Устройство для моделирования систем массового обслуживания Советский патент 1983 года по МПК G06N7/08 

ки и с .упреваяющим входом второго эпе-/ мента запрета второго измерительного канала и с вторым входом первого элемента ИЛИ группы.

2. Устройство по п. 1, о т п и ч а ю щ е е с я тем, что бтюк случайной временной задержки содержит датчик спу чайных кодов, группу элементов НЕ, , два элемента ИЛИ, два элемента И, i триггер, генератор импульсов, элемент запрета, причем вход датчика спучайны х кодов является входим запуска блока, а егр выходы соеди«ены с входами первого элемента ИЛИ и с входами cooi ветствующих элементов НЕ группы, выходы которых подключены к входам nejvвого элемента И и к разрядным входам счетчика, выход которого соединен с

первым входом второго элемента ИЛИ и является выходом блока, выход первого элемента ИЛИ подключен, к выходу первого элемента Инк единичному входу триггера, нулевой вход которого соединен с -выходом второго элемента ИЛИ, а единичный оыход - с первым входом второго элемента И, выход которого соединен со счетным ВХОДСЖ1 счетчика, управляющий вход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ и является входо м запрета работы блока, выход генератора импульсов соединен с информационным входом элемента запрета, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, а управляющий вход элемента запрета является управляющим входом блока.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОЮГО ОБСЛУЖИВАНИЯ, содержащее общий генератор случайного потока импупьсов, rpyifrпу из ( h-2)элементов ИЛИ, П измер№тег ных канапов, а в каждом канапе бпок сп 5Й1айной временной задержки, генератор случайного потока импупьсоЬ, реверсивный счетчкЕ, бпок сравнения, генератор имцупьсов, три счетчика, триггер, три эпемента ИЛИ, два элемента И, эпемент за- прета,а в -м измеритепьном канапе ( i 2,П ) второй эпемент запрета, причем выход общего генератора случайного потока импульсов соединен с входами запрета работы генераторов импупьсов и блоков случайной временной задержки, с первыми входами первых эпементов ИЛИ И с первыми входами третьих элементов ИЛИ всех из1у1еритепьйык канапов, а. в каждом измеритепьном канале выход генератора случайного потока импульсЬ соединен с входом первого счетчика, с парным входом первого элемента И и с i информационным входом первого эпемен- . та запрета выход которого соединен с суммирующш входом реверсивного счет чика, разрядные выходы которого соединены с входами второго элемент,а ИЛИ, а выход переполнения - с входом блока сравнения, выход которого соединен с вторым входом первого эпемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом первого эпемента запрета и с вторым входом первогю эпемента И, выход которого подключен к входу второго счетчика, выход генератора импупьсов . соединен с входом запуска блока случайной временной задержки и с единичным входом триггера, нулевой вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, а нулевой выход - с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к входу запуска генератора импульсов, ЕЫход блока случайной времен ной задержки подключен к входу третьего (Л счетчика, вычитающему входу реверси&ного счетчика и второго входу третьего эпемента ИЛИ, а в каждом k -м измери.тепьном канале (k 2,п ) выход второго элемента ИЛИ соединен с информационным входом второго эпемента запрета, выход которого соединен с вторым входом вто4 рого элемента И, о т п и ч а ю щ е е 00 4 с я тем, что, с цепью расширения функциональных возможностей за счет воспро00 изведения режима дообспуживания заявок, 1 выход второго эпемента ИЛИ m -го измерительного канала

Изобретение относится к вычислительной технике и может UJTB использовано для статистического моделирования приоритетных систем масЬового обслуживания (СМО). Известно устройство дпя моделирования систем массового обслуживания, со держащее генераторы обслуженных заявок регистр управляющего спова, дешифратор, элементы, ИЛИ, блоки элементов И з1 Это устройство позволяет моделировать СМО с неН1адежным обслужив:ающим прибором, но не может быть использова.но для моделирования СМО с произвольным числом входных потоков заявок, абсолютным приоритетом (с дообслужива кием прерванных заявок), ограниченной очередью, определить характеристики систем Наиболее близким к изобретению является устройство дпя моделирования систе массового обслуживания, содержащее общий генератор случайного потока ймпуль сов, две группы по (п -2) элементов ИЛИ R П и ерительных каналов, а в каждом шмеритегшном канапе генератор случайного потока импульсов, реверсивный счетчик, блок сравнения, генератор импульсов, блок случайной временной задержки, три счетчика, триггер, три элемента ИЛИ, два элемента И и два элемента запрета, а в i -м измерительном канале (4 2,П ) третий элемент И и тре-. тий элемент запрета, а в k -м измерительном канале (k 1 ,П -1) четвертый и пятый элементы запрета.Это устройство позволяет моделировать СМО с произвольным числом входных потоков заявок,абсолютным приоритетом без дообслуживания прерваннььх заявок ненадежным обслуживающим прибором, ограниченной очередью и определить характеристики систем 2j . Недостаток устройства заключается в невозможности моделирования СМО с абсолютным приоритетом с дообслуживанпем прерванных заявок. Цель изобретения - расишрение функциональных возможностей устройства за счет воспроизведения режима дообслужиевания заявок. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем общий jr«нератор случайного потока импульсов, группу из (П-2) элементов ИЛИ, П измерительных каналов, а в каждом канале блок случайной вре1)1енной задержки, генератор случайного потока импульсов, реверсивный счетчик, блок сравнения, генератор импульсов, три счетчика, триг гетр, три элемента-ИЛИ, два элемента И, элемент запрета, а в i -м измерительном канале ( , п ) второй элемент запрета, причем выход общего генератора случайного потока импульсов соединен с входами запрета работы генераторов импупьсов в блоков спучайвой временной задержки, с первыми входами первых апв ментов ИЛИ и с первыми входами третьих эпементов ИЛИ всех измерительных ка вапов, а в каждом измерительном канапе БЬ1ход генератора рпучайного потока импупьсов, соединен с входом первого счетчика, с первым входом первого элемента И и с информационным входом первого эпемёита запрета, выход которого соединен с суммируЬщим входом реверсивного счетчика, разрядные вь1ходы которого соединены с входами второго элемента ИЛИ, а выход переполнения - с входом блока сравнения, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом первого элемента запрета и с вторым входом первогх) элемента И, выход которого подключен к входу второго счетчика, выход генератора -импульсов соединен с входом запуска блока случайной времениэйзадержки и с единия ным входом тригге ра, нулевой вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, а нулевой выход - с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к входу запуска генератора импульсов, выход блока случайной временной задержки подключен к входу третьего счетчика, вычитающему входу реверсивного счетчика к второму входу третьего элемента ИЛИ, а в каж дом Ч -м измерительном канале (k 2,п выход второго элемента ИЛИ соединен с информационным входом второго элемента запрета, выход которого соединен с Бторьш входом второго элемента И, выход второго элемента ИЛИ vn -го измерительного канала (, п -1) соед нен с первым входом (m-l)-ro элемента ИЛИ группы, выход которого соединен с управляющим входом блока случайной временной задертски и с управляющим ., входом второго элемента запрета () го иav tepитeльнoгo канала и с втораим входом гп-го элемента или группы, выход второго элемента ИЛИ первого иамбрительногчз канала соединен с управпяю|Щим входом блока случайной временной задержки и с управляющим входом второго элемента запрета второго измерительного канала и с вторым входом первого элетлента ИЛИ группы. Кроме того, блок случайной временкой задержки содержит датчик случайных ко.дов, группу элементов НЕ, счетчик, два элемента ИЛИ, два элемента И, триггер, генератор импульсов, элемент запрета, причем вход датчика случайных кодов является входом запуска блока, а его выходы соединены с входами первого элемента ИЛИ и с входами соответствующих элементов НЕ группы, выходы которых подключены к входам первого элемента И и к разрядным входам счетчика, выход которого соединен с первым входом второгх) элемента ИЛИ и является выходом блока, выход первого элек1ента ИЛИ рэдключен к выходу первого элемеота И и к единичному входу триггерауну левой вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, а единичный выход - с первым входом второго элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика, управляющий вход которОго подключен к второму входу второго элемента ИЛИ и является входом запрета работы блока, выход генератора импупьсов соединен с информационным входом элемента запрета, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, а угфавляющий вход элемента запрета является .управляющим входом блока. Рассмотрим устройство для моделирования систем массового обслуживания на примере модели СМО с тремя потоками заявок на обслуживание. На фиг. 1 приведена структурная сх&ма устройства; на фиг. 2 - структурнаясхема блока случайной временной задержг КИ., , .; Устройство содержит генераторы 1 случайного потока импульсов, первые v счетчики 2, первые элементы заП|рета 3, первые элементы И 4, Вторые счетчики 5, первые элементы ИЛИ б, реверсивные . счетчики 7, блОки S сравнения, вторые элементы ИЛИ 9, вторые элементы И 1О, генераторы 11 импульсов, блоки 12 cлy. чайвой временной задержки, третьи элементы ИЛИ 13, триггеры 14, третьи счетчики 15, вторые элементы запрета 16, элементы ИЛИ 17 группы общий генератор 18 случайного потока импуш сов. Блок 12 случайной временной задержки содержит вход 19 запуска блока, датчик 2О случайных кодов, группу эл&ментов НЕ 21, счетчик 22, первый элемент ИЛИ 23, первый элемент И 24, триггер 25, генератор 26 импульСов, элемент 27 запрета, второй элемент И 28, второй элемент ИЛИ 29, выход 30 блока, вход 31 запрета работы , управляющий вход 32 блока. $/ 104 Генераторы 1 случайного потока им пупьсов имитируют входные потоки заявок на обспуживание различных приоритет тов. Генераторы вырабатывают икс упьсы со спучайш 1м периодом повторения. Счетчики 2 считают общее чиспо поступивших заявок различных приоритетов, получивших отказ в обслуживании по причине занятости всех мест в очереди или закрытия очереди на время отказа обспу живающего прибора. Реверсивные счетчши 7 и блоки 8 сравнения имитируют ограниченную очередь в СМО. Генераторы 11 импульсов.и блоки 12 случайной временной задержки имитируют обслуживающий прибор со случайным вре-т менем обслуживания.. Счетчики 15 считают число обслуженных заявок различных, приоритетов. Генератор 18 случайного потока имi пупьсов имитирует отказы обслуживающегч прибора. Генератор вырабатывает импульсы со случайным периодом повторения и случайной длительности, имитирующей время восстановления обслуживающего прибора. . В исходном состоянии на реверсивных счетчиках 7 - О, триггеры 14 находятся в нулевом состоянии. Единич№1е . потенциаль с нулевых вцхоцов триггеров 14 поддерживают элементы И 10 в открытом состоянии. Элементы запрета 3 И 16 открыты, так как на их управляющих входах присутствуют нулевые потеян циалы. В блоках 12 случайной временной задержки триггеры 25 находятся в нулевом состоянии, а элементы 27„запрета открыты. Импульсы с выходов генераторо 26импульсов, пройдя через элшенты 27запрета, не проходят через, элементы И 28, так как они удерживаются в закрытом состоянии нулевым потенциалом с единичных выходов триггеров 25. . Устройство работает слейурщим образом.; . Рассмотрим работу измерительного ка нала на примере второго канала. Импупьсы от генератора 1 случайногх) потока , имитируя входной поток заяво на обспуживание, проходят через откры- тый элемент запрета 3 к поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 7, который ведет подсчет поступивших импульсов, имитируя занятие заявками мест, в очереди. Единичный потенциат с выходов разрядов реверсивного счетчика ;7 через элемент ИЛИ 9, открытые эле0менты запрета 16 и И 10 запускает генератор 11 импульсов, а через элемент ИЛИ 17 закрывает. элемент запрета 16 третьего измерительного канала, запрещая тем самым обслуживание заявки вз третьего потока в случае ее поступ. ления. Импульс с выхода генератора 11 импульсов второго измерительного канала поступает на вход запуска блока 12 , случайной временной задержки, который имитирует случайное время обслуживания заявки, и устанавливает триггер 14 в единичное состояние, закрывая тем самым элемент И 10 и останавливая работу генератора 11 импульсов. Бпок 12 случайной временной задержки работает следующим образом. С приходом импупьса от генератора 11 импульсов на вход 19 запуска блока датчик 2О случайных кодов генерирует код, который, преобразуясь с помощью элементов НЕ 21 в обратный, записывается на счетчик 22. Сигнал с выхода элемента ИЛИ 23 устанавливает триггер 25 в единичное состояние. Единичный потенииап с единичного выхода триггера 25 открывает элемент И 28, через который на счетный вход счетчика 22 через открытый элемент 27 запрета начинают поступать импульсы от генератора 26 импульсов. При переполнении счетчика 22 на его выходов появляется импульс, который через элемент ИЛИ 29 устанавл вает триггер 25 в нулевое состояние, закрывая тем самым элемент И 28. Этот же импульс поступает на выход 30 бпока в качестве импульса, имитирующего обслуженную заявку. Время задержки импульса блоком 12 случайной временной задержки определяется величиной случайного кода, генерируемого датчиком 20, и периодом шьторения импульсов с выхода генератора 26 икшупьсов. В процессе работы утфавляемого блока 12 случайной временной задержки могут . возйикнуть следующие экстремальные ситуации:датчик 20 случайных кодов генерирую ет кoдJBO всех которого единицы; . датчик 20 случайных кодов генерирует код, во всех изрядах которого нули. В первом случав работа блока аналогична описанной. Время задержки при этом максимально. Во втором случае функцию элемента ИЛИ 23 выполняет . элемент И 24. Время задержки,при этом минимально и опредепяется временем срабатывания эпементов блока. Задержанный на случайное время импупьс с выхода блока 12 случай ной временной задержки через элемент ИЛИ 13 устанавливает триггер 14 в нулевое состояние, имитируя окончание обслуж№вания (Заявки, и увеличивает на единицу показание счетчика 15 обслуженных заявсж. Этот же импульс поступает на вычитаюший вход реверсивного счетчика 7, уменьшая его содержимое на единицу и имитируя тем самым (освобождение одного места в очереди, Имитируя заполнение всех мест в ючереди, блок 8 сравнения выдает сигнал, который через элемент ИЛИ 6 закрывает элемент запрета 3 и открывает элемент И 4. Счетчик 5 начинает считать импульсы-заявки, потерянные по причине занятости всех мест в очереди. Пусть feo время обслуживания заявки вэ второго потока поступает заявкаимпульс от генератора 1 случайного потока импульсов в первом измерительнсы канале. Этот импульс, пройдя через отК.РЫТЫЙ элемент запрета 3, поступает на суммирующий вход счетчика 7. В результате на выходе элемента ИЛИ 9 первого измерительного канала появляется сигнал, который закрывает элемент запрета 16 второго измерительного кана ла, а через элемеиг ИЛИ 17 - элемент запрета 16 третьего измерительного канала, имитируя блокировку поступления на обслуживающий прибор младших по приоритету заявок второго и третьего потоков. Кроме того, сигнал с выхода элемента ИЛИ 9 первого измерительного канала поступает на управляющие входы 32 блоков 12 случайной в ременной за,держкивторого и третьего измерительны каналов, эакрьшая в них элемент 27 за прета. Вследствие этого прекращаете поступление импульсов на счетный вход счетчика 22 блока 12 случайной времев ной задержки второго измерительного на нала, чем имитируется прерывание об-служиванИя заявки в этом канале с со- хранением промежуточных результатов. Вместе с этим сигнал с выхода элемеин та ИЛИ 9 первого измерительного кавзап через открытый элемент И 10 запускаег генератор 11 импульсов своего канала, имитируя поступление на обслуживающий прибор заявки из первого потока. По окончании обслуживания заявки из первого потока открывается эле- ц мент 27 запрета в блоке 12 случайной временной задержки второгх) измерительного канала и импульсы с генератора 26 импульсов начинают вновь поступать на счетный вход счетчика 22, имитируя тем самым возобновление заявки вз второго потока с прерванного места, т.е. дообслуживание прерванной заявка. Пусть во время обслуживания заявки из второго потока происходит отказ 66- . служивающего прибора. Имитируя отказ обслуживающего прибора, общий генера- . тор 18 случайного потока импульсов вырабагываег импульс, который на время своей длительности запрещает работу генератора 11 импульсов, а через элементы ИЛИ 6 закрывает элементы запрета 3 и открывает элементы И 4 во всех измерительных каналах, закрывая очередь для заявок всех потоков. Счетчики 5 начинают считать импульсы-заявки, потерянные по при;ине закрытия очереди. Кроме того, импульс с выхода общего генератора 8 случайного потока импупьсов через элемент ИЛИ 13 установит в нулевое состояние тригх р 14 второго измерительного канала. Этот же импульс поступает также на вход 31 запрета ра боты -блока 12 случайной временной за держки, обнуляя в нем счетчик 22 и , устанавлив Ш через элемент ИЛИ 29 в L нулевое состояние триггер 25, имити1)уя тем самым потерю промежуточных резупь татов обслуживания заявки. Сама заяв1са при этом остается в очереди ift после восстановления обслуживающего прибора ее новое обслуживание начинается сначапа. Аналогичным образом работает устройство при моделировании систем массового обслуживания с произвольным числрм потоков заявок на обслуживание. Устройство позволяет получить спедз ющие характеристики СМО: Pjjg; - вероятность обслуживания заявки i -го потока; вероятность отказа в обспужнва НИИ заявки -го потока DO причине занятости всех мест в очереди или закрь1тия очереди ва время отказа обслуживающего прибора; средняя дпива очереди заявок ч -го потока. Эти характеристики можно цопучить по формулам РОТКГ

где Kla; N54 « NIS; - показания к конпу эксперимента счетчиков 2,5,15 i «го jJKSviepHTenbHoro канапа; Тк ® показание реверсивного счетчика 7, зафиксированное m раз во время эксперимента в нм взмернтепыюм канвпе.

Использование в предпагаемсям устройстве бпока случайной временной задержки приведешюй структуры и нойых

связей аыгодво отличает его от прототипа, так как позволяет расширить фунЕ иконапьные возможности Устройство позволяет моделировать одноканальные СМО с производительным числом входных потоков заявок, абсолютным приор тетом, дообслуживанием прерванных зая«« век, ненадежш 1м обслуживающим прибором случайным временем обслуживания, ограВ№генной очередью.