Устройство для моделирования систем массового обслуживания

 

Оп ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик «>962970 (б!) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 02.04.81 (2!) 3267190/18-24 (И) М. Кп.з

G 06 F 15/20 с присоединением заявки М—

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений н открытий (23) Приоритет—

РН УДК 681. 3 (088. 8) Опубликовано 3009.82, Бюллетень N9 36

Дата опубликования описания 300982

+CFC0 f038 1

I3- ",". .: !3

7ЕХЫЯ ... ;

> <380Ti (72) Авторы изобретения

В.С.Воробьев и И.И.Морев

Новосибирский филиал Всесоюзного научноисследовательского института транспортного строительства

- (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ

МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к устройствам для моделирования больших систем, и может быть использовано для оптимального выбора количества каналов обслуживания в фазах сложных систем по минимуму их суммарной стоимости с учетом ограничения на время пребывания заявок в исследуемой системе.

Известно устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее блоки моделей вет.вей и вершин, выполненных на элементах И, ИЛЙ и триггерах, соединенные на наборном поле в соответствии с топологией графа.(1).

Данное устройство не позволяет моделировать многоканальные систе- ° мы массового обслуживания, определять количество каналов обслуживания в Фазах системы и исследовать ее при комбинаторных сочетаниях длин очередей в фазах.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее щ блоков моделирования фазы системы массового обслуживания, блок оптимизации и блок генераторов случайных потоков импульсов, выходы и входы которых соединены на набор- .

5 ном поле в соответствии с топологией фаз системы массового обслуживания, причем каждый блок моделирования фазы системы массового обслуживания содержит первый, второй и третий элементы ИЛИ,п элементов И, и триггеров,п генераторов случайных временных интервалов,п элементов

НЕ,п диФференцирующих элементов, первый и второй дешифраторы, коммутатор, счетчик и реверсивный счетчик, сум-!

5 мирующий вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, входы которого являются входами блока, разрядные выходы реверсивного счетчика соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами элементов И, вторые входы которых соединены с выходами-триггеров, входы которых соединены с выходами первого дешифратора, 25 входы которого соединены с разрядными выходами счетчика, суммирующий вход которого соединен с выходом коммутатора, первый вход которого является входом в фазу, другие его

30 входы соединены с выходами второго

962970 дешифратора,,входы которого соединены с р. зрядными выходами реверсивного счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, входы которого объединены со входами генераторов случайных временных интервалов и подключены к выходам элементов И, третьи входы которых соединены с выходами элементов НЕ, входы которых подключены к выходам генераторов случайных вре- 10 менных интервалов и к входам элементов дифференцирования, выходы кото-!

Рых являются выходами блока, четвер" тый вход каждого i-го элемента И соединен с выходом каждого (n-1)-го 15 генератора случайных временных интервалов, блок оптимизации содержит первый, второй, третий и четвертый элементы ИЛИ, первый и второй элементы И, первый и второй элементы за- 0 прета, первый, второй, третий, четвертый и пятый дифференцирующие элементы, первый, второй и третий элементы задержки, первый, второй и третий тРиггеРы, дешифратор, РегистР, первый, второй и третий счетчики, первый, второй и третий сумматоры, причем входы первого элемента ИЛИ являются входами блока, а его выход соединен с входом первого элемента запрета, выход которого соединен с входом первого счетчика, разрядные выходы которого соединены с дешифратором, (и-1) выходов которого соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен через пер- З5 вый дифференцирующий элемент со счетным входом третьего триггера и с единичным входом второго триггера, нулевой выход которого соединен с запрещающим входом второго элемента 40 запрета, другой вход которого соединен с выходом элемента запрета блока генераторов, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а запрещающий вход соеди- 45 нен с запрещающим входом первого элемента запрета блока оптимизации и единичным выходом первого триггера, единичный вход которого соединен с

HQJIeBHM BxoPoM второго триггеРа, ie 50 рез второй элемент дифференцирования — с и-ым выходом дешифратора, входом первого элемента задержки и первыми входами третьего и четвертого элементов ИЛИ, вторые axon которых через третий и четвертый элементы дифференцирования соединены соответственно с единичным и нулевым выходами третьего триггера и первыми входами первого и второго элементов

И, другие входы которых соединены с 60 выходом второго элемента запрета, а выходы элементов И соединены с входами второго и третьего счетчиков соответственно, вторые входы которых соединены с выходами третьего и чет- 65 вертого элементов ИЛИ, а выходы этих счетчиков соединены с .первым и вторым входами первого сумматора, третий вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, вторым входом первого счетчика, входом второго элемента задержки, а выход первого сумматора соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго элемента задержки и входом регистра, третий вход второго сумматора соединен с выходом первого счетчика, а выход соединен с первым входом третьего сумматора, второй вход которого соединен с выходом регистра, а выход соединен с входом пятого элемента дифференцирования, выход которого является выходом блока оптимизации, а через третий элемент задержки соединен с нулевым входом первого триггера.

Описанное устройство позволяет Моделировать многоканальные системл массового обслуживания с расчетом числа каналов обслуживания в каждой фазе по заданной вероятности времени пребывания заявок в системе. Одним из наиболее актуальных и важных требований, предъявляемых к системам массового обслуживания, является минимизация суммарной стоимости системы с сохранением заданных качественных характеристик, т.е. и

X С„Х, лпп, 1=И где С вЂ” стоимость одного канала обслуживания в i"ой фазе;

Х- — число каналов обслуживания в i A фазе;

n — число фаз СМО, -, ) з где tä — допустимое время пребывания заявок в СМО;

P — заданная вероятность пре-! бывания заявок в СМО.

ЗОД

Оптимизация сетей (например, сетей передачи данных) по укаэанному критерию является важной народнохозяйственной задачей f2 ).

Недостатком такого устройства является невозможность минимизации стоимости исследуемой системы.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет оптимального выбора количества каналов обслуживания в фазах системы по критерию минимальной стоимости при вероятностном ограничении времени обслуживания заявок в.системе °

Указанная цель достигается тем, что в устройство для моделирования системы массового обслуживания, со962970 держащее m блоков моделирования фазы обслуживания, блок оптимизации и блок генераторов случайных потоков импульсов, содержащий генератор тактовых импульсов, элемент запрета и группу датчиков случайных импульсов, причем каждый блок моделирования фазы обслуживания содержит первый,второй и третий элементы ИЛИ, и элементов И,п триггеров, и генераторов случайных временных интервалов,п эле- 1О ментов НЕ и и дифференцирующих эле ментов, первый и второй дешифраторы, коммутатор, счетчик и реверсивный счетчик, суммирующий вход которого соединен с выходом первого элемента !5

ИЛИ, разрядные выходы реверсивного счетчика соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к первым входам элементов И, вторые входы которых соединены с вы- Э1 ходами триггеров, входы которых подключены к выходам первого дешифратора, входы которого соединены с разрядными выходами счетчика, вход которого подключен к выходу коммутатора, д группа его информационных входов соединена с выходами второго дешифратора, входы которого подключены к . разрядным выходам реверсивного счетчика, вычитающий вход которого соеди- ЗО

-яеН с выходом третьего элемента ИЛИ, входы которого объединены с входами генераторов случайных временных интервалов и подключены к выходам элементов И, динены с выходами элементов НЕ, входц которых подключены к выходам генераторов случайных временных интервалов и к входам элементов дифференцирования, выходы которых являются выходами блока, четвертый вход i-ro элемента И (i=2,n) соединен с выходом (n-1)-го генератора случайных временных интервалов, блок оптимизации содер* т че ре элемента ИЛИ два 45 элемента И, два элемента запрета, пять дифференцирующих элементов,три элемента задержки, три триггера, дешифратор, регистр, три счетчика,первый сумматор, делитель напряжений и схему сравнения, выход первого элемента ИЛИ соединен с запрещающим входом первого элемента запрета, выход которого соединен с входом первого счетчика, разрядные .выходы счетчика соединены с входами дешифратора, (n-1) выходов которого подключены к входам второго элемента ИЛИ, выход которого соединен через первый дифференцирующий элемент со счетным входом третьего триггера и с нулевым входом второго триггера, единичный выход которого соединен с запрещающим входом второго элемента запрета, информационный вход которого подключен к выходу элемента запрета блока 65 генераторов случайных потоков импульсов и входам группы датчиков случайных импульсов, вход элемента запрета блока генераторов случайных потоков импульсов соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а запрещающий вход подключен к запрещающему входу первого элемента запрета блока оптимизации и нулевому выходу первого триггера, нулевой вход которого соединен с единичным входом второго триггера, через второй элемент дифференцирования с — n-ым выходом дешифратора, входом первого элемента задержки и первыми входами третьего и четвертого элементов ИЛИ, вторые входная которых через третий и четвертый элементы дифференцирования соединены соответственно с нулевым и единичным выходами третьего триггера и первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены к выходу второго элемента запрета, а выходы элементов И соединены с информационными входами второго и третьего счетчиков соответственно, управляющие входы которых подключены к выходам третьего и четвертого элементов ИЛИ соответственно, а выходы счетчиков соединены с пер.— вым и вторым входами первого сумматора, управляющий вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, управляющим входом первого счетчика и входом второго элемента задержки, а выход первого сумматора подключен к первому входу делителя напряжения, управляющий вход которого соединен с выходом второго элемента задержки и входом регистра, -второй вход делителя напряжения подключен к выходу первого счетчика, а выход соединен с первым входом схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом регистра, а выход соединен с входом пятого элемента дифференцирования, выходы датчиков случайных импульсов блока генераторов случайных потоков импульсов, входы первых элементов ИЛИ, управляющий вход коммутатора и выходы дифференцирующих элементов блоков моделирования фазы обслуживания и входы первых элементов ИЛИ блока оптимизации подключены к элементам наборного поля, соединяемим в соответствии с топологией фаз системы массового обслуживания, в каждый блок моделирования фазы обслуживания введен регистр, группа разрядных входов котОрого соединена с разрядными выходами счетчика, вход которого соединен с входом записи в регистр, а в блок оптимизации дополнительно введены циклический регистр сдвига, вто рой и третий регистры,, группа из регистров, третий элемент И, пятый

9629 70 и шестой элементы ИЛИ, второй сумматор, у .:ножитель напряжения, четвертый триггер, третий элемент запрета, шестой элемент дифференцирования, четвертый элемент задержки „ группа из m элементов задержки, блок ввода, причем выход пятого дифферен-. цирующего элемента соединен с нулевым входом четвертого триггера,единичный выход которого соединен с запрещающим входом третьего элемен- lO та запрета, информационный вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов блока генераторов случай ных потоков импуль сов, а выход тра сдвига, разрядные выходы которого подключены к информационным входам соответствующих регистров группы из

t регистров, управляющие входы которых соединены с выходом блока ввода, а выходы регистров соединены с входами шестого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом умножителя, второй вход которого соединен с выходом пятого элемента ИЛИ, а выход умножителя соединен с первым входом умножителя напряжения, второй вход которого соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу третьего 30 регистра, вход которого соединен с выходом третьего элемента И, первый вход которого подключен к первому выходу умножителя напряжения, второй выход которого соединен с входом шестого дифференцирующего элемента,выход которого подключен к второму входу третьего элемента И и к управляю.щему входу второго регистра, группа разрядных входов которого соединена с входами элементов задержки группы 40 рший разряд которого соединен с единичным входом четвертого триггера, с единичным входом первого триггера и с входом четвертого элемента задержки, выход которого соединен с информационным входом второго регистра, управляющий вход и выход регистров блоков моделирования фазы обслу- 5О живания, разрядные выходы регистров, выходы элементов задержки группы, входы пятых элементов ИЛИ блока оптимизации подключены к элементам наборного поля, соединяемым в соответствии с топологией фаз система массового обслуживания.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — схема блока моделирования фазы обслуживания; на фиг.3 — 6О схема блока оптимизации и блока генераторов., Устройство состоит из блока 1 генераторов случайных потоков импульсов, m блоков 2,...,2 „моде- 65 соединен с входом циклического регис-15

45 лирования фаз системы массового обслуживания и блока 3 оптимизации, анализирующего количественные характеристики циркулирующих в системе потоков заявок и вырабатывающего сигналы воздействия на фазы системы, .c группой входов 4 и выходов 5. Каждый блок 2 содержит элементы ИЛИ 6,7 и

8, реверсивный счетчик 9, счетчик

10, регистр 11, коммутатор 12, дешифраторы 13, 14, триггеры 15, 16 и

17, элементы И 18, 19 и 20, генераторы 21,22 и 23 случайных временных интервалов (генераторы обслуживания) элементы НЕ 24,25 и 26, дифференцирующие элементы 27,28 и 29.

Блок генераторов включает генератор 30 тактовых импульсов, датчики

31... 31,,...,31у, вырабатывающие случайные потоки заявок с заданным законом распределения, элемент 32 запрета.

Блок оптимизации сбдержит элементы 33,34 и 35 запрета, элементы

ИЛИ 36-41, триггеры 42-45, счетчики

46,47 и 48, дешифратор 49, элементы

И 50,51 и 52, сумматор 53, делитель

54, схему 55 сравнения, умножитель

56, сумматор 57, дифференцирующие элементы 58-63, элементы 64-69 задержки, регистры 70-75, циклический регистр 76 сдвига, устройство 77 ввода.

Модель системы массового обслуживания набирается на наборном поле путем коммутации выходов Уб,...,Уу и входов ХО,...,Xх фаз в соответствии с топологией графа (фиг.1) ° Выходы Y .блока ° генераторов потоков заявок- соединяются с входами

Хв,...,ХХ фаз, системы, выходы Y»...

Y последнего звена системы соедйняЭ ются со входами 7,... » 2 z блока оптимизации, выходы Е,, Е„,..., блока оптимизации соединяются с входами B В фаз системы, выходы

Р,...,Р, фаз системы соединяются с о входами Йо,...,N „блока оптимизации, выходы К„,...,К,„блока оптимизации соединяются с входами Qo,e ° °,Ц,„ фаз системы в соответствии с задаваемыми условиями.

Устройство работает следующим образом.

Блок генераторов, вырабатывая импульсные потоки, имитирует потоки заявок с заданными законами распределения. В исходном состоянии счетчик

9 находится в нулевом состоянии, а в счетчике 10 записана единица.Коммутатором 12 устанавливается макси,мально допустимая вданной фазе очередь обслуживания. Триггер 17 находится в единичном состоянии, триггеры 15 и 16 — в нулевом.

На выходах генераторов 21-23 случайных временных интервалов (генера10

Следующий импульс обслуженного потока поступает через элемент ИЛИ

36 и элемент 33 запрета на вход счетчика 46. В результате на втором выходе дешифратора 49 появляется сигнал, который проходит через элемент

ИЛИ 37, дифференцирующий элемент 60, подтверждаетнулевое состояние триггера 43. и устанавливает триггер 44 в единичное состояние. Сигнал с единичного выхода триггера 44 открывает элемент И 51, через который так6.э торов обслуживания) сигналы отсутствуют. При подаче импульсов заявок с выходов блока 1 или любого промежуточного блока на входы элемента ИЛИ

6 реверсивный счетчик 9 подсчитывает количество з.аявок, поступающих 5 на обслуживание, и организует очередь.

Сигнал о. наличии заявок поступает с одного из выходов счетчика 9 через элемент ИЛИ 7 на входы элементов

И 18 19 и 20. На другие входы эле- 10 мента И 18 поступают единичные сигналы с выхода триггера 17 и элемента НЕ 26. Поэтому на выходе элемента

И 18 появляется сигнал, который запускает генератор 23 обслуживания, моделирующий процесс обслуживания заявки, и через элемент ИЛИ 8 вычитает из счетчика 9 единицу ° Сигнал с выхода генератора 23 инвертируется элементом HE 26 и закрывает элемент И 18, запрещая поступление новой заявки на обслуживание. После окончания обслуживания сигнал, продифференцированный дифференцирующим элементом 29, поступает на выход

Y фазй. Как только очередь достигнет максимально допустимого значения, определяемого старшим разрядом

- реверсивного счетчика 9, на выходе коммутатора 12 появляется сигнал,, увеличивающий показание счетчика 10 30 на единицу. Сигнал с выхода 2 дешифратора 13 переводит триггер 16 в единичное состояние. Единичный сигнал с выхода триггера 16 поступает на вход элемента И 19. На другие 35 входы элемента И 19 поступают сигналы с выходов элемента ИЛИ 7, генератора 23 обслуживания и элемента HE 25.

Первый и второй поступают только при наличии заявок в очереди и занятости 40 первого генератора 23 обслуживания, а третий — в случае незанятости гене. ратора 22 обслуживания. Сигнал с выхода элемента И 19 запускает генератор 22 обслуживания и через эле- 4 мейт ИЛИ 8 уменьшает число заявок в очереди на единицу.

При следующем переполнении реверсивного счетчика 9 коммутатор 12 вновь пропускает один импульс на счетчик 10.

Содержимое счетчика 10 снова увеличивается на единицу, и сигнал с соответствующего выхода дешифратора 13 переводит соответствующий триггер в единичное состояние, включая очередной канал обслуживания. В регистр 11 импульсом записи с коммутатора 12 заносится информация о числе включенных каналов, т.е. содержимое счетчика 10. Блок оптимизации предназначен для количественной оценки вводимого 60 ограничения P(t ))< Р, расчета суммарной стоимости каналов обслужи вания > С Х и управления величиной ,1 максимально допустимой очереди заявок, в фазах системы.

B начальный момент времени триггеры 43-45 блока оптимизации находят- ся в единичном состоянии . Счетчики

46,47 и 48 сумматоры 53 и 57 обнулены, в регистры 71,72 и 73 с помощью устройства 77 ввода записаны стоимости каналов обслуживания С; по каждой фазе системы соответственно.

В регистр 70 записана величина допустимой интенсивности обслуживания Э-д, рассчитанная по формуле

p> = 8w(1-Р)/Тд,. В регистр 75 записано максимально возможное для данного регистра число, например, для четырехразрядного регистра pro число равно 1111 =15, . Циклический регистр

76 сдвига ймеет единичный сигнал на нулевом выходе.

Поток импульсов обслуженных заявок с выходов Y,...,Y> последнего звена системы через входы Z . ° .,Zz, элемент ИЛИ 36 и открытый элемент 33 запрета поступает на счетчик 46 числа испытаний, Импульсы счета с (и-1) выходов дешифратора 49 через элемент

ИЛИ 37 и дифференцирующий элемент 60 поступают на счетный вход триггера

44 и, перебрасывая его поочередно в единичное и нулевое состояние, открывают поочередно элементы И 50,51.

С приходом первого импульса счета триггеры 43 и 44 устанавливаются в нулевые состояния. Сигнал с нулевого вых< ца триггера 43 открывает элемент 34 запрета, и импульсы от тактового генератора 30 поступают на входы элементов И 50,51, в результате чего тактовые импульсы поступают на счетчик 47. Последний подсчитывает тактовые импульсы до тех пор, пока триггер 44 не будет переброшен в единичное состояние следующим импульсом счета. Таким образом, счетчик 47 подсчитывает время t< между первым и вторым импульсами потока обслуженных заявок. Одновремен-. но с нулевого выхода триггера 44 через дифференцирующий элемент 58, элемент ИЛИ 38 формируется сигнал

"чтение", который, поступая на вход счетчика 48, считывает его содержимое в сумматор 53. Так как в данный момент времени в счетчике 48 информации нет, ясно, что в сумматор 53 информация не поступает.

962970

12 товые импульсы проходят на счетчик

48, подс .итывая время t* между вторым и третьим импульсами обслуженного потока. Одновременно формируется сигнал "Чтение", который через дифференцирующий элемент 59 и элемент

ИЛИ 39 поступает на вход счетчика

47, считывая накопленную информацию в сумматор 53.

После счета (n-1) импульсов в сумматоре 53 накопится суммарное время

+t -.. ° + между импульсами обслущенного потока. С приходом и-го им1 пульса сигнал появляется на и-ом вы ходе дешифратора 49 и через элемент

61 устанавливает триггер 42 в нулевое состояние, обеспечивая запрет на элементах 32 и 33 запрета. Триггер 43 устанавливается в единичное состояние, подавая сигнал запрета на элемент 34 запрета. Одновременно с этим импульс с выхода элемента 61 через элементы ИЛИ 38,39 поступает на входы "Чтение" счетчиков 47 и 48.

Так как содержимое одного из счетчиков было уже считано (n-i)-ым импульсом и в нем нет информации, то чтение происходит лишь из того счетчика, который подсчитал время t> между (n-1) и и-ым импульсами.

Таким образом, с приходом n-ro импульса в сумматоре 53 накапливаети

Ся сумма . .Е t., и начинается анализ

1"Л интенсивности обслуженного потока.

Импульс с выхода элемента 61, задержанный элементом 64 задержки на время суммирования сумматором 53 двух последних чисел, поступает на вход "Чтение" счетчика 46 и сумматора 53. Число,обслуженных заявок и переписывается из счетчика 46 в делитель 54. В результате деления и получаем = и/.X t....

После задержки элементом 65 импульс "Чтение" переписывает содержимое делителя 54 и информацию, следующую в регистре 70, в схему 55 сравнения. В ней величина интенсивности обслуженного потока заявок .l,ïoëóченная в результате расчета, сравнивается с допустимой интенсивностью

3-д ° При A.7 Лд на выходе схемы 55 сигнал не вырабатывается, поэтому триггер 45 сохраняет единичное состояние. Процесс моделирования заканчивается. Количество каналов обслуживания в каждом звене системою равно о „., где о(; - показание счетчика 10 в i-ом звене. При А Лд на выходе схемы 55 сравнения появляется сигнал, который после дифференцирования элементом 62 устанавливает триггер 45 в нулевое состояние.

На единичном выходе триггера 45 сигнал исчезает,и тактовые .импульсы че5

65 реэ открытый элемент 35 запрета поступают на сдвигающий вход циклического регистра 76 сдвига. Единица,записанная в циклическом регистре 76 сдвига, пробегает последовательно все разряды регистра, формируя на. его выходах 1,2,...,m сигналы чтения.

Допустим, на выходе циклического регистра 76 сдвига появился сигнал .

Этот сигнал поступает на вход "Чтение" регистра 71 и переписывает в умножитель 56 информацию о стоимости одного канала обслуживания С в фазе 2 модели. Информация в умйожитель 56 поступает через элемент

ИЛИ 41. Кроме того, сигнал с выхода циклического регистра 76 сдвига, задержанный элеменTQM 66 на время передачи информации из регистра 71 в умножитель 56, поступает на выход

Ес блока оптимизации и далее через скоммутированный с этим выходом вход

Во фазы 2 модели поступает на считйвающий вход регистра 11. Информация о числе каналов обслуживания, работающих в данный момент времени (т.е. Х ), из регистра 11 поступает на выход Ро .фазы, затем на скоммутированный с этим выходом вход N блока оптимизации и через элемент

ИЛИ 40 поступает на вход умножителя

56. В нем производится операция перемножения двух чисел, т.е. в результате получаем число а.,= С„ Х, которое передается в сумматор 57. С помощью сумматора 57, элемента И 52, регистра 75 и дифференцирующего элемента

63 производится выбор минимального числа а„. = min) а;,i. = 1,n $ из всех поступаищих а„. за время цикла.

В первом такте цикла число а.

1 в сумматоре 57 сравнивается с числом, заПисанным в регистр 75. Число а; меньше числа, записанного в регистр 75, поэтому в знаковом разряде сумматора

57 появляется сигнал, который через элемент 63 поступает на элемент И 52, переписывая число а„: в регистр 75. Одновременно с выхода элемента 63 сигнал поступает на вход регистра 74.

По этому сигналу в регистре 74 запоминается номер фазы, для которой оценивается число а., т.е. в данном случае запоминается единица (номер фазы 24) .

С приходом второго тактового импульса на выходе циклического регистра 76 сдвига появляется сигнал

"Чтение", который переписывает информацию С о стоимости одного канала обслуживания в фазе 2 системы из регистра 72 в умножитель 56 и через элемент 67 задержки, выходную клемму блока оптимизации, входную клемму В фазы 2 считывает информацию Х о числе, работающих каналов обслужйвайия в данной фазе. Эта информация с выхода

13 962970 14 регистра 11 через выходную клемму Р„ фазы, входную клемму N áëoêà оптимизации и элемент ИЛИ 40 поступает в умножитель 56, где производится перемножение чисел. Результат перемножения а = С Х поступает в сумматор 5 7,,5 где сравнивается с числом а„, хранящимся в регистре 75. Если окажется, что а„с а, то сигнала в знаковом разряде сумматора 57 не будет и содержимое регистров 74 и 75 не из- !О менится, т.е. в регистре 75 будет записано число а„, а в регистре 74 будет записан йомер фазы 2, Следующие тактовые импульсы аналогично считывают информацию из ре- 15 гистров стоимости каналов и регистров числа включенных каналов в умножитель 56, где вычисляется значение а,а4,...,а„„. В результате сравнения этих чисел вырабатываются сигналы, по которым в регистр 74 записывается номер соответствующей фазы моделируемой системы С а„ = min. .После m-го такта процесс анализа заканчивается.С m-го выхода цикличес кого регистра 76 сдвига поступает сигнал на единичный вход триггера 45 и перебрасывает его в единичное состояние. Элемент 35 запрета закрывается и не пропускает тактовые импульсы на вход циклического регис- тра 76 сдвига. Кроме того, сигнал с m-ro выхода циклического регистра

76 сдвига устанавливает триггер 42 в единичное состояние, открывая элементы 32,33 запрета и подготавливая 35 блок оптимизации к работе.

Сигнал с m-ro выхода циклического регистра 76 сдвига, задержанный элементом 69 на время анализа последнего числа а, считывает содержимое 4р регистра 74. Сигнал появится лишь на том выходе регистра 74, номер которого соответствует номеру той фазы системы, для которой а;, = C„ X„. будет минимальным. Сигнал с определенного 45 выхода Ко,..., К,„ блока оптимизации поступает на вход Я,„ соответствующей фазы модели и воздействует на коммутатор 12. При этом коммутатор 12 подключает к входу счетчика 10 выход, следующий в сторону уменьшения разряда, дешифратора 14 и отключает выход старшего разряда. Этим достигается уменьшение максимально допустимой длины очереди на заданную величину.

Экономический .эффект от использования предлагаемого устройства достигается оптимальным выбором числа каналов обслуживания в звеньях сложных систем по минимальной стоимости: кана- 60 лов обслуживания, включаемых в фазах системы, при ограничении допустимого времени пребывания заявок в системе в целом. Устройство может быть использовано при совершенствовании 65 или проектировании новых систем управления, при исследовании разных структур в различных условиях функционирования. его применение позволит избежать трудоемкого процесса разработки алгоритмов и программ моделирования СМО на ЭВМ.

Формула изобретения устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее m блоков моделирования фазы обслуживания, блок оптимизации и блок генераторов случайных потоков импульсов, содержащий генератор тактовых импульсов, элемент запрета и группу датчиков случайных импульсов, причем каждый блок моделирования фазы обслуживания содержит первый, второй н третий элементы ИЛИ,п элементов И, п триггеров,п генераторов случайных временных интервалов,п элементов НЕ, и .дифференцирующих элементов, первый и второй дешифраторы, коммутатор, счетчик и реверсивный счетчик, суммирующий вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, разрядные выходы реверсивного счетчика соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к первым входам элементов И, вторые входы. которых соединены с выходами триггеров, входы которых подключены к выходам первого дешифратора, входы которого соединены с разрядными выходами счетчика, вход которого подключен к выходу коммутатора, группа его информационных входов соединена с выходами второго дешифратора, входы которого подключены к разрядным выходам реверсивного счетчика, вычитающий вход l которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, входы которого объединены с входами генераторов случайных временных интервалов и подключены к выходам элементов И, третьи входы которых соединены с выходами . элементов НЕ, входы которых подключены к выходам генераторов случайных временных интервалов и к входам элементов дифференцирования, четвертый вход i-го элемента И (i =. 2,n) соединен с выходом (и-1)-го генератора . случайных временных интервалов, .блок оптимизации содержит четыре элемента

ИЛИ, два элемента И, два элемента запрета, пять дифференцирующих элементов, три элемента задержки, три триггера; дешифратор, регистр, три счетчика, первый сумматор, делитель напряжений и схему сравнения, выход первого элемента ИЛИ соединен с запрещающим входом первого элемента запрета, выход которого соединен с входом первого счетчика, разрядные

962970

16 выходы счетчика соединены с входаьы дешифратора, (и-1) ныходов которого подключены к входам второго элемента

ИЛИ, выход которого .соединен через первый дифференцирующий элемент со счетным входом третьего триггера и с нулевым входом второго триггера, единичный выход которого соединен с запрещающим входом второго элемента запрета, информационный вход которого подключен к выходу элемента запрета блока генераторов случайных потоков импульсов и входам группы датчиков случайных импульсов, вход элемента запрета блока генераторов случайных потоков импульсов соединен с выходом генератора так1оных импульсов, а запрещающий вход подключен к запрещающему входу первого элемента запрета блока оптимизации и нулевому выходу первого триггера, нулевой вход которого соединен с единичным входом второго триггера, через второй элемент дифференцирования — с и-ым вы-ходом дешифратора, входом первого элемента задержки и первыми входами третьего и четвертого элементов ИЛИ, вторые входы которых через третий и четвертый элементы дифференцирования соединены соответстненно с нулевым и единичным выходами третьего триггера и первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены к выходу второго элемента запрета, а выходы элементов

И соединены с информационными входами второго и третьего счетчиков соответственно, управляющие входы которых подключены к выходам третьего и четвертого элементов ИЛИ соответственно, а выходы счетчиков соединены с первым и вторым входами первого сумматора, управляющий вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, управляющим входом первого счетчика и входом второго элемента задержки, а выход первого сумматора подключен к первому входу де1 лителя напряжения, управляющий вход которого соединен с выходом второго элемента задержки и входом регистра, второй вход делителя напряжения подключен к выходу первого счетчика, а выход соединен с первым входом схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом регистра, а выход соединен с входом пятого элемента дифференцирования, выходы датчиков случайных импульсов блока генераторов случайных потоков импульсов, входы первых элементов ИЛИ, управляющий вход коммутатора и выходы дифференцирующих элементов блоков моде" лирования фазы обслуживания и входы первых элементов ИЛИ блока оптимизации подключены к элементам наборного поля, соединяемым в соответствии с топологией фаз системы массового обслуживания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей за счет оптимального выбора количества каналов обслуживания н фазах системы по критерию минимальной стоимости при вероятностном ограничении времени обслуживания заявок, каждый блок моц ирования фазы обслуживания допол10 нительно содержит регистр, группа разрядных входов которого соединена с разрядными выходами счетчика, вход которого соединен с входом записи в регистр, а блок оптимизации дополни15 тельно содержит циклический регистр сдвига, второй и третий регистры, группу из t регистров, третий элемент И, пятый и шестой элемент ИЛИ, умножитель напряжения и второй сум;щ матор, четвертый триггер, третий элемент запрета, шестой элемент дифференцирования, четвертый элемент задержки, группу из и элементов задержки и блок-.ввода, причем выход пя25 того дифференцирующего элемента соединен с нулевым входом четвертого триггера, единичный выход которого соединен с запрещающим входом третьего элемента запрета, информационный †вх которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов блока генераторов случайных потоков импульсов, а выход соединен с нходом циклического регистра сдвига, раз-. рядные выходы которого подключены к

З5 информационным входам соответствующих регистров группы, управляющие входы которых соединены с соответствующим выходом блока ввода, а выходы регистров соединены с входами

4© шестого элемента HJIH, выход которого подключен к первому входу умножителя, второй вход которого соединен с выходом пятого элемента ИЛИ, а выход умножителя соединен с первым

45 входом умножителя напряжения, второй вход которого соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу третьего регистра, вход которого соединен с

5О выходом третьего элемента И, первый вход которого подключен к первому выходу умножителя напряжения, второй выход которого соединен с входом шестого дифференцирующего элемента,выход.которого подключен к второму входу третьего элемента И и к управляющему входу второго регистра, группа разрядных входов которого соединена с входами элементов задержки группы соответственно и с разрядными выходами циклического регистра сдвига, старший разряд которого соединен с.единичным входом четвертого триггера, с единичным входом первого триггера и с входом четвертого эле962970

° ° а

/ мента задержки, выход которого соединен с информационны«входом второго регистра, управлякиций вход и выход регистров блока моделирования фазы.обслуживания, разрядные выходы регистров, выходы элементов задержки группы, вХоды пятых элементов ИЛИ блока оптимизации подключены к элементам наборного поля, соединяемым в соответствии с топологией фаз системы массового обслуживания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 347763, кл.G G 17/48, 1962.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2830494, кл.G 06 G 7/46, 1979 (прототип).

Д

Составитель В.Фукалов

Редактор И.Михеева Техреду.Бабинец Корректор Е.Рококо

Заказ 7515/70 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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