 устройства, генератор 4 тактовых импульсоа, блок 5.генераторов случайных импулъсов подготовкй, К каналов

6 обслуживания заявок, К выходов 7 каналов обслуживания заявок и в каждом канале обслуживания заявок первый элемент 8 задержки, генераторы 9 случайного числа продолжительности приема, обработки и передачи заявки. 3 группы элементов И 10, 3 группы элементов 11 запрет, первый элемент И 12, второй элемент 13 задержки, 3 регистра 14 памяти, 3 блока 15 деления, пятый, шестой и седьмой элементы И 16, 3 вычитающий счетчика 17, 3 формирователя

18 импульсов, первый триггер 19, второй

55 элемент И 20, элемент ИЛИ 21, второй триггер 22, третий 23 и четвертый 24 элементы

И.

На временной диаграмме (фиг. 3) обозначено: Вых. — выход 7 канала обслуживания заявок; Пдг. — подготовка канала 6 обслуживания заявок к приему следующей заявки; Обсл, — обслуживание каналом 6 заявки; Bx. — информационный вход 1 канала обслуживания заявок; Ncnp. —. вход 2 задания состояния канала обслуживания заявок. Индексы указывают номер канала.

На временной диаграмме (фиг. 4) обозначено: Вх. — информационный вход 1 канала обслуживания заявок; Испр. — вход 2 задания состояния канала обслуживания заявок; Ген. — информационные выходы генератора 9 случайного числа продолжительности приема, обработки или передачи заявки; Инф, PC — информационные выходы вычитающего счетчика 17; Выч. вх. PC — вычитающий вход вычитающего счетчика 17;

ФИ вЂ” выход формирователя 18 импульсов:

Такт — выход генератора 4 тактовых импульсов. Индексы указывают номер элемента в канале.

Вербальной моделью работы является следующая. Каждый канал обслуживает только свой поток заявок, если канал, связанный с ним по кольцу, может принимать заявки. Если канал не может принимать заявки, то поток его заявок поступает на ближайший канал по кольцу. Таким образом, канал обслуживает свои заявки, а также заявки всех предыдущих каналов, расположенных рядом по кольцу. В случае, когда заявки к обслуживаниЮ может принимать лишь один канал, то он принимает заявки всех каналов, Заявки, как своего, так и отказавших каналов, поступившие в момент занятости канала обслуживанием предыдущей заявки или подготовкой, получают отказ и теряются. Заявки в устройстве представляются в виде объемов данных, предназначенных к приему Vnp, обработке Vo6p и передаче Vng.

Каждый обслуживающий канал имеет свои характеристики, а именно, скорость приема

Ядр, обработки So6p и передачи $пл данных.

Значения $лр и S„„выбираются с учетом технических характеристик элементов, входящих в состав обслуживающего прибора каждого канала, а значение Soep определяется по методу PDR с учетом разрядности и быстродействия обслуживающего прибора.

Заявки всех потоков могут быть раэнотипными. Причем объемы данных заявок каждого потока подчинены своим законам.

Законы поступления заявок каждого потока также могут быть различны. Таким образом, 1716534 время Т, затрачиваемое на обслуживание устанавливая их выходы обнуления а едиодной и той же заявки в разных обслужива- ничное состояние и запрещая поступление ющих каналах. различнои определяется по через соответствующие пятый, шестой и формуле седьмой элементы И 16 на свои аычитающие

Чпр. Чобр. + Чпд.. 25 входы с выхода генератора 4 тактовых им«пр. Гобр. )пд. пульсов.

Генератор 4 тактовых импульсов выра- Рассмотрим работу устройства при набаты вает импульсы, моделирующие spe- личии на входах 2 задания состояния канала менные интервалы. Блок 5 генераторов обалужиаания заявок всех каналов единичслучзйных импульсов подготовки выра- 30 ных потенциалоа, разрешающих прохождебзтывает импульсы через случайные ниепоступающихзаявокнаобслужиааниев промежутки времени, подчиненные опре- своем канале. Функционирование всех каделенным законам. Они соответствущт налов обслуживания заявок в этом случае окончанию подготовки обслуживающего происходит аналогично. Поэтому подробно прибора. Генератор 9 случайного числа про- 35 рассмотрим работу только одного канала 6 должительности приеме заявки вырзбзты- обслуживания заявок. вает значение Vnp поступившей заявки. Поступающая заявка с информационноГенератор 9 случайного числа продолжи- го входа 1 канала обслуживания заявок зательйости обработки заявки вырабатывает пускает генераторы 9 случайных чисел значениеЧобрпостУпившейззввки. ГенеРв- 40 пРодолжительности пРиема, обРаботки и тор 9 случайного числа продолжительности передачи заявки, которые вырабатывают и передачи заявки вырабатывает значение кратковременно выставляют на своих выхоЧпдпоступившей заявки. Первый регистр 14 дах случзйные числа, представленные в двопамяти содержит значение $пр, второй и ичном коде. Эта информация через третий регистры 14 памяти соответственно 45 открытые элементы И 10 соответствующей соДеРжат значениЯ Зобр и $пд. Указанные гРУппы постУпает на вхоДы пеРвой гРУппы величины заносятся в регистры 14 памяти соответствующего блока 15 деления. Однодо начала моделирования. Блоки 15 деле- временноcýòèì на входы запуска блокоа15 ния содержат две группы информационных деления поступает импульс с выхода пераовходов. Причем на входы первой группы по- 50 го элемента И 12, прошедший через первыйдаатся значение делителя, а нз входы вто- элемент 8 задержки и третий элемент И 23. рой группы — делимого. После поступления На входах второй группы блоков 15 деления на вход запуска блока 15 деления управля- с соответствующих выходов регистров 14 ющего импульса нз его информационных памяти постоянно находится информация. выходах появляется результат выполнения 55 8 результате выполнения операции на операции деление с округлением до больше- выходах блоков 15 деления появляется го целого числа Первый элемент 8 задержки информация, которая подается на соответпредназначен дев синхронизации сигналов стаующие входы соответствующих вычитазапуска блоков деления и поступления ин- ющих счетчиков 17. Импульс с выхода формации нз вторую группу входов. Второй первого элемента И 12 перебрасывает втоэлемент 13 задержки предназначен для . рой триггер 22. Снятие потенциала с прямообеспечения одновременности прихода го выхода второго триггера 22 запирает информации. на информационные входы первый элемент И 12, запрещая принятие к первого вычитзющего счетчика 17 и управ- обслуживанию поступающих заявок. Через ляющего импульса на его установочный 45 второй элемент 13 задержки на установочвход. ный вход первого вычитающего счетчика 17

Устройство работает следующим обре- поступает импульс, по которому осущестазом. ляется прием информации в первый аычитаПеред началом работы и при необходи- ющий счетчик 17 и с его выход обнуления мостиустзновитьустройстводля моделиро- 50 снимается потенциал. В результате откры. вания систем массового обслуживания в аается пятый элемент И 16, через который исходное состояние на установочный вход 3 на аычитающий вход первого вычитающего . устройства кратковременно подается им- . счетчика 17 поступают импульсы с генератопульс, устанавливающий,в исходное состо- ра 4 тактовых импульсов. . яние второй триггер 22, с прямых выходов 55 После того, как значение первого вычикоторого потенциалы паступзют на первые тающего счетчика 17 становится равным нувходы первых элементов И 12, подготавли- лю, на его выхода обнуления появляется вая их к приему заявок на обслуживание, и потенциал, закрывающий пятый элемент И на входы сброса вычитающих счетчиков 17, 16 и запускающий второй формирователь 18 импульсов, с выхода которого импульс по7 1716534 8 ступает на установочный вход второго вычитающего счетчика 17, прием информации в который и ее вычитание. осуществляются аналогично первому вычитающему счетчику

17, а затем такой же процесс повторяется для третьего вычитающего счетчика 17. С выхода первого формирователя 18 импульсов сигнал поступает на выход 7 канала обслуживания заявок и на единичный вход первого триггера 19, который перебрасывается и на его прямом выходе появляется потенциал, разрешающий прохождение через второй элемент И 20 импульса с блока 5 генераторов случайных импульсов подготовки, который проходит через элемент

ИЛИ 21 и перебрасывает второй триггер 22.

Потенциал с его прямого выхода поступает на первый вход первого элемента И 12, что свидетельствует о готовности устройства к приему очередной заявки.

В случае снятия потенциала с входа 2 задания состояния соответствующего канала поступающие заявки с информационного входа 1 канала обслуживания заявок через первый элемент 8 задержки и открытый четвертый элемент И 24 поступают на первый вход третьего элемента И 23, прямой вход четвертого элемента И 24 последующего канала. Дальнейшее прохождение заявки зависит от состояния этого канала обслуживания заявок. Одновременно с этим, с выходов генераторов 9 случайных чисел, продолжительности приема, обслуживания и передачи заявки через открытые элементы

11 запрета соответствующей группы поступают на первые входы соответствующих элементов И 10 группы последующего канала обслуживания заявок, стоящего рядом с отказавшим каналом по кольцу, образуя суммарный поток заявок, Поступившие заявки в канал до окончания обслуживания предыдущей или для подготовки получают отказ и теряются, Формула изобретения

Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее блок генераторов случайных импульсов подготовки и К каналов обслуживания заявок, каждый из которых содержит четыре элемента И, первый формирователь импульсов, два триггера и элемент ИЛИ, в каждом канале обслуживания заявок выход первого элемента И соединен с нулевыми входами первого и второго триггеров, прямой выход первого триггера соединен с первым входом первого элемента И. а прямой выход второго триггера подключен к первому входу второго элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к единичному

55 входу первого триггера, вторые входы элементов ИЛИ всех каналов обслуживания заявок объединены и являются установочным входом устройства, выход первого формирователя импульсов каждого канала обслуживания заявок является выходом обслуженных заявок данного канала обслуживания заявок, первые входы третьих элементов И и инверсные входы четвертых элементов И в каналах обслуживания заявок объединены и являются входами задания состояния соответствующего канала обслуживания заявок, выход третьего элемента И в каждом канале обслуживания заявок соединен с вторым входом первого элемента И своего канала обслуживания заявок, а выход четвертого элемента И i-го канала обслуживания заявок ()-1, К-1) подключен к второму входу третьего элемента

И и прямому входу четвертого элемента И (1+1)-го канала обслуживания заявок,а выход четвертого элемента И К-ro канала обслуживания заявок соединен с вторым входом третьего элемента И и прямым входом четвертого элемента И первого канала обслуживания заявок, выходы блока генератора случайных импульсов подготовки соединены соответственно с вторыми входами вторых элементов И каналов обслуживания заявок, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет моделирования режимов приема, обработки и передачи заявок, оно дополнительно содержит генератор тактовых импульсов, а каждый канал обслуживания заявок дополнительно содержит генератор случайного числа продолжительности приема заявки, генератор случайного числа продолжительности обработки заявки, генератор случайного числа продолжительности передачи заявки, два элемента задержки, три блока деления, три регистра памяти, три вычитающих счетчика, второй и третий формирователи импульсов, пятый, шестой и седьмой элементы И, три группы элементов И и три группы элементов запрета. причем в каждом канале обслуживания заявок входы запуска генератора случайного числа продолжительности приема заявки. генератора случайного числа продолжительности обработки заявки, генератора случайного числа продолжительности передачи заявки и вход первого элемента задержки объединены и являются информационным входом канала обслуживания заявок. выход первого элемента задержки подключен к второму входу третьего элемента И и прямому входу. четвертого элемента И, выход второго элемента задержки подключен к входу записи первого вычитающего счетчика, вы1716534

10 ход обнуления которого соединен с инверсным входом пятого элемента И и входом запуска второго формирователя импульсов, выход которого подключен к входу записи второго вычитающего счетчика, выход обнуления которого подключен к инверсному входу шестого элемента И и к входу запуска третьего формирователя импульсов, выход которого соединен с входом записи третье10 го вычитающего счетчика, выход обнуления которого соединен с инверсным входом седьмого элемента И и входом запуска первого формирователя импульсов. выход которого подключен к единичному входу второго нен с входом второго элемента задержки и входами запуска первого, второго и третьего блоков деления, информационные еходы первого, второго и третьего блоков деления соединены с разрядными входами соответ-. 20 ственно первого, второго и третьего регистров памяти, а выходы первого, второго и третьего блоков деления подключены к разрядным входам соответственно первого, 25 второго и третьего вычитающих счетчиков, входы обнуления которых обьединены и соединены с установочным входом .устройства, s вычитающие входы первого, второго и третьего вычитающих счетчиков подключены к.выходам соответственно пятого; шес- ЗО того и седьмого элементов И, выходы генератора случайного числа продолжительности приема заявки подключены соот.ветственно к первым входам элементов И

35 первой группы и информационным входам элементов запрета первой группы, выходы генератора случайного числа продолжительности обработки заявки подключены соответственно к первым входам элементов

И второй группы и информационным sxo- 40 дам элементов запрета второй группы, а выходы генератора случайного числа продолжительности передачи заявки подклютриггера, выход первого элемента И соеди- 15 чены соответственно к первым входам элементов И третьей группы и информационным входам элементов запрета третьей группы, вторые входы элементов И первой, вторбй и третьей групп и управляющие входы элементов запрета первой, второй и третьей групп объединены, и соединены с входом задания состояния канала обслуживания заявок, выходы элементов И первой; второй и третьей групп подключены к информационным входам второй группы соответственно nepaoro, второго и третьего блоков деления, выход генератора тактовых импульсов соединен с прямыми входами пятого, шестого и седьмого элементов И всех каналов обслуживания заявок, выходы элементов запрета первой группы I-ro канала обслуживания заявок подключены соответственно к первым входам элементов. И первой группы {i+ 1)-го канала обслуживания заявок, а выходы элементов запрета первой группы К-го канала обслуживания .заявок подключены соответственно к первым вхо- . дам элементов И первой группы первого канала обслуживания заявок, выходы элементов запрета второй группы !-го. канала обслуживания заявок соединены соответственно с первыми входами элементов И второй группы {i+ 1}-ro канала обслуживания заявок, выходы элементое запрета второй группы К-го канала обслуживания заявок соединены соответственно с первыми входами элементов И второй группы первого канала обслуживания заявок, выходы элементов запрета третьей группы I-го канала обслуживания заявок подключены соответственно к первым входам элементов И третьей группы {!+1)-го канала обслуживания заявок; а вцходы элементов запрета третьей группы К-го канала обслуживания заявок подключены соответственно к первым входам элементов И третьей группы щьового канала обслуживания заявок.

17 1 6534

1716534

1126534

ayp f

PksI

Юх1

llcnp.

Eaizl

tp.2

Из2 дх2 йюр.2

1716534

8х

Гюу

Составитель Г,Белугин

Редактор И.Касарда Техред М.Моргентал Корректор С.Шевкун

Заказ 614 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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