Устройство для моделирования систем массового обслуживания

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

858000 (61) Дополнительное к авт, сеид-ву (22) Заявлено 2407.79 (21) 2800947/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 230881. Бюллетень Н9 31

Дата опубликования описания 23.0881 51) <„з

6 06 Г 15/20

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 681. 333. (088.8) (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ

МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

Изобретение относится к вычислительной. технике и может быть исполь" зовано при исследовании систем массового обслуживания (СМО).

Известно устройство для моделирования СМО, содержащее Логический блок генератор входного потока заявок, блок управления, генератор тактовых импульсов, счетчики, блок измерения вре- ® мени занятости каналов обслуживания (1 ).

Недостаток этого устройства — низкая точность моделирования.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устрой- 1» ство, содержащее генераторы случайных чисел, элементы ЗАПРЕТ, ИЛИ, И и счетчики, позволяющее исследовать

СМО, в которых происходит обслуживаwe однородного потока заявок f2).

Однако в реальных условиях (к при" меру в вичислительных системах коллективного доступ на вход СМО поступает к > 1 потоков заявок. Поток заявок i-го типа характеризуется функцией А (с) распределения длин интервалс1в между последовательными моментами поступления заявок 1-1о типа и функ:цией В (с) распределения времени обслуживания заявок i-го типа, i = 1,К. Кроме того, устройство не обеспечивает достаточную точность моделирования.

Цель изобретения — повышение точности моделирования и расширение: функциональных возможностей устройства эа счет моделирования процесса обслуживания неоднородного потока заявок.

Для достижения поставленной цели в устройство для моделирования СОМ, содержащее управляемый генератор случайного потока импульсов, выход котО" рого соединен с входом счетчика числа отказов -и с первыми входами первого элемента ЗАПРЕТ, и первого элемента И, выход которого подключен к входу счетчика неполностью обслуживаемых заявок и к первым входам счетчика неисправных каналов и первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента

ЗАПРЕТ, первый блок генераторов случайных временных интервалов, втсод которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, а выход соединен с первым входом второго элемента HJIP.,âòîрой вход которого подключен к выходу второго элемента ЗАПРЕТ, выходы счет- чика неисправных каналов соединены с

858000 входами третьего элемента ИЛИ,выход которого подключен к первым входам второго элемента ЗАПРЕТ и второго элемента И, выход которого соединенс вторым входом счетчика неисправных каналов, счетчик числа занятых каналов, вычитающий вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первая группа выходов счетчика числа ,занятых каналов через последовательно соединенные дешифратор и ключ под- о ключены к входу управляемого генератора случайного потока импульсов, вторая группа выходов счетчика числа занятых каналов соединена с входами третьего элемента И, выход которого подключен к вторым входам первого элемента ЗАПРЕТ и первого элемента И, введены четвертый и пятый элементы

ИЛИ, блок элементов И, блок элементов ЗАПРЕТ, блок случайных временных задержек, счетчик необслуженных зая- Щ вок, счетчик общего числа заявок и второй блок генераторов случайных временных интервалов, группа выходов которого подключена соответственно к группам входов счетчика общего числа заявок, блока элементов ЗАПРЕТ и блока элементов И, выходы которого соединены с входами счетчика необслуженных заявок, выход третьего элемента И подключен к входам блока элементов И и блока элементов ЗАПРЕТ, выходы которого соединены с входами четвертого элемента ИЛИ и блока случайных временных задержек, выходы которого подключены к входам пятого элемента ИЛИ, выхбд которого соединен с вторым входом второго элемента

ЗАПРЕТ, выход четвертого элемента

ИЛИ подключен к суммирующему входу счетчика числа занятых каналов.

На чертеже представлена схема уст- 40 ройства.

Устройство содержит управляемый генератор 1 случайного потока импульсов, элементы ЗАПРЕТ 2 и 3,элементы ИЛИ 4 и 5, элементы И 6 и 7, счетчик 8 числа занятых каналов, счетчик 9 неисправных каналов, счетчик 10.числа отказов каналов обслуживания, счетчик 11 неполностью обслуженных заявок, обслуживание кото- О рых было прервано отказами обслуживающих..каналов, блок 12 генераторов случайных временных интервалов, многовходовый элемент HJIH 13, многовходовый элемент И 14, дешифратор 15 и ключ 16. При этом выход управляемого генератора 1 импульсов соединен .с входами элемента И 6, счетчика 10 числа отказов каналов ббслуживания, элемента ЗАПРЕТ 3, выход которого соединен с первым входом элемента 60

ИЛИ 4, второй вход которого соединен с выходом элемента И 6, а также с входом счетчика 11 и .одним иэ входов реверсивного счетчика 9, связан- ного разрядами с элементом. ИЛИ 13, выход которого соединен с входами элементов И 7 и ЗАПРЕТ 2. Выход элемента И 7 подключен к второму входу реверсивного счетчика 9. Выход злемента ИЛИ 4 через многоканальный блок

12 случайных временных задержек подключен .к одному из входов элемента

ИЛИ 5, другой вход которого соединен с выходом элемента ЗАПРЕТ 2, а выход — с первым входом реверсивного счетчика 8, связанного разрядами с многовходовым элементом И 14, выход которого подключен к вторык входам элемента ЗАПРЕТ 3 и элемента И б,выход которого соединен с счетчиком 11 числа заявок, а дешифратору 15 связанный разрядами с реверсивным счетчиком 8, через ключ 16 соединен с уп равляемым генератором 1 импульсов.

Кроме того, устройство снабжено блоком 17 генераторов случайных временных интервалов, блоком 18 элементов

ЗАПРЕТ блоком 19 элементов И, многовходовьм элементом ИЛИ 20, счетчиком

21 общего числа заявок всех типов, счетчиком 22 необслуженных заявок, т.е. заявок всех типов, получивших отказ в обслуживании, блоком 23 слу- чайных временных задержек, связанным с многовходовым элементом ИЛИ 24.Выходы блока 17 генераторов случайных временных интервалов соединены с вхо" дами блока 18 элементов ЗАПРЕТ, счетчика 21 и блока 19 элементов И, выходы которого соединены с входами счетчика 22. Управляющие входы блока

18 элементов ЗАПРЕТ и блока 19 элементов И подключены к выходу многовходового элемента И 14, выходы блока 18 элементов ЗАПРЕТ подключены к входам многовходового элемента ИЛИ

20, выход которого подключен к второму входу реверсивного счетчика 8, а также к входам блока 23 случайных временных задержек, который через многовходовый элемент ИЛИ 24 подключен к выходу элемента ЗАПРЕТ 2, а выход элемента ЗАПРЕТ 3 подключен к одному из входов многовходового элемента ИЛИ 20.

Устройство, предназначенное для имитации обслуживания неоднородного потока заявок, работает следующим образом.

Импульсы от блока 17 генераторов случайных временных интервалов поступают через открытый блок 18 элементов ЗАПРЕТ и элемент ИЛИ 20 на суммирующий вхсщ счетчика 8 числа занятых каналов. Кроме того, импульсы с вюсода блока 18 элементов ЗАПРЕТ поступают на один из входов блока 23 случайных временных задержек, который имитирует процесс обслуживания неод» нородиого потока заявок. Поступление импульса иа суммирующий вход счетчи" ка 8 числа занятых каналов увеличивает его код иа единицу, что озиача" ет занятие одного канала. Импульс с

858000 блока 23 случайных временных задержек, появившихся на одном иэ его выколов через время, равное случайной длительности обслуживания заявок соответствующего типа, через элемент

ИЛИ 24, открытый элемент ЗАПРЕТ 2 и элемент ИЛИ 5 поступает на вычитающий вход счетчика 8 числа занятых каналов и "списывает" с него единицу, тем самым имитируя освобождение одного канала. В момент времени, когда все каналы заняты, на выходе элемента И 14, связанного с разрядами счетчика 8 числа занятых каналов, появляется сигнал, поступающий на управляЮщие вЪсоды блока 18 элементов ЗАПРЕТ и блока 19 элементов И. При 15 этом элементы ЗАПРЕТ блока 18 закрываются, элементы И блока 19 открываются, и импульсы от блока 17 генератсров проходят через элементы И. блока 19, имитируя потоки заявок,по- 20 лучившнх отказ в обслуживании. Число таких заявок каждого типа подсчитывается счетчиком 29 заявок, получивших отказ в обслуживании.

Соответствие типов заявок неодно- . 2$ родного потока достигается следующим путем. Число генераторов случайных временных интервалов в блоке 17 (а значит и число выходов этого блока) равно числу типов потоков заявок, Зо т.е. каждый генератор. генерирует импульсы, имитирующие поступление заявок одного типа. Число элементов случайных временных задержек в блоке

23 также равно числУ типов обслужи- 35 ваемых заявок. Каждый элемент этого блока имитирует обслуживание эаявокодного типа. Таким образом, обьединенне выходов блока 17 генераторов ,через блок 18 элементов ЗАПРЕТ с соответствующими входами блока 23 поз- 40 воляет добиться соответствия типов заявок неоднородного потока; Регулируя генераторы блока 17 и элементы блока 23 можно варьировать параметры моделируемого процесса обслуживания, ф5 неоднородного потока заявок.

Имитация изменения пропускноФГ спв« собности системы вслвдст вне выхОда иэ строя отдельных каналов обслуживания производится следующими» образом. 59

Импульс, появившийся на выходе генератора 1 случайного потока и имктирующий момент выхода из строя одного из обслуживающих каналов, пра отсутствии на выходе элемента И 14 сигнала,.что означает наличие, по крайнвй мере, одного свюбодного (нв занятого обслуживанием) канала, промыт через открытый элемент 3 ЗАПРЕТ и элемент ИЛИ 20 на вход сложвниясчвтчика 8 и увеличивает вго код aà eqpi- ЕФ ницу, имитируя отключение одного канала вследствие его неисправност».

Одновременно данный .импульс проходит через элемент ИЛИ 4 на вход бдока12 генераторов случайных временных 45 интервалов, имитирующего процесс ьосстановления вышедших из строя каналов, и,появившись на его эксоде через время, равное случайной длительности восстановления, через элемент

ИЛИ 5 поступает на вычитающий вход счетчика 8 и "списывает" из его содержимого единицу, тем самым имитируя восстановление канала н включение его в работу. Все импульсы,появившиеся на выходе генератора 16, подсчитываются счетчиком 10 числа отказов каналов обслуживания.Имитация изменения пропускной способности системы вследствие выхода из с роя каналов обслуживания осуществляется при включенном положении ключа 16. При разомкнутом положении ключа 16 считается, что все каналы абсолютно надежны.

При полном заполнении счетчика 8, когда в устройстве имитируется состояние, при котором часть каналов занята обслуживанием, а остальные находятся в ремонте, элемент ЗАПРЕТ 3 закрывает =я, элемент И 6 открывается по управляющему входу, и импульсы от генератора 1 случайного потока прохбдят через элемент И 6, имитируя поток заявок, обслуживание которых было прервано выходом иэ строя отдельных обслуживающих каналов. Число заявок данного вида подсчитывается счетчиком 11 неполностью обслуженных заявок. Одновременно импульсы от генератора 1 проходят через элемент И 6 и далее через элемент ИЛИ 4 поступают в блок 12, а также на вход сложения счетчика 9 неисправных (находящихся в ремонте) каналов, увеличивая его код. Возникающий при этом сигнал на выходе элемента ИЛИ 13 закрывает элемент ЗАПРЕТ 2 и открывает элемент

И 7.

В результате импульсы, появившиеся на выходе блока 23 случайных временных задержек,через элемент ИЛИ 24 и элемент И 7 поступают на вычитающий вход счетчика 9, а импульсы,появившиеся на выходе блока 12, как и прежде, через элемент ИЛИ,5 поступают на вычитающий вход счетчика 8.

Таким образом, каналы, занятые заявками (единицы, записанные в счетчике 8), обслуживание которых было прервано в результате выхода as строя этих каналов, освобождаются я становятся доступными для вновь поступающих заявок лишь через время,необходимое для восстановления их работоспособности ("считыванив" единиц иэ счетчика 8 производится импульсами с блока 12,имитирующими продолжительность ремонта каналов). Импульсы блока генераторов случайных временных интервалов, имитирующих продолжительность обслуживания заявок, при этом режиме используются для "списывания" единиц as счетчика 9 неис858000 правных каналов. Необходимое соответствие между числом импульсов, поступающих на вычитающие входы счетчиков

8 и 9, достигается за счет наличия петли обратной связи, образованной элементами ИЛИ 13, И 7 и ЗАПРЕТ 2.

Статистические характеристики функционирования СМО,моделируемой данным устройством, вычисляются известными методами йа основе показаний блока счетчиков общего числа поступающих заявок всех типов, соединенного непосредственно с блоком генераторов входящих потоков, блока счетчиков заявок, получивших отказ в обслуживании из-за отсутствия свободных каналов в системе, и счетчика неполностью !5 обслуженных заявок {обслуживание которых было прервано выходом из строя тех или иных обслуживающих каналов}.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным обеспечивает более 2О высокую точность моделирования СМО, формула изобретения

Устройство для моделирования сис" тем массового обслуживания, содержащее управляемый генератор случайногр потока импульсов, выход которого соединен с входом счетчика числа отказов и с первыми входами первого элемента ЗАПРЕТ и первого элемента

И, выход которого подключен к входу счетчика неполностью обслуженных заявок и к первым входам счетчика неисправных каналов и первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ЗАПРЕТ, первый блок генераторов случайных временных интервалов, вход которого подключен к выходу первого эле- 4О мента ИЛИ, а,выход соедин л с первым входом второго элемента ИЛИ,второй вход которого подключен к выходу второго элемента ЗАПРЕТ, выходы счетчика неисправных каналов соеди- 45 иены с входами третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к первым входам второго элемента ЗАПРЕТ и второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом счетчика неисправных каналов, счетчик числа занятых каналов, вычитающий вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первая группа выходов счетчика числа занятых каналов через последовательно соединенные дешифратор и ключ подключена к входу управляемого генератора случайного потока импульсов, вторая группа выходов счетчика числа занятых каналов соединена с входами третьего элемента И, выход которого подключен к вторым входам первого элемента ЗАПРЕТ и первого элемента И, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности в устройство введены четвертый и пятый элементы ИЛИ,блок элементов И, блок элементов ЗАПРЕТ, блок случайных временных задержек, счетчик необслуженных заявок, счетчик общего числа заявок и второй блок генераторов случайных временных интервалов, группа выходов которого подключена соответственно к группам входов счетчика общего числа заявок, блока элементов ЗАПРЕТ и блока эле- . ментов И, выходы которого соединены с входами счетчика необслуженных заявок, выход третьего элемента И подключен к входам блока элементов

И и блока элементов ЗАПРЕТ, выходы которого соединены со входами четвертого элемента ИЛИ и блока случайных временных задержек, выходы которого подключены к входам пятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента

ЗАПРЕТ, выход четвертого элемента

ИЛИ подключен к суммирующему входу счетчика числа занятых каналов.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 415674, кл. G 06 б 7/50, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

9 517896, кл. G 06 F 15/36, 1973

{прототип).

Составитель И.Загорбннина

Редактор О. Половка Техред А.Ач Корректор Г. Реыетник

Заказ 7246/80 Тирам 745 Подписное

ВНИЯПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, X- 35, Рауыская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Уагород. Ул. Проектная,4