Устройство для моделирования систем массового обслуживания Советский патент 1984 года по МПК G06F15/173 

Изобретение относится к спецнги1н зированным средствам электронного моделирования, предназначенным для исследования СМО, работающих в режи ме распараллеливания. Известно устройство для моделиро вания СМО, содержащее реверсивные счетчики, генераторы случайного потока импульсов, дешифратор, блоки случайных временных задержек, элеме ты И, ИЛИ, ЗАПРЕТ 1 . Однако это устройство не позволя ет моделировать СМО с очередью. Наиболее близким техническим реш нием к изобретению является устройство для моделирования СМО, содержа щее первый реверсивный счетчик, пер вая группа выходов которого через дешифратор и первый переключатель соединена с 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 кото рого соединен с суммирующим входом первого реверсивного счетчика . а вто рой вход первого элемента запрета соединен с выходом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом генератора потока случайны импульсов и через первый блок случай ных временных задержек подключен к первым входам второго элемента И и второго элемента запрета, выход кото рого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого через второй блок случайных временных задержек соединен с выходом третьего элемента запрета, а второй вход третьего элемента ИЛИ соединен с суммирующим входом второго реверсирующего счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходом второго элемента И, а выходы второго реверсивного счетчика через четвертый элемент ИЛИ соединены со вторыми входами второго элемента И и второго элемента запрета, 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 элемеата запрета, второй вход которого объединен со входами 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 вхо лом третьего элемента ИЛИ, пятый и шестой элементы ИЛИ, четвертый, пятый и шестой элементы запрета, пятый, шестой, и седьмой элементы И, третий переключатель и 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 со вторым входом третьего элемента И, с первым входом третьего переключателя и с первым входом пятого элемента запрета, а вторая группа выходов третьего реверсивного счетчика через шестой 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 запрета соединен с вычитающим входом первого реверсивного счетчика, выход первого элемента И соединен со входом третьего переключателя, второй выход которого соединен с первым входом пятого элементна И, второй вход которого соединен с выходом пятого элемента запрета, второй вход которого через пятый элемент ИЛИ соединен с выходом генератора потока случайных импульсов и управляемого генератора потока случайных импульсов 2J . Оно позволяет исследовать системы с очередью, в которых каждая заявка обслуживается одним каналом. Однако в реальных условиях в ряде случаев для обслуживания одной заявки привлекается два и более каналов. При этом задание по обработке заявки делится на две или более частей, которые могут вь1полняться одновременно на нескольких каналах. Такой режим называется распараллеливанием. Он позволяет добиться сокращения времени обработки задания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устрой- , ства за счет воспроизведения режима параллельного обслуживания заявок на двух каналах. Указанная цель достигается тем, что в устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор случайного потока импульсов, счетчик общего числа заявок, счетчик потерянных заявок, пять элементов И, три элемента запрета, элемент ИЛИ, многовходовые элементы И и ИЛИ, два элемента случайной задержки, реверсивный счетчик, выход генератора случайного потока импульсов соединен с входом счетчика общего числа заявок, первым входом первого элемента И и информацион,ным входом первого элемента запрета, управляющий вход которого и второй вход первого элементу И под-ключены к выходу многовходового эле мента И, входы которого и входы мно говходового элемента ИЛИ подключе,ны соответственно к разрядным выходам реверсивного счетчика, суммирую щий вход которого соединен с выходо второго элемента И, а вычитающий с выходом третьего элемента И, первы вход которого и управляющий вход вто рого элемента запрета подключены к выходу многовходового элемента ИЛИ, выход первого элемента И подключен к входу счетчика потерянных заявок, введены дополнительно два триггера, причем выход первого элемента запрет та подключен к первому входу второго ,элемента И и информационному входу третьего элемента запрета, управляющий вход которого и второй вход ВТОрого элемента И соединен с прямым выходом первого триггера, нулевой и единичный входы которого подключены к выходам второго и третьего элементов запрета соответственно, первый вход четвертого элемента И подключен к выходу многовходового элемента ИЛИ, а выход четвертого элеме та И соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу третьего элемента з прета, выход элемента ИЛИ соединен с входами элементов случайных задержек, выходы которых соединены и подключены к первому входу пятого элемента И и единичному входу второго триггера, выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И, выход которого подключен к нулевому входу второго триггера, вторым входам третьего и четвертого элемен,тов И и информационному входу второIго элемента запрета. Структурная схема устройства приведена на чертеже. Устройство содержит генератор 1 случайного потока импульсов, счетчик 2 общего числа заявок, счетчик 3 числа потерянных заявок, первый четвертый элементы И 4-7, первый, третий и второй элементы ЗАПРЕТА 8-10, элемент ИЛИ 11, мнрговходовые элементы И 12 и ИЛИ 13, реверсивный счетчик 14, элементы случайных задер жек 15 и 16, первый и второй триггеры 17 и 18, пятый элемент И 19. Устройство работает следующим образом. . В случае когда очереди . нет и каналы обслуживания свободны от зая вок (при этом триггеры 17, 18 находятся в нулевом состоянии, сигнгшы на выходе триггеров 17,18 многовходовой системы И 12 отсутствуют импульс от генератора 1 через открытые элементы ЗАПРЕТ 8 и 9 поступает на единичный вход первого триггера 17,переводя его в единичное состояние, что свидетельствует о том, что параллельно работающие каналы обслуживания (или по меньшей мере один из них) заняты обслуживанием заявки в режиме распараллеливания, одновременно импульс от генератора 1 через первый вход элемента ИЛИ 11 поступает на входы первой 15 и второй 16 линий случайных временных задержек, имитирующих случайное время обслуживания в каналах. Через случайное время, равное продолжительности обслуживания на одном из каналов, на входе одной линии случайных временных задержек (15 или 16) появляется импульс, который переводит триггер 18 в единичное состояние, при этом сигнал с выхода триггера 18 открывает элемент И 19. В результате импульс, появившийся на выходе другой линии случайной временной задержки , через открытый элемент И 19 поступает на нулевой вход триггера 18 и одновременно через открытый элемент ЗАПРЕТА - на нулевой вход триггера 17, В результате триггеры 18 и 17 пере- ходят в нулевое состояние, что свидетельствует об освобождении каналов обслуживания от заявки. В случае, когда каналы заняты обслуживанием заявки, импульсы от генератора 1 не проходят через элемент 9 он закрыт сигналом с выхода триггера 17), а через открытый элемент и S поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 14, увеличивая его код на единицу и имитируя тем самым постановку поступившей заявки в очередь. В случае, когда в оч,ереди, есть заявки, на выходе многовходовой схемы ИЛИ присутствует сигнал, открывгиощий элементы И 6 и 7, и закрывгиощий элемент 10 ЗАПРЕТА. В данном случае при завершении обслуживания заявки в обоих каналах на выходе элемента И 19 появляется импульс, который переводит триггер 18 в нулевое состояние (что является признаком завершения обслуживания заявки) и одновременно через открытый элемент И 7 и элемент ИЛИ 11 поступает на вход линий случайных временных задержек 15 и 16, имитируя подачу на обслуживание заявки из очереди. При этом импульс с выхода элемента И 19 через открытый элемент 6 поступает также на вычитающий вход реверсивного счетчика 14, уменьшая его код на единицу и имитируя тем самым снятие одной заявки из очереди и постановку ее на обслуживание. В момент полного заполнения очереди на выходе многовходовой система схемы И 12 появляется сигн;ая, коз

торый закрывает элемент 8 и открывает элемент И 4. в результате импульсы от генератора 1 начинают поступать на счетчик 3 числа потерянных заявок.

Таким образом, включение в состав устройства линий случайных ВЕ5ем нных задержек 15, 16, триггеров 17, 18и элемента И 19 позволяет моделировать работу исследуемых систем массового обслуживания в режиме распараллели-; вания, при котором работа по абслуживанию заявку ведется двумя канала ми одновременно.

При проведении моделирования импульс, имитирующий поступление заявки на обслуживание в свободную систему извне или заявки из очереди в освободившиеся каналы, проходит через элемент ИЛИ 11 и поступает на вход линий случайных временных задержек 15 и 16. При этом

благодаря наличию триггера 18 и элемента И 19 сигнал, свидетельствующий о завершении обслуживания заявки в целом, появляется только после прихода второго импульса с выхода одной из случайных временных задержек 15 или 16.

Статистические характеристики функционирования СМО, модулируемой устройством, вычисляются известньлми методами на основе показаний счетчика 2 общего числа поступивших заявок и счетчика 3 заявок, получивших отказ в обслуживании из-за отсутствия свободных мест для ожидания в очереди.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет моделировать работу систем массового обслуживания в режиме распараллеливания, что расширяет функциональные возможности известных систем.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ, содержащее генератор случайного потока импульсов, счетчик общего числа заявок, счетчик потерянных заявок, пять элементов И, три элемента запрета, элемент ИЛИ, многовходовые элементы И и ИЛИ, два элемента случайной задержки, реверсивный счетчик, выход генератора случайного потока импульсов соединен с входом счетчика общего числа заявок, первым входом первого элемента И и информационным входом первого элемента запрета, управляющий вход которого ;И ВТОрОЙ ВХОД первого элемента И подключены к выходу, многовходового элемента И, входы которого и входы многовходового элемента ИЛИ подключены соответственно к разрядным выходам реверсивного счетчика, суммирующий вход которого соединен с выходом второго элемента И , а вычитающий - с выходом третьего элемента И, первый вход которого и управляющий вход второго элемента запрета подключены к выходу многовходового элемента ИЛИ, выход первого элемента И подключен к входу счетчика потерянных зЪявок, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет воспроизведения режима параллельного обслуживания заявок на двух каналах, оно дополнительно содержит два триггера, . причем выход первого элемента запрета подключен к первому входу второго элемента И и информационному входу третьего элемента запрета, управляющий вход которого и второй вход второго элемента И соединены с пряг«им выходом первого триггера, нулевой и единичный входы которого подключены к выходам второго и (Я третьего элементов запрета соответственно, первый, вход четвертого элемента И подключен к выходу многовходового элемента ИЛИ, а выход четвертого элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу третьего элемента запрета, выход элемента ИЛИ соединен с входами эо элементов случайных задержек, выходы которых объединены и подключены к первому входу пятого элемента И и единичному входу второго триггё|ра, выход которого соединен с вто4 фым входом пятого элемента И, выа: ход которого подключен к нулевомувходу второго триггера, вторым входам третьего и четвертого элементов И и информационному входу второго элемента запрета.