Устройство для моделирования систем массового обслуживания Советский патент 1984 года по МПК G06N7/08 

к первому входу второго элемента ИЛИ и через третью дифференцирующую цепочку соединен с первым инверсньм входом первого элемента И1Ш и с нулевьм входом второго триггера, выход которого подключен к первому входу седьмого элемента И, выход которого соединен с входом счетчика времени восстановления, выход первого триггера подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с входом счетчика времени работы системы, выход реверсивного счетчика подключен к входу останова генератора случайных интервалов времени работы, единичному входу третьего триггера и к входу генератора случайных интервалов времени технического обслуживания.

выход которого соединен с вторым инверсным входом шестого элемента И с вторым входом второго элемента ИЛИ и с входом.четвертой дифференцирующей цепочки выход которой подключен к нулевому входу третьего триггера, к второму инверсному входу первого элемента ИЛИ и через регистр сдвига соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, выход третьего триггера соединен с первым входом восьмого элемента -И, выход которого подключен к входу счетчика времени технического обслуживания, выход генератора случайных потоков импульсов соединен с входом генератора счетных импульсов, выход которого подключен к вторым входам первого, седьмого и восьмого элементов И.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ, содержащее генератор случайных потоков импульсов, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЖ, генератор заявок, генератор счетных HMoyjlbcoB,- счетчик общего количества заявок, счетчик количества неполностью обслуженных заявок, первый злемент И, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, второй элемент И, выход которого подключён к входу счетчика количества обслуженных заявок, второй элемент ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, о тличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет учета режима техничес кого обслуживания по наработке, устройство содержит пять элементов И, генератор случайных интервалов времени работы, генератор случайных интервалов времени обслуживания заявок, генератор случайных интервалов времени восстановления, генератор случайных интервалов времени технического обслуживания, четыре дифференцирующих цепочки, триггеры, регистр сдвига, счетчик времени восстановления, счетчик времени работы системы счетчик времени технического обслуживания, счетчик количества необслуженных заявок, причем.выход генератора случайных потоков импульсов подключен к входу генератора заявок, выход которого соединен с входом счетчика общего количества заявок, с первым входом четвертого элемента И и с вторым входом третьего элемента И, выход которого подключен к входу сметчика количества необслуженных заявок, выход четвертого элемента И соединен с входом генерато(Л ра случайных интервалов времени обслуживания заявок, вьссод которого через первую дифференцирующую цепочку подключен к инверсному входу второго элемента И и к первому инверсному входу пятого элемента И, выход которого соединен с входом счетчика 00 количества неполностью обслуженных о заявок, выход первого элемента ИЛИ 4: подключен к единичному входу первого 00 триггера и входу запуска генератора ел случайных интервалов времени работы, выход которого соединен с вторыми входами второго и четвертого элементов И, с вторым инверсным входом пятого элемента И и с входом второй дифференцирующей цепочки, выход которой подключен к первому инверсному входу щестого элемента И, выход которого соединен с единичным входом второго и нулевым входом первого триггеров и входом генератора случайных интервалов времени восстановления, выход которого подключен

И обретение относится к вычислительной технике и может быть исполь зовано при моделировании систем мас сового обслуживания (СМО). Известно устройство для моделирования СМО, содержащее управляювщй генератор случайного потока ттулъсов, блоки генераторов случайных интервалов времени, блок случайных временных задержек, счетчики, дешиф ратор, элементы ИЛИ, элементы И, которое позволяет моделировать СМО с учетом возможности возникновения отказов и устранения этих отказов. Однако данное устройство не предусматривает других возможных режимов функционирования СМО, харак терных для многих реалышх систем, а именно режима технического обслуживания по наработке. Наиболее близким к предлагаемому по технической йущности и по достигаемому эффекту является устройство для моделирования систем массового обслзпкивания, содержащее первый генератор случайного потока импульсов, выход которого соединен с входом первого счетчика и с первым входом элемента ИЛИ, выход которого .соединен с первьм входом элемента ЗАПРЕТ, выход которого соединен с суммирующим входом первого реверсивного счетчика и с входом многоканального блока случайных временных задержек, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, вькод которого соединен с вычитающим входом первого реверсивного счетчика, выход которого через пороговьй элемент соединен с первым, входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу второго генератора случайного потока импульсов и объединен с первым входом генератора импульсов, второй вход которого через первый элемент И соединен с разрядными выходами первого реверсивного счетчика, а выход генератора импульсов соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ соединен с вторым входом элемента ЗАПРЕТ и с первым входом второго элемента И, второй вход которого объединен с входом Первого счетчика, второй счетчик, второй реверсивный счетчик, группу элементов И, сумматор, четверть, пятьй и шестой элементы ИЛИ, третий элемент И, формирователь серии импульсов, элемент задержки, переключатель и блок синхронизации, первый и второй выходы которого соединены Соответстве но с управляющими входами группы элементов И и сумматора, входы которого соединены с выходами групп элементов И соответственно, входы которых подключены к разрядным выходам второго реверсивного счетчика и через четвертый элемент ИЛИ соединены с первьм входом третьего эле мента И, второй вход которого подкл чен к первому выходу переключателя, второй выход которого соединен с входом второго счетчика, выход трет го элемента И через элемент задержк соединен с вторым входом первого эл мента И и непосредственно с вычитающим входом второго реверсивного счетчика, суммирующий вход которого соединен с выходом пятого элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходом второго элемента И и с третьим выходом переключателя соответствен1 о, входы которого соединены соответственно с выходом генератора импульсов и с выходом шестого элемента ИЛИ, входы которого соединены соответственно с первым входом вто. рого элемента ИЛИ и через формировател серии импульсов с входом генератора импульсов t2 3Недостатком данного устройства является отсутствие возможности моделирования режима технического обс луживания по наработке, характерного для многих реальных систем. Таки системы имеют, как правило, следующий цикл функционирования: система находится в режиме работы, во время которого она обслуживает поступающие в Систему заявки. В этом режиме возможно возникновение отказа, после чего система сразу же переходит в режим восстановления, по окончании которого возвращается в режим работы. Задается определенное время наработки системы, по истечении которого она переходит в режим технического обслуживания, после проведе ния технического обслуживания система включается в рабочий режим. Целью изобретения является расши рение функциональных возможностей за счет учета режима технического , обслуживания по наработке. . Эта цель достигается тем, что в устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор случайных потоков импульсов, выход которого подключен К первому входу первого элемента ИЛИ, генератор заявок, генератор счет-, ных импульсов, счетчик общего количества заявок, счетчик количества неполностью обслуженных заявок, первый элемент И, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, второй элемент И, выход которого подключен к входу счетчика.количества обслуженных заявок, второй элемент ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, введены пять элементов И, генератор случайных интервалов времени работы, генератор cлyчaйн к интервалов времени обслуживания заявок, генератор случайных интервалов времени восстановления., генератор случайных интервалов вре- , мени технического обслуживания, четыре дифференцирующих цепочки, триггеры, регистр сдвига, счетчик времени восстановления, счетчик времени работы система, счетчик времени технического обслуживания, счетчик количества необслуженных,заявок, причем выход генератора случайных потоков импульсов подключен к входу генератора заявок, выход которого соединен с входом Счетчика общего количества заявок, с первъол входом четвертого элемента И и с вторьм входом третьего элемента И, которого подключен к входу счетчика количества необслуженных зая iвок, выход четвертого элемента И соединен с входом генератора случайных интервалов времени обслужи:вания заявок, выход которого через первую дифференцирующую цепочку, подключен к инверсному входу второго элемента И и к первому инверсному входу пятого элемента И, выход которого соединен с входом счетчика количества неполностью обслу- .женных заявок, выход первого элемента ИЛИ подключен к единичному входу первого триггера и входу запуска генератора случайных интервалов времени работы, выход которого соединен с вторыми входам второго и четвертого элементов И с вторьм инверсньы входом пятого элемента И и с входом второй дифференцирующей цепочки, вьссод которой подключен к первому инверсному входу щестого элемента И, выход которого соединен с единичным входом второго и нулевым входом первого триггеров и входом генератора случайных интервалов времени восстановления, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ и через третью дифференцирующую цепочку соединен с первым инверсным входом первого элемента ИЛИ и с нулевым входом вто рого триггера, выход которого подключен к первому входу седьмого элемента И, выход которого соединен с входом счетчика времени восстанов ления, выход первого триггера подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с входом счетчика времени работы системы, выход реверсивного счетчика подключен к входу останова генератора случайных интервалов времени работы, единичному входу третьего триггера и входу генератора случай ных интервалов времени технического обслуживания, выход которого соединен с вторьм инверсным входе шесто го элемента И, с вторым входом второго элемента ИЛИ и с входом четвер той дифференцирующей цепочки, выход которой подключен к нулевому входу третьего триггера, к второму инверс ному входу первого элемента ИЛИ и Через регистр сдвига соединен с сум мирующим входом реверсивного счетчи ка., выход третьего триггера соединен с первым входом восьмого элемента И, выход которого подключен к входу счетчика времени технического обслуживания, выход генератора случайных потоков импульсов соединен с входом генератора счетных импульсов, выход ко- орого подключен к вторьм входам первого, седьмого и восьмого элементов И. На чертеже изображена схема ус ройства для моделирования систем массового oбcлvживaния. Устройство содержит генератор 1 случайных потоков импульсов, генератор 2 заявок, генератор 3 счетных импульсов, первый элемент ИЛИ 4, генератор 5 случайных интервалов времени работы, четвертый элемент И 6, генератор 7 случайных интервалов времени обслуживания заявок, первую дифференцирующую цепочку 8, второй элемент И 9, счетчик 1 количества обслуженных заявок, вторую дифференцирующую цепочку 11, шестой элемент И 12, генератор 13 случайных интервалов времени восстаноления, второй триггер 14, седьмой элемент И 15, счетчик 16 времени восстановления, третью дифференцирующую цепочку 17, первый триггер 18, первый элемент И 19, реверсивный счетчик 20, счетчик 21 времени работы системы, генератор 22 случайjibK интервалов времени технического обслуживания, третий триггер 23, восьмой элемент И 24, счетчик 25 времени технического обслуживания, четвертую дифференцирукмцую цепочку 26, регистр 27 сдвига, второй элемент ИЛИ 28, третий элемент И 29, счетчик 30 количества необслуженных заявок, счетчик 31 общего количества заявок, пятый элемент И 32, счетчик 33 количества неполностью обслуженных заявок. Устройство моделирует работу СМО, имеющей три режима функционирования: работа, восстановление, техническое обслуживание. Обслуживание заявок происходит только во время режима работы. Окончание режима работы соответствует наступлению отказа, при этом с.истема сразу же переходит в режим восстановления. По истечении некоторогозаданного времени наработки система переходит в режим технического обслуживания, после окончания которого - вновь в режим работы. Заявки, поступившие во время режимов восстановления и технического обслуживания, теряются, отказы, наступившие во время .обслуживания заявки, приводят к срыву обслуживания заявки. Устройство работает следующим образом. Генератор 1 вырабатьшает импульс, который запускает генератор 2 заявок, генератор 3 счетных импульсов, а также через элемент ИЛИ 4 запускает генератор 5 случайных интервалов времени. На- выходе генератора 5 формируется случайньй интервал времени, соответствующий продолжительности режима работы. Заявки с выхода генератора 2 через элемент И 6 запускают генератор 7 случайных интервалов времени, который формирует интервал времени обслуживания заявок. По окончании этого интервала импульс с выхода дифференцирую- : щей цепочки 8 через элемент И 9 при

наличии напряжения на выходе генератора 5 поступает на счетчик 10 количества обслуженных заявок. По окончании интервала времени работы импульс, имитирующий отказ, с выхода 5 дифференцирующей цепочки 11 через элемент И 12 запускает генератор 13 случайных интервалов времени восстановления. На выходе генератора 13 формируется интервал времени, соот- О ветствующий режиму восстановления. Этот же импульс поступает на единичный вход триггера 14 и опрокидывает его, после чего напряжение с выхода триггера 14 поступает на вход 15 элемента И. 15. На второй вход элемента И 15 поступают счетные импульсы от генератора 3, которые проходят на вход счетчика 16, подсчитывающего общее время восстановления сисгг 20 темы. По окончании интервала времени восстановления импульс с выхода дифференцирующей цепочки Т7 через элемент ИЛИ 4 запускает генератор 5 случайных интервалов времени работы, 25 вновь переводя систему в режим работы. Этот же импульс поступает на нулевой вход триггера 14, после чего счетные импульсы не поступают на счетчик 16. Импульсы с выхода зо элемента ИЛИ 4 поступают также на единичный вход триггера 18. Напряжение с выхода триггера 18 подается на вход элемента И 19, на второй вход которого поступают счетные ,5 импульсы от генератора 3, проходящие на вычитающий вход реверсивного счетчика 20. Число, записанное в счетчике 20 и соответствуимцее заданному времени наработки, начинает 0 iуменьшаться. Одновременно счетные импульсы поступают на вход счетчика 21, который подсчитывает общее время нахождения системы в режиме работы. По окончании интервала вре- д, мени работы импульс с выхода элемента И 12 поступает на нулевой вход триггера 18, после чего счетные импульсы не проходят на счетчики 20 и 21. Как только показание 50 реверсивного счетчика 20 принимает нулевое значение, импульс с его вы- ; хода запускает генератор 22, который начинает формирование интервала времени, соответствующего режиму тех- f

нического обслуживания. Этот .же импульс поступает на установочный вход генератора 5, при этом заканчивается интервал времени работы. Система не переходит в режим восстановления, так как напряжение с выхода генератора 22 подано на инверсны вход элемента И 12 и запрещает прохождение импульса на генератор 13. Импульс с выхода реверсивного счетчика 20 поступает также на единичный вход триггера 23. Напряжение с выхода триггера .23 подается на вход элемента И 24, на второй вход которого .поступают счетные импульсы от генератора 3. Эти импульсы проходят на счетчик 25, подсчитывающий общее время нахождения системы в режиме технического обслуживания. По окончании интервала времени технического обслуживания на выходе дифференцирующей цепочки 26 появляется импульс, который через элемент ИЛИ 4 поступает на запуск генератора 5, переводя систему в режим работы. Этот же импульс поступает на нулевой вход триггер 23, после чего прекращается поступление счетных импульсов на счетчик 25, а также на вход регистра 27, в котором записано число, соответствующее заданному времени наработки. Это число с пршсодом импульса записывается в параллельном коде в реверсивный счетчик 20.

В режимах восстановления и технического обслуживания напряжение с выходов генераторов 13 и 22 соответственно поступает через элемент ИЛИ 28 на вход элемента И 29. На второй вход этого элемента поступают заявки от генераторов заявок 2 и проходят на счетчик 30, подсчитывающий количество необслуженных заявок. Счетчик 31 подсчитывает общее число заявок, поступивших в систему, счетчик 33 - количество неполностью обслуженных заявок, которые проходят в него через элемент И 32 в том случае, когда интервал времени работы заканчивается раньше, чем обслужена заявка.

По показаниям счетчиков можно оценивать различные вероятностные характеристики CMC, в том числе вероятности обслуживания заявок, неполного обслуживания заявок, срувов обслуживания, а также комплексные показатели надежности, в том числе коэффициент готовности, коэффициент простоя, и другие показатели, характеризующие процесс обслуживания заявок и функционирование СМО.

Предлагаемое устройство по сравнению с известными имеет блоее широкие функциональные возможности за счет моделирования режимов восстановления, технического обслуживания по наработке, работы и отказов при работе, параметры которых могут изменяться по различным законам распределения. Устройство позволяет моделировать СМО с учетом динамики и режимов функционирования при различных законах распределения временных параметров, характеризующих процесс функционирования обслуживающего прибора и обслуживание заявок в СМО.