Устройство для моделирования систем массового обслуживания

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

««903889 (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 30. 07. 79 (21) 2803127/! 8-24 с присоединеииект заявки рй— (23 ) П рнорн тет

Опубликовано 07.02.82, Бюллетень Р 5

Дата опубликования описания 09 .02 .82 (51)М. Кл.

G 06 F 15/20

Государственный квинтет

СССР во делам нзобретеннй н открытнй (S3) УДК 681.

333(088,8) а (72) Авторы изобретения

А. И. Иванюк и В. С. Воробьев! Новосибирский филиал Всесоюзного научи йсс Яфййййййсого!

i института транспортного строит ьстцд!к.<й- ." "=. . (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ

МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к специализированным средствам электронного моделирования, и может быть использовано для исследования функционирования и расчета количества каналов обслуживания во времени целевых систем с ограниченным сроком функционирования, представляющих нестационарную систему массового обслуживания (CMO) с ограниченной очередью.

Целевые системы характеризуются постепенным наращиванием, периодом устойчивого функционирования и постепенным свертыванием.

Известно устройство для моделирования СМО, позволяющее моделировать топологию графа, рассчитывать число каналов обслуживания в звеньях (!1.

Однако это устройство предназначено для моделирования стационарных процессов и не позволяет рассчитывать время ввода в эксплуатацию и время ликвидации каналов обслуживания в целевых системах с ограниченньтк сроком функционирования.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, позволяющее исследовать системы с переменной пропускной способностью, адаптирующейся к изменениям интенсивности входного потока по критерию заданной вероятности отказа на обслуживание. Устройство содержит логический блок, блок измерения времени занятости каналов обслуживания, блок:управления измерением пропускной способности, генератор входного потока, генератор тактовых импульсов, счетчики общего потока заявок потерянных заявок и ото ключенных каналов обслуживания (27 .

Недостатком этого устройства является невозможность определения времени ввода в эксплуатацию и ликвидацию каналов обслуживания в целевых системах.

Поставленная цель достигается Феи, что в устройство, содержащее генератор нестационарного потока заявок, выход которого соединен с входом 1О счетчика заявок и с первыми входами первого элемента запрета и первого элемента И, выход которого подключен к входу счетчика потерянных заявок, генератор тактовых импульсов,,выход которого соединен с первыми входами второго элемента. И, второго элемента запрета, блока измерения времени занятости каналов обслуживания и элементов И первой группы, zo выходы которых подключены к первым входам счетчиков первой группы, третий элемент И, выход которого соеди" нен с вторым входом блока измерения .времени занятости каналов обслужи- д5 вания и с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к первому выходу блока измерения времени занятости каналов обслуживания, выход первого элемента ИЛИ соединен с вторым входом второго элемента запрета, дешифратор, выход последнего разряда которого соединен с первым входом третьего элемента запрета, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом блока измерения времени занятости каналов обслуживания, и генераторы случайных временных интер4О валов, введены группа элементов запрета, вторая группа счетчиков, вторая группа элементов .И, группа элементов запрета, группа триггеров, группа элементов НЕ, элементы НЕ, четвертый, пятый, шестой и седьмой элементы И, второй и третий элементы

ИЛИ и первый и второй реверсивные счетчики, причем входы второго реверсивного счетчика соединены соответственно с выходами второго и третьего элементов запрета, выходы второго реверсивного счетчика подключе." ны к входам дешифратора, выходы которого соединены с входами триггеров первой группы, первые, выходы которых подключены к вторым входам элементов

И первой группы, вторые выходы триггеров первой группы соединены соот15

90388

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет определения времени ввода в эксплуатацию и ликвидацию каналов обслуживания. 5

9 4 ветственно с первыми входами элементов И второй группы и четвертого, пятого и шестого элементов И и с входами триггеров второй группы, выходы которых соединены с первыми входами элементов запрета группы, вторые входы которых подключены к выходу генератора тактовых импульсов, выходы элементов запрета соединены с входами счетчиков второй группы, входы первого реверсивного счетчика подключены соответственно к выходам второго элемента ИЛИ и первого элемента запрета, выход последнего разряда первого реверсивного счетчика соединен с вторыми входами первого элемента И и первого элемента запрета, остальные выходы первого реверсивного счетчика подключены к входам седьмого элемента И, выход которого соединен с вторыми входами элементов И второй группы, выходы которых непосредственно подключены к входам второго элемента ИЛИ и через генераторы случайных временных интервалов — к вторым входам соответственно четвертого, пятого и шестого элементов И и элементов НЕ группы, выходы которых соединены с третьими входами элементов И второй группы, входы элементов НЕ подключены к выходам соответствующих триггеров первой группы, выход четвертого элемента

И соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами шестого элемента И и четвертого элемента ИЛИ, входы которого подключены соответственно к выходам пятого элемента И и первого элемента НЕ, выход второго элемента НЕ соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для моделирования систем массового обслуживания. устройство состоит из счетчика

Ю заявок, генератора 2 нестационарного потока заявок, счетчика потерянных потока заявок, счетчика 3 потерянных заявок. логического блока 4, блока 5 измерения времени занятости каналов обслуживания, блока 6 управления измерением пропускной способности, генератора 7 тактовых импульсов, элементов И 8, 9 и 10 элементов ll

903889

° 12 и 13 запрета, счетчиков 14, 15 и

16 времени ввода каналов обслуживания в эксплуатацию и счетчиков

17, 18 и 19 их ликвидации, триггеров

20, 21, 22. 5

Логический блок 4 содержит элементы И 23-28, реверсивный счетчик 29 числа заявок в очереди, элементы

ИЛИ 30, 31 и 32, элемент 33 запрета, элементы НЕ 34 и 35, блок 36 генераторов случайных временных интервалов, состоящих из элементов И 37, 38 и

39, генераторов 40, 41 и 42 случайных временных интервалов и элементов

НЕ 43, 44 и 45. !5

Блок 5 измерения времени занятости каналов обслуживания содержит генератор 46 эталонной частоты, элемент

И 47, элементы 48 и. 49 запрета, счетчики 50,и 51. 20

Блок 6 управления измерением пропускной способности содержит элемент ИЛИ 52, элемент И 53, элементы

54 и 55 запрета, триггеры 56, 57 и.58, 1дешифратор 59, реверсивный-счетчик 60.25

Устройство работает следующим об- разом, Импульсы от генератора 2 входного потока поступают через открытый элемент 33 запрета на вход сложения ре- 30 версивного счетчика 29 числа заявок в очереди. Через элемент И 24 заявка поступает на первые входы элементов И 37, 38 и 39 блока генераторов временных интервалов. 35

В исходном состоянии реверсивный счетчик 60 блока 6 находится в нулевом состоянии. Триггер 58 находится в единичном состоянии, так как его вход подключен к нулевому выходу дешифратора 59. Триггеры 56 и 57 находятся в нулевом состоянии. Потенциал с единичного выхода триггера

58 поступает на элемент И 39 и через триггер 22 на элемент 13 запрета, закрывая ее. На третий вход элемента И 39 поступает сигнал через элемент НЕ с выхода первого генератора случайных временных интервалов ° Элементы И 37 и 38 закрыты, так как на

50 их вторых и,четвертых входах отсутствуют сигналы. Сигнал с выхода элемента И 39 запускает генератор 42 случайных интервалов, имитируя процесс обслуживания в первом канале, и поступает через элемент ИЛИ 30 на

55 вычитающий вход реверсивного счетчика 29, уменьшая длину очереди на одну заявку. Если длина превышает допустимую, то на выходе старшего разряда счетчика 29 появляется сигнал» который поступает на элемент 33 запрета, запрещая прохождение заявок в систему. Одновременно этот сигнал открывает элемент И 23 и счетчик

3 подсчитывает число отказанных заявок.

Выходы генераторов временных интервалов подключены к первым входам элементов И 25, 26 и 27, вторые входы которых подключены к единичным выходам триггеров блока 6. Ь момент занятости первого канала на выходе элемента И 27 появляется сигнал, который поступает на вход элемента

И 28. На его другие входы поступают сигналы через элементы ИЛИ 31 и 32 с элементов НЕ 34 и 35, так как включен пока один канал обслуживания.

Сигнал с выхода элемента И 28 поступает на элемент И 47 блока 5 и импульсы генератора 46 эталонной частоты проходят через элементы 48 и

49 запрета и поступают на входы счетчиков 50 и 51, первый из которых может принять число импульсов, равное нижнему порогу, а второй - число импульсов, равное верхнему порогу суммарного времени занятости каналов обслуживания. При переполнении сче1чика 51 закрывается элемент 49 запрета и открывается по управляющему входу элемент И 53. Аналогично при переполнении счетчика 50 закрывается элемент 48 запрета и управляющий сигнал проходит элемент ИЛИ 52 и поступает на вход элемента 54 запрета.

Генератор 7 тактовых импульсов через равные промежутки времени вырабатывает импульсы, которые используются для управления системой. Если к моменту появления тактового импуль са число в счетчике 50 меньше заданного, то управляющий сигнал на его выходе отсутствует. На элемент 54

1 запрета запрещающего сигнала не поступает и сигнал с генератора 7 тактовых импульсов проходит через открытый элемент 54 запрета и поступает на вход вычитания счетчика 60 числа включенных каналов.

Если к моменту появления тактового импульса счетчик 50 переполнен, а в счетчике 51 содержится число, которое меньше заданного, то закрытый элемент

И 53 и элемент 54 запрета не пропускают тактовый импульс, и изменений в устройстве не происходит.

903889

Если в момент появления тактовогG импульса переполнены оба счетчика

50 и 51, то элемент 54 запрета оказывается закрытым, а элемент И 53 — от-. крытым и сигнал с генератора 7 такта- 5 вых импульсов проходит через открытый элемент 55 запрета и поступает на суммирующий вход счетчика 60 числа включенных каналов, Подключение каналов происходит до тех пор, пока на >0 шине дешифратора 59 с максимальным номером (и-1) не появится сигнал, запрещающий прохождение импульсов через элемент 55 запрета.

Первый импульс, записанный в счет- 1 чик 60, через дешифратор 59 перево— дит триггер 57 в единичное состоя-: ние, включая тем самым канал обслуживания. Выходы дешифратора соединены со счетными входами триггеров. Каждый20 нечетный импульс на одном и том же выходе дешифратора подключает канал обслуживания, каждый четный — отключает. Сигнал с единичного выхода счетчика 60 поступает на элемент 25

И 38 блока 36, разрешая запуск генератора 41 временных интервалов. Однако второй канал может начать обслуживание только при условии, что первый занят, т.е. запуск генератора 41 30 .временных интервалов осуществляется, если на элемент И 38 поступает также сигнал с выхода генератора 42 временных интервалов.

Сигнал с выхода генератора 41 временных интервалов поступает на первый вход элемента И 26, на втором . входе которого имеется сигнал с единичного выхода триггера 57. С выхода элемента И 26 сигнал через элемент

ИЛИ 32 поступает на вход элемента

И 28.

Канал обслуживания считается в эксплуатации с момента его первого включения до момента последнего 45 отключения.

Импульсы с генератора 7 тактовых импульсов поступают через открытые элементы 11, 12 и 13 запрета и подсчитываются счетчиками 17, 18 и 19, фиксируя время, прошецшее с момента начала моделирования целевой системы. Как только включается первый канал обслуживания, сигнал с единич- ного выхода триггера 58 через григгер 22 закрывает элемент 13 запрета, При включении второго канала сигнал с единичного выхода триггера 57 че8 рез триггер 21 закрывает элемент

l 2 запрета и т.д.

Если каналы отключены, то триггеры 56, 57 и 58 находятся в нулевом состоянии и сигналы с их нулевых выходов разрешают прохождение так товых импульсов с генератора 7 через элементы И 8, 9 и 10 на счетчики 14, l5 и 16. При включении соответствующего канала обслуживания сигнал с единичнога выхода соответствующего триггера обнуляет соответствующий счетчик .

Таким образом, показания счетчиков 14, 15 и 16 в конце моделирования соответствуют времени, прошедшему с момента последнего отключения канала обслуживания до момента окончания моделирования, т.е. поставленная цель достигается.

Формула изобретения

Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор нестационарного потока заявок, выход которого соединен с входом счетчика заявок и с первыми входами первого элемента запрета и первого элемента И, выход которого подключен к входу счетчика потерянных заявок, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первыми входами второго элемента И, второго элемента запрета, блока измерения времени занятости каналов обслуживания и элементов И первой группы, выходы которых подключены к первым входам счетчиков первой группы, третий элемент И, выход которого соединен с вторым входом блока измерения времени занятости каналов обслуживания и с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к первому выходу блока измерения времени занятости каналов обслуживания, выход первого элемента

ИЛИ соединен с вторым входом второго элемента запрета, дешифратор, выход последнего разряда которо о соединен с первым входом третьего элемента запрета, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом блока измерения времени занятости каналов обслуживания, и генераторы случайных временных интервалов, о т л и ч а ю щ е е с я

903889

20, тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей за счет определения времени ввода в эксплуатацию и ликвидации каналов обслуживания, в него введены группа элементов запрета, вторая группа счетчиков, вторая группа элементов И, группа элементов запрета, группа триггеров, группа элементов 11Е, элементы НЕ, четвертый, пятый, шестой и седьмой 10 элементы И, второй и третий элементы

ИЛИ и первый и второй реверсивные счетчики, причем входы второго реверсивного счетчика соединены соответственно. с выходами второго и третьего элементов запрета, выходы второго реверсивного счетчика подключены к входам дешифратора, выходы которого соединены с входами триггеров первой группы, первые выходы которых подключены к вторым входам элементов И первой группы, вторые выходы триггеров первой группы соединены соответственно с первыми входами элементов И второй группы 25 и четвертого, пятого и шестого элементов И и с входами триггеров второй группы, выходы которых соединены с первыми входами элементов запрета группы, вторые входы которых цодклю- Зо чены к выходу генератора тактовых имI

Пульсов, выходы элементов запрета соединены с входами счетчиков второй группы, входы первого реверсивнОго счетчика подключены соответственно к выходам второго элемента ИЛИ и первого элемента запрета, выход последнего разряда первого реверсивного счетчика соединен с вторыми входами первого элемента И и первого элемента запрета, остальные выходы первого реверсивного счетчика подключены к входам седьмого элемента

И, выход которого соединен с вторыми входами элементов И второй группы, выходы которых непосредственно подключены к входам второго элемента

ИЛИ и через генераторы случайных временных интервалов — к вторым входам соответственно четвертого, пятого и шестого элементов И и элементов HE группы, выходы которых подключены к третьим входам элементов И второй группы, входы элементов НЕ подключены к выходам соответствующих триг,геров первой группы, выход четвертого элемента И соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами шестого элемента

И и четвертого элемента ИЛИ, входы которого подключены соответственно к выходам пятого элемента И и первого элемента НЕ, выход второго элемента НЕ соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 723580,- кл. G 06 F 15/20, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 415674, кл. G 06 F 7/50, 1974 (прототип}.

903889

° чф

Заказ 123/31 Тираж 731

ВН1111ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель редактор Т, Кугрышева Техред М °

:: горбинина

Корректор 1. Коста