Устройство для моделирования системы массового обслуживания

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования систем массового обслуживания (СМО). Техническим результатом является расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования СМО с n возможными типами неоднородных входящих потоков заявок для n>2. Устройство содержит группу генераторов потоков заявок, группу счетчиков поступивших заявок, группу счетчиков заявок, получивших отказ в обслуживании, группу элементов И, группу элементов запрета, элементы ИЛИ, элементы И, элементы запрета, блоки случайных временных задержек, реверсивный счетчик занятых каналов, реверсивный счетчик длины очереди, генератор потока отказов, реверсивный счетчик отказавших каналов и сумматор. 1 ил.

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для исследования систем массового обслуживания.

Известно устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генераторы потоков заявок, счетчики поступивших заявок и заявок, получивших отказ в обслуживании, элементы И, ИЛИ, запрета, блок случайных временных задержек, реверсивные счетчики занятых каналов и длины очереди (а.с. СССР №1282153, 1987, МКИ G06P 15/20).

Недостатком известного устройства является ограниченность применения в электронном моделировании, предназначенном для исследования реальных СМО с учетом отказов и восстановлений каналов обслуживания.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для моделирования СМО, известное по патенту РФ RU 2266557 С1, 20.12.2005, МПК7 G06P 7/08, 17/00, выбранное в качестве прототипа и являющееся основным техническим решением. Устройство для моделирования СМО содержит два генератора потоков заявок, два счетчика поступивших заявок, два счетчика заявок, получивших отказ в обслуживании, три элемента ИЛИ, шесть элементов И, четыре элемента запрета, два блока случайных временных задержек, реверсивный счетчик занятых каналов, реверсивный счетчик длины очереди, генератор потока отказов, реверсивный счетчик отказавших каналов и сумматор.

Недостатком данного устройства является ограниченность функциональных возможностей, выражающаяся в невозможности моделирования СМО с n возможными типами неоднородных входящих потоков заявок, где n>2.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования СМО с n возможными типами неоднородных входящих потоков заявок, где n>2.

Указанная цель достигается тем, что в устройство вводятся группа из n генераторов потоков заявок, группа из n элементов запрета, группа из n элементов И, группа из n счетчиков поступивших заявок и группа из n счетчиков заявок, получивших отказ в обслуживании (n>2).

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство для моделирования СМО содержит генератор потока заявок 1, группу генераторов потоков заявок 2₁, …, 2_n, счетчик поступивших заявок 3, счетчик заявок, получивших отказ в обслуживании 4, группу счетчиков поступивших заявок 5₁, …, 5_n, группу счетчиков заявок, получивших отказ в обслуживании 6₁, …, 6_n первый 7 и второй 8 элементы ИЛИ, первый 9, пятый 10, третий 11 элементы И, группу элементов И 12₁, …, 12_n, первый 13, третий 14, второй 15 элементы запрета, группу элементов запрета 16₁, …, 16_n, первый блок случайных временных задержек 17, реверсивный счетчик занятых каналов 18, реверсивный счетчик длины очереди 19, второй 20 и четвертый 21 элементы И, третий элемент ИЛИ 22, генератор потока отказов 23, второй блок случайных временных задержек 24, реверсивный счетчик отказавших каналов 25 и сумматор 26.

Устройство работает следующим образом. Когда в системе свободен и исправен хотя бы один канал, сигнал на выходе элемента И 20 отсутствует и импульсы от группы генераторов потоков заявок 2₁, …, 2_n (заявок n-х типов) через открытую группу элементов запрета 16₁, …, 16_n, элемент ИЛИ 7 и открытый элемент запрета 13 поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика занятых каналов 18 и одновременно через элемент ИЛИ 8 в блок 17 случайных временных задержек. Импульсы от генератора 1 (заявок первого типа) через элемент ИЛИ 7, открытый элемент запрета 13 поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика занятых каналов 18 и одновременно через элемент ИЛИ 8 в блок случайных временных задержек 17. Поступление импульсов на суммирующий вход реверсивного счетчика занятых каналов 18 увеличивает его код на единицу, что означает занятие одного канала. Импульсы с блока случайных временных задержек 17, появившиеся на выходе через время, равное случайной длительности обслуживания, поступают через открытый элемент запрета 15 на вычитающий вход реверсивного счетчика занятых каналов 18 и «списывают» с него единицу, имитируя освобождение одного канала.

Одновременно импульсы с генератора потока отказов 23 поступают на вход блока случайных временных задержек 24 и суммирующий вход реверсивного счетчика отказавших каналов 25 и увеличивают его код на единицу, что означает неисправность одного канала. Импульсы с блока случайных временных задержек 24, появившиеся на выходе через время, равное длительности восстановления, поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика отказавших каналов 25 и «списывают» с него единицу, имитируя восстановление одного канала. Сигнал с выхода реверсивного счетчика отказавших каналов 25 поступает на сумматор 26, который подсчитывает сумму занятых и отказавших каналов. При достижении определенной суммы занятых и отказавших каналов на выходе элемента И 20 появляется сигнал и устройство начинает работать, как в момент времени, когда все каналы заняты.

В момент времени, когда все каналы заняты обслуживанием и восстановлением, на выходе элемента И 20 появляется сигнал, которой закрывает группу элементов запрета 16₁, …, 16_n, и открывает элемент И 9. Импульсы от группы генераторов потоков заявок 2₁, …, 2_n (заявок n-х типов) через открытую группу элементов И 12₁, …, 12_n поступают на вход группы счетчиков заявок, получивших отказ в обслуживании 6₁, …, 6_n. Так имитируется режим работы устройства, при котором заявки n-го типа получают отказ в обслуживании. Импульс от генератора 1 (заявок первого типа) через элемент ИЛИ 7 и через открытый элемент И 9 и элемент запрета 14 поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 19, увеличивает его код на единицу, что означает появление в очереди еще одной заявки. На выходе элемента ИЛИ 22 появляется сигнал, открывающий элемент И 11, и закрывает элемент запрета 15. Импульс блока случайных временных задержек 17 через открытый элемент И 11 поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 19 и одновременно с этим через элемент ИЛИ 8 на вход блока случайных временных задержек 17, имитируя принятие на обслуживание одной из заявок, стоящей в очереди.

В момент времени, когда все места в очереди заняты, на выходе элемента И 21 появляется сигнал, который открывает элемент И 10 и закрывает элемент запрета 14. Тогда импульсы от генератора 1 (заявок первого типа) через элемент ИЛИ 7, открытые элементы И 9 и 10 поступают на счетчик заявок, получивших отказ в обслуживании 4. Кроме того, все импульсы от генератора потока заявок 1 поступают на вход счетчика поступивших заявок 3, при этом все импульсы от группы генераторов потоков заявок 2₁, …, 2_n, поступают на вход соответствующего счетчика из группы счетчиков поступивших заявок 5₁, …, 5_n.

Техническое преимущество заявляемого изобретения заключается в следующем:

- Расширение функциональных возможностей при моделировании СМО с n возможными типами неоднородных потоков заявок для n>2.

- Повышение степени адекватности модели реально существующим СМО.

Источники информации:

1. Авторское свидетельство СССР №1282153, 1987, МКИ G06P 15/20.

2. Патент РФ 2266557 С1, 20.12.2005 г., МПК 7 G06P 7/08, 17/00.

Устройство для моделирования системы массового обслуживания, содержащее генератор потока заявок, группу из n генераторов потоков заявок, счетчик поступивших заявок, счетчик заявок, получивших отказ в обслуживании, группу из n счетчиков поступивших заявок, группу из n счетчиков заявок, получивших отказ в обслуживании, три элемента ИЛИ, пять элементов И, группу из n элементов И, три элемента запрета, группу из n элементов запрета, первый и второй блоки случайных временных задержек, реверсивный счетчик занятых каналов, реверсивный счетчик длины очереди, генератор потока отказов, реверсивный счетчик отказавших каналов и сумматор, причем выход генератора потока заявок соединен со счетным входом счетчика поступивших заявок и первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к информационному входу первого элемента запрета и первому входу первого элемента И, выход которого подключен к первому входу пятого элемента И и информационному входу третьего элемента запрета, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика длины очереди, выход четвертого элемента И соединен с управляющим входом третьего элемента запрета и вторым входом пятого элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика заявок, получивших отказ в обслуживании, выход первого элемента запрета подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика занятых каналов и второму входу второго элемента ИЛИ, первый вход которого и вычитающий вход реверсивного счетчика длины очереди соединены с выходом третьего элемента И, первый вход которого и управляющий вход второго элемента запрета соединены с выходом третьего элемента ИЛИ, входы которого и входы четвертого элемента И подключены соответственно к разрядным выходам реверсивного счетчика длины очереди, выход второго элемента ИЛИ подключен ко входу первого блока случайных временных задержек, выход которого соединен со вторым входом третьего элемента И и с информационным входом второго элемента запрета, выход которого подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика занятых каналов, выход генератора потока отказов подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика отказавших каналов и второму блоку случайных временных задержек, выход которого подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика отказавших каналов, выход которого подключен к первому входу сумматора, ко второму входу которого подключен выход от реверсивного счетчика занятых каналов, выход сумматора подключен ко второму элементу И, выход которого соединен со вторым входом первого элемента И и управляющим входом первого элемента запрета, отличающееся тем, что дополнительно введены группа из n генераторов потоков заявок, группа из n счетчиков поступивших заявок, группа из п счетчиков заявок, получивших отказ в обслуживании, группа из n элементов запрета, группа из n элементов И, причем выход второго элемента И подключен к первым входам группы элементов И и управляющим входам группы элементов запрета, выходы которых подключены к соответствующим входам первого элемента ИЛИ, а выходы группы генераторов потоков заявок соединены с информационными входами группы элементов запрета, со счетными входами группы счетчиков поступивших заявок и со вторыми входами группы элементов И, выходы которых подключены ко входам группы счетчиков заявок, получивших отказ в обслуживании.