Патент ссср 826358

 

Союз Советскнк

Соцкалкстмческ к к

Республкк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii) 826358 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 19.04.79 (21) 2755475/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М К з

G 06 F 15/20

Гесударственнмк кемнтет (53) УДК 681.325 (088.8) Опубликовано 30.04.81. Бюллетень ¹ 16

Дата опубликования описания 30.04.81 о делам нэавретеннй н открытий

А. Д. Хомоненко, Г. В. Филимонихин и С. В. Сы (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЛСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ

МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при аппаратурном исследовании систем массового обслуживания.

Известно устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее реверсивные счетчики, генераторы случайного потока импульсов, дешифратор, блоки случайных временных задержек, элементы И, ИЛИ, «Запрет» (1).

Однако, это устройство не позволяет моделировать системы массового обслуживания с очередью.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генераторы случайных импульсов, элементы «Запрет», ИЛИ и И, реверсивные счетчики, счетчик общего числа заявок, счетчик потерянных заявок, счетчик числа отказов каналов обслуживания и счетчик заявок, обслуживание которых прервано отказами обслуживающих каналов, причем элементы запрета и ИЛИ соединены с первым входом первого реверсивного счетчика, выходы которого соединены со входами многовходового элемента

И и деши<рратора, которыи через ключ соединен со входом генератора случайного потока импульсов, выход первого элемента случайных временных задержек подключен

5 ко входу второго элемента запрета, выход которого соединен со вторым входом элемента ИЛИ, соединенные последовательно третий элемент ИЛИ и второй элемент случайных временных задержек, вход второго счетчика соединен с выходом первого эле1о мента И, вход четвертого счетчика подключен к выходу второго элемента И, выход первого генератора импульсов соединен со входом первого элемента И, третий элемент

И соединен со входом реверсивного счетчика, связанного разрядами с многовходовым элементом ИЛИ, выход которого связан со входами второго элемента запрета и третьего элемента И, выход второго элемента И соединен с четвертым счетчиком заявок, обслуживание которых прервано отказами

2о обслуживающих каналов, вторым входом третьего элемента ИЛИ и вторым входом второго реверсивного счетчика, входы четвертого элемента ИЛИ подсоединены к вы826358 ходам генератора случайных импульсов и управляющего генератора, а выход через элементы запрета и И соединен со входом реверсивного счетчика, выходы которого через многовходовой элемент И соединены со входами третьего и четвертого элементов запрета, выходы реверсивного счетчика через многовходовой элемент ИЛИ соединеHbl со входами IlHTQI элемента запрета и пятого элемента И, выход которого соединен со входом реверсивного счетчика, выход второго элемента ИЛИ подключен ко входу пятого элемента И и через элемент запрета — ко входу первого реверсйвного счетчика, выход многовходовой схемы И первого реверсивного счетчика через ключ подключается либо ко входу элемента И, либо на входы регистрируюших блоков, на выходе управляемого генератора включен ключ режима работы.

Описанное устройство позволяет в случае выхода канала из строя в тот момент, когда он был занят обслуживанием заявки, передавать ее любому другому свободному каналу. Если свободных каналов нет, то моделируется очередь заявок, ожидающих обслуживания (2) .

Однако точность моделирования системы массового обслуживания недостаточна, так как в этом устройстве импульс, поступающим в блок имитации, одновременно поступает в блок случайных временных задержек (в котором моделируется процесс обслуживания), что приводит к погрешности моделирования обслуживания заявок, проходящих через очередь.

Цель изобретения — повышение точности моделирования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее первый реверсивный счетчик, первая группа выходов которого через дешифратор и первый переклю чатель соединена со входом управляемого генератора потока случайных импульсов, а вторая группа выходов первого реверсивного счетчика через первый элемент

И соединена с первым входом первого элемента запрета, выход которого соединен с суммирующим входом первого реверсивного счетчика, а второй вход первого элемента запрета соединен с выходом первого элемента ИЛИ, второй элемент запрета, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого через первый блок случайных временных задержек соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, первый вход которого объединен с первым входом первого элемента ИЛИ и подключен к выходу третьего элемента запрета, а второй вход третьего элемента ИЛИ соединен с суммирующим входом второго реверсивного счетчика, вычитаю:ций вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого объединен с первым входом второго элемента запрета и подключен к выходу четвертого элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами второго реверсивного счетчика, выход генератора потока случайных импульсов соединен со входом счетчика общего числа заявок и с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен со входом счетчика потерянных заявок, а второй вход третьего элемента И объединен с первыми входами четвертого элемента И и третьего элемента запрета, второй вход которого объединен со входом счетчика числа отказов каналов обслуживания и со вторым входом четвертого элемента И и через второй переключатель подключен к выходу управляемого генератора потока случайных импульсов, выход четвертого элемента И соединен со входом счетчика прерванных обслуживанием заявок и со вторым входом третьего элемента ИЛИ, третий реверсивный счетчик, суммирующии и вычитающии входы которого соединены соответственно с выходами пятого и шестого элементов И, первая группа выходов третьего реверсивного счетчика через седьмой элемент И соединена с первым входом третьего переключателя, а вторая группа выходов третьего реверсивного счетчика через пятый элемент ИЛИ соединена с первыми входами четвертого элемента запрета и шестого элемента И, вторые входы которых соединены с выходом второго элемента ИЛИ, выход четвертого элемента зо запрета соединен с вычитающим входом первого реверсивного счетчика, выход первого элемента И соединен со вторым входом третьего переключателя и с первым входом пятого элемента И, а также пятый и шестой элементы запрета и второй блок случайных временных задержек, введен восьмой элемент И, первый вход которого соединен с выходом пятого элемента ИЛИ, а выход восьмого элемента И подключен ко входу второго блока случайных времен40 ных задержек, выход которого подключен ко второму входу восьмого элемента И, второму входу второго элемента запрета и второму входу второго элемента И, выход восьмого элемента И подключен к выходу шестого элемента запрета, один из входов ко4 торого подключен ко второму входу третьего переключателя, а другой — к выходу пятого элемента запрета и к второму входу первого элемента ИЛИ, второй вход пятого элемента запрета объединен со вторым входом третьего элемента И, а выход первого элемента ИЛИ подключен ко второму входу пятого элемента И.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит счетчик 1 числа занятых обслуживанием каналов, дешифратор 2, ключ 3, управляемый генератор 4 случайного потока импульсов, имитирую826358 ший поток отказов каналов обслуживания (в моменты выхода из строя отдельных каналов), многовходовой элемент И 5, элемент 6 запрета, элементы ИЛИ 7 и 8 запрета, элемент ИЛИ 9 блок 10 случайных временных задержек, элемент ИЛИ 11, элемент 12 запрета, реверсивный счетчик 13, элемент И 14, многовходовой элемент ИЛИ

15, генератор 16 случайных импульсов, моделирующий поток заявок на обслуживание, связанный со входом счетчика 17 числа поступивших заявок и через элемент И 18

10 со входом счетчика 19 числа заявок, получивших отказ в обслуживании, элемент И 20, счетчики 21 числа отказов каналов и 23 числа заявок, потерянных вследствие выхода из строя канала обслуживания, ключ 22, is подключаюший генератор импульсов потока отказов (в разомкнутом положении ключа отказы не моделируются).

В блоке имитации очереди устройства содержится реверсивный счетчик 24, элементы И 25 и 26, элемент И 27, ключ 28 подключения блока имитации, многовходовой элемент ИЛИ 29.

Устройство содержит также элементы

30 и 31 запрета, элементы запрета 32 и

И 33, соединенные с блоком 34 случайных временных задержек, имитирующим процесс обслуживания заявок.

Устройство работает следующим образом.

Когда в системе хотя бы один канал свободный, сигнал на выходе многовходового элемента И 5 отсутствует, и импульсы от З0 генератора 16 поступают через открытый элемент 31 запрета, элемент ИЛИ 7 и открытый элемент 6 запрета на вход сложения счетчика 1 занятых каналов и одновременно через открытый элемент 32 запрета входят в блок 34 случайных временных задержек, имитирующих процесс обслуживания.

Поступление импульса на вход сложения счетчика 1 занятых каналов увеличивает его код на единицу, что означает занятие одного канала. Импульс блока случайных вре- 40 менных задержек, появившийся на выходе через время, равное случайной длительности обслуживания, поступает на вычитающий вход счетчика занятых каналов и «списывает» из него единицу, имитируя тем самым освобождение одного канала. В момент времени, 4S когда все каналы заняты, на выходе многовходового элемента И 5, связанного с разрядами счетчика 1 занятых каналов, появляется сигнал, поступаюший на управляющие входы элементов 6 и 32 запрета и на вход элемента И 25. При этом элементы 6 и 50

32 запрета закрываются, элемент И 25 открывается, и импульсы от генератора 16, проходя через элемент ИЛИ 7 и открытый элемент И 25, поступают на вход сложения счетчика числа заявок, стоящих в очереди, ss при этом импульсы от генератора 6 не проходят на блок 10 случайных временных задержек, так как элемент 32 зап1ета закрыт, Поступление импульса, на вход сложения счетчика заявок, стоящих в очереди, увеличивает его код на единицу, что означает появление в очереди еше одной заявки. На выходе логического элемента ИЛИ 29 появляется сигнал, открывающий логические элементы И 26 и 33 и закрывающий элемент 30 запрета. Импульс блока 10 случайных временных задержек, появившись на выходе через время, равное случайной длительности обслуживания, через элементы

8 запрета, ИЛИ 9 и И 26 поступает на вычитающий вход счетчика заявок, стоящих в очереди и «списывает» из него единицу, имитируя тем самым завершение обслуживания одного задания. Одновременно с этим импульс с выхода блока временных задержек через открытый элемент И 33 поступает на вход блока задержек, имитируя тем самым принятие на обслуживание одной из заявок, стояших в очереди.

В момент времени, когда все места в очереди заняты, на выходе многовходового элемента И 27, связанного с разрядами счетчика числа заявок, стоящих в очереди, появляется сигнал, поступающий на управляющий вход элемента 12 запрета, и на вход элемента И 20. При этом элемент И 18 открывается, и импульсы от генератора 16 проходят через элемент И 18, имитируя поток заявок, получивших отказ в обслуживании, число которых подсчитывается счетчиком 19 потерянных заявок.

Импульс от генератора 4, имитирующий момент выхода из строя одного из обслуживающих каналов, при отсутствии на выходе элемента И 5 сигнала, что означает наличие хотя бы одного свободного канала, проходит через открытый элемент 12 запрета, элемент ИЛИ 7 и открытый элемент 6 запрета на вход сложения счетчика числа занятых каналов и увеличивает его код на единицу, имитируя отключение одного канала вследствие его неисправности. Одновременно с этим импульс от генератора 4, через элемент ИЛИ ll поступает на вход блока 10 случайных временных задержек, имитирующего процесс восстановления вышедших из строя каналов, и появившись на его выходе через время, равное случайной длительности восстановления, поступает на вычитающий вход счетчика числа занятых каналов и «списывает» из него единицу, имитируя тем самым включение восстановленного канала в работу.

В момент времени, когда полностью заполнен счетчик 1 числа занятых каналов и в модели имитируется состояние, при котором часть каналов занята обслуживанием, а остальные находятся в ремонте, элементы

6 и 32 запрета закрываются, элемент И 25 открывается, и импульсы от генератора 4 проходят через элемент 12 запрета, эле826358

Формула изобретения мент ИЛИ 7 и открытый элемент И 25 на вход сложения счетчика заявок, стоящих в очереди, имитируя постановку в очередь заявки, обслуживание которой прервано выходом из строя одного из каналов обслуживания.

Таким образом, если очередь заполнена не полностью, то заявка, обслуживание которой прервано, не теряется, а заново становится в очередь на обслуживание. В момент времени, когда в очередь поступает одна заявка, на выходе многовходового элемента ИЛИ 29 появляется сигнал, поступающий на вход элемента И 26 и управляющий вход элемента 30 запрета.

При этом элемент И 26 открывается, элемент 30 запрета закрывается, и импульсы от блоков 34 и 10 случайных временных задержек поступают на вычитающий вход счетчика 24 длины очереди, при этом импульсы блока 34 имитируют конец обслуживания одной заявки и начало обслуживания другой заявки из очереди, а импульсы блока 10 имитируют восстановление одного обслуживающего канала и начало обслуживания этим каналом заявки из очереди.

При полном заполнении счетчика 24 числа заявок, стоящих в очереди на обслуживание, на выходе многовходового элемента

И 27 появляется сигнал,, поступающий на управляющие входы элемента 12 запрета и элемента И 20. Элемент 12 запрета закрывается, элемент И 20 открывается, и импульсы от генератора 4 через элемент И 20 поступают на вход счетчика заявок, обслуживание которых было прервано отказами обслуживающих каналов. Одновременно импульсы от генератора 4 проходят через элемент ИЛИ 11 в блок 1О случайных временных задержек и поступают на вход сложения счетчика 13 числа неисправных (ремонтируемых) каналов, увеличивая его код.

Возникающий при этом сигнал на выходе элемента ИЛИ 15 закрывает элемент 8запрета и открывает элемент И 14. Поэтому импульсы, появившиеся на выходе блоков 34 и 10 случайных временных задержек, поступают соответственно на вычитающие входы счетчика 13 неисправных каналов и счетчика 24 заявок в очереди.

Следовательно, каналы, занятые заявками, обслуживание которых прервано в результате выхода этих каналов из строя, освобождаются и начинают обслуживание заявок, стоящих в очереди, лишь через время, необходимое для восстановления их работоспособности («считывание», единиц из счетчика 24 производится импульсами блока 10 случайных временных задержек).

Импульсы блока 34 случайных временных задержек, и мити рующих продол жи тел ь ность обслуживания заявок, в этом режиме используются для «списывания» единиц из счетчика 13 неисправных каналов. Необходимое соответствие между числом импуль1о

l5

25 зо

4О

55 сов, поступивших на вычитающие входы счетчиков 24 и 13, достигается за счет наличия петли обратной связи, образованной элементами ИЛИ 15, И 14 и 8 запрета.

Статистические характеристики функционирования системы массового обслуживания, моделируемой предлагаемым устройством, вычисляются известными методами на основе показаний счетчика общего числа поступивших заявок, счетчика заявок, получивгоих отказ в обслуживании из-за отсутствия свободных мест для ожидания в очереди, и счетчика не полностью обслуженных заявок, обслуживание которых прервано выходом из строя одного из каналов обслуживания, когда все места для ожидания в очереди заняты.

Устройство для моделирования систем массового. обслуживания, содержащее первый реверсивный счетчик, первая группа выходов которого через дешифратор и первый переключатель соединена со входом управляемого генератора потока случайных импульсов, а вторая группа выходов первого реверсивного счетчика через первый элемент И соединена с первым входом первого эле.ента запрета, выход которого соединен с суммирующим входом первого реверсивного счетчика, а второй вход первого элемента запрета соединен с выходом первого элемента ИЛИ, второй элемент запрета, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого через первый блок случайных временных задержек соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, первый вход которого объединен с первым входом первого элемента

ИЛИ и подключен к выходу третьего элемента запрета, а второй вход третьего элемента ИЛИ соединен с суммирующим входом второго реверсивного счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого объединен с первым входом второго элемента запрета и подключен к выходу четвертого элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами втсрого реверсивного счетчика, выход генератора потока случайных импульсов соединен со входом счетчика общего числа заявок и с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен со входом счетчика потерянных заявок, а второй вход третьего элемента И объединен с первыми входами четвертого элемента И и третьего элемента запрета, второй вход которого объединен со входом счетчика числа отказов каналов обслуживания и со вторым входом четвертого элемента И и через второй переключатель подключен к выходу управляемого генератора потока случайных импульсов, выход четвертого элемента И соединен

826358

Составитель А. Карасов

Редактор С. Шевченко Техред А. Бойкас Корректор М. Демчик

Заказ 2501/7! Тираж 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 со входом счетчика прерванных обслуживанием заявок и со вторым входом третьего элемента ИЛИ, третий реверсивный счетчик, суммирующий и вычитающий входы которого соединены соответственно с выходами пятого и шестого элементов И, первая группа выходов третьего реверсивного счетчика через седьмой элемент И соединена с первым входом третьего переключателя, а вторая группа выходов третьего реверсивного счетчика через пятый элемент ИЛИ соединена с первыми входами четвертого элемен= та запрета и шестого элемента И, вторые входы которых соединены с выходом второго элемента ИЛИ, выход четвертого элемента запрета соединен с вычитающим входом первого реверсивного счетчика, выход первого элемента И соединен со вторым входом третьего переключателя и с первым входом пятого элемента И, а также пятый и шестой элементы запрета и второй блок случайных временных задержек, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности устройства, оно содержит дополнительно восьмой элемент И, первый вход которого соединен с выходом пятого элемента ИЛИ, а выход восьмого элемента И подключен ко входу второго блока случайных временных задержек, выход которого подключен ко второму входу восьмого элемента И, второму входу второго элемента запрета и второму входу второго элемента И, выход восьмого элемента И подключен к выходу шестого элемента запрета, первый вход которого подключен ко второму входу третьего переключателя, а второй вход шестого элемента запрета подключен к выходу пятого элемента запрета и к второму входу первого элемента ИЛИ, второй вход пятого элемента запрета объединен со вторым входом третьего элемента

И, а выход первого элемента ИЛИ подключен ко второму входу пятого элемента И..Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 517896, кл. G 06 F 15/36, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2578528, кл. G 06 F 15/20, 1978 (прототип).