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

первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента запрета, а вы хоа - с суммируюшим вхоаом первого реверсивного счетчика, разряаные выхоаы которого подключены соответственно к входам деишфратора, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первыми входами первого в второго блоков сравнения, вторые входы которых соединеньг соотBCTCTBejfflo с выходами первого и второго регистров,а выхоаы первого и второго блсжов сравнения соединены соответственно с единичным и нулевым входами триггера, выход второго элемента запрета подключен к суммирующему входу второго реверсивного счетчика, вычитающий вход которого подключен к выходу третьего элемента запрета, разрядные выходы второго реверсивного счетчика соединены соответственйо с входами третьего многовходового элемента И, выход которого подключен к управлякжцему входу второго элемежга запрета, выход пятого элемента И подключен к вычитающему входу третьего реверсивного счетчика и входу второго блока случайной временной задержки, выход которого соединен с суммирующим входом третьего реверсивного счетчика, разрядные выходы которого подключены соответственно к входам второго многовходового элемента И.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО СВСЛУЖИВАНИЯ, содержащее триггер, гаяервтор случайных импульсов, три элементе запрета, пять элементов И, элемент ИЛИ, первый реверсивный счетчик, счетчик заявок, счетчик отказов, два блока случайной временной за-. держки, выход генератора случайных импуяьсов соединен с входом счетчика заявок, первым входом первого элемента И И информационным входом первого элемента запрета, выход которого подклкк чен к первому входу второго элемента И и информационному входу второго элемента запрета, выход которого соединен с первым вхоаом первого элемента ИЛИ, выхоа которого соединен с вхоаом го блока случайной временной задержки, выхоа которого подключен к ин {щационному входу третьего элементе запрета, и первым входом третьего i четбертсго элементе И, вторые вхофл -. третьего и четвертого i элементов И и управляклций вход третьего элемента запрета подключены к выходу мнаговходо-. вого элемента ИЛИ, входы которого И I « Y-;--входы первого многовходового элемента И подключены соответственно к paэI рядным выходам первого реверсивного счетчика, вычитающий вход которого соединен с галходом третьего элемеига И, второй вход второго элемента И соединен с управпякшшм входом вторсяо элемента запрета, управляющий вход первого элемента запрета подключен к второму входу первого алемеита И, выход которого подключен к входу счетчика отказов, второй вход первото элемента ИЛИ соединен с выходом четвертого элемента И, отличающееся тем, что, с целью расширения фушадаонапьных возможностей путем моделирования : систем массового обслуживания с резер(И вом, оно допопнвтельно содержит второй и третий реверсивные счетчики, второй и третий многовхоцовые элементы И,шест«Л и седьмой элементы И.второЯ эпемент ИЛИ, четвертый и пятый элементы запрета, первый и второй блоки сравневмя, дещифратор и два регистра, причем второго элемента И 00 00 соединен с информадионньтм входом четвертого элемента запрета и первым вхо дом пятого элемента И, второй вход которого и управляющий вход четвертого ОР элемента запрета подключены к Выходу пятого элемента запрета, информационный вход которого соединен с выходом триггера, a управлякшщй вход подключен к выходу второго многовходового элемента И и первым входам шестого и сещхморо элементов И, второй вход шестого элемента И соединен с выходом первого элемента запрета, a второй вход седьмого элемента И подключен к выходу первого многовходового элемента И, выход шестого элемента И подключен к

Изобретение относится к специализированным средствам электронного моделирования и может быть использова но при аппаратурном исследовании систе массового обслуживания (СМО). Известно устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее реверсивные счетчики, генераторы случайного потока импульссяв, де , блоки случайных временных задержек, элементы И, ИЛИ, ЗАПРЕТ t Это устройство предназначено для моделирования многоканальных СМО с учетом возможного выхода из строя каналов обслуживания и последующего их восстановления. Однако оно не позвспяет моделировать системьг массового обслуживания с очередью. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для .моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор случайных импульсов, счетчик заявок, счетчик отказов, реверсивный счетчик, многовходсжые элементы ИЛИ и И . первый-третий элементы запрета, первый пятый элементы И, элемент ИЛИ, два блока случайных временных задержек, причем кыход генератора случайных импульсов соединен с входом сзетчика заявок, nepBbJM входом первого элемента запрета и первьш входом первого элемента И, выход которого подключен к счетчику отказов, выход первого элемента запрета соейанен с первым входом второго элемента И, выход KOTqpcMro соединен с суммируюним входом реверсивного счетчика, вычитающий вход которого подключен к выходу третьего элемен« та И, а грушю выходов через многовходовый элемент И -к вторым входам первого элемента И и первого элемента запрета, выж}д третьего элемента запрета через первый элемеш ИЛИ соединен с входами блока случайной временной задержки, разрядные выходы реверсивного счетчика соединены с входакш мнсяовходового элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, первым входом четвертого элемента И, первым входом второго элемента запрета, второй.вход которого подключен к второму входу третьего и четвертого элементов И, выходу пятого элемента И и нулевому входу ,,второго триггера, единичный вход которого и первый вход пятого элемента объединены И подключены к выходам блоков случайной временной задержки, выход второго трш гера подключен к второму входу пятого элемеша И, выход четвертого элемента И соединен с другим входом элемента ИЛИ, выход третьего элемента запрета подклк чен к единичному входу первого триггера, нулевой вход которого соединен с выходом второго элемента запрета, а выход - с вторьп«1 входом эл мента И и управляюцщм входом третьего элемента запрета С 21 Недостатком известного устройства я ляется невозможность моделирования систем массового обслуживания населения. Целью изобретения является расшире ние функциональных возможностей устро ства путем моделирования системы масс вого обслуживания с резервом. Поставленная цель достигается тем, что устройство для моделирования систе массового обслуживания, содержащее триггер, генератор случайных импульсов три элемеига запрета, пять элементов И первый элемент ИЛИ, первый реверсивный счетчик, счетчик заявок, счетчик отказов, два блока случайной временной задержки, выход генератора случайных импульсов соединен с входом счетчика заявок, первым входом первого элемента И- и информационным входом первого элемента запрета, выход которого подключен в первому входу второго элемен та И и информационному входу второго элемента запрета, выход которого соеди нен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входсям первого блока слзгчайной временной задержки, выход которого подключен к информационному входу третьего элемен та запрета, и первым входом третьего и четвертого элементов И, вторые входы третьего и четвертого элементов И и управляющий вход третьего элемента запрета подключены к выходу многовхоцового элемента ИЛИ, входы которюго и вхоаы первого многовхоаового элемента И поаключены соответственно К разрядным выходам первого реверсивного счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходсж третьего элемента И, второй вход второго элемента И соединен с управляющим входом второго элемента запрета, управляющий вход первого элемента запрета подключен к второму входу первого элемента И, выход которого подключен к входу счетчика отказов, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом четвертого элемента И, дополнительно содержит второй и третий реверсивные счетчики, второй и третий многовходовые элементы И, щестой и седьмой .элементы И, второй элемент ИЛИ, четвертый и пятый элементы запрета, первый и второй блоки сравнения, дешифратор и два регистра, причем выход второго элемеета И соединен с информационным входом чвт1вертого элемента запрета н первым входом пятого элемента И, второй вход которого и управляющий вход четвертого элемента запрета подключены к выходу пятого элемента запрета, информационный вход которого соединен с выходом триггера, а управляюпшй вход подключен к выходу второго многовходового элемента И и первым входам шестого и седьмого элементов И, второй вход шестого элемента И соединен: с выходом первого элемента запрета, а второй вход седьмого элемента И подключен к выходу первого многовходового элемента И, выход шестого элементе И подключен к первому входувЧорого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента запрета, а выход - с суммируюшим входом первЬго реверсивного счетчика, разрядные выходы которого подключены соответственно к входам дешифратора, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первыми входами первого и второго блоков сравнения , вторые входы которых соединены соответственно с выходами первсяго и второго регистра, а выходы первого и второго блоков сравнения соединены соответственно с единичным и нулевым входами триггера, выход второго элемента запрета подключен к суммирукщему входу второго реверсивного счетчика, вычитающий вход которого подключен к выходу третьего элемента запрета, разрядные выходы второго реверсивного счетчика соединены соотвётс венно с входами третьего многовхоаового элемента И.выхоа которого поаключ куправлякяцему вхоцу второго элемен1вз9прета,выход пятого, элемента И под ключ ей к вычитающему вхоцу третьего реверсивнсиО, счетчика и входу второго блока случайной временной задержки, выход которого сое динен с суммируюшим входом третьего реверсивного счетчика, разрядные выходы которого подключены соответственно к входам второго многовходового элемента И. На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - схема блоков случайной временной задержки. Устройс тво содержит генератор 1 случайных импульсов, счетчик 2 общего чио ла заявок, счетчик 3 .отказов, второй 4, першый 5, третий 6 реверсивные счетчики, первый и второй блоки 7 в S- спучаввой временной , мвоговходоВЫ& влемент ИЛИ 9, первый 10, третий 11 н второй 12« многовходсфые элементм И, д ивфратор 13, первый в второй бпоки 14 и 15 сравнения. Первый регистр 16, второй регистр 17, триггер 18, пернвый и второй элементы ИЛИ 19 н 20, первый - пятый элементы заврета 21-25, а также первый - элементы И 26-32. Бшж случайной временной задержки содержит ( f -1) элементов ИЛИ-НЕ 33 ( Г7 -2) элементов ИЛИ 34,{п -1) элементов ж: 35, элемент ИЛИ 36 и случайную лййжю 40 задержки блока 37, Блок работает спедукяцим образом. В исходном состоянии триггеры 39 всех каналов находятся в еиииичнш состояшш. При этом триггеры обеспечивают наличие нулевых поте1щиалов на выхо дах элементов ИЛИ-НЕ 33 с нсв 1ерами, болызими или равными номеру триггера 39, Длп открытка каждого из элементов И 38 требуется единичный потенциал с . выхода соответспзуюздего элемента ИЛИ-НЕ. Следовательно. еслИ свободен ооин из каналов, предположим с номером то его триггер 39 находится в единичном состоянии и сигналом с его вы хода исключает возможность прохожде ния импульса, имитирующего поступление заявки на входь каналов с номерами большими Импульс, поступивший на вход через открытый элемент И 38 первого канала, проходит на нулевой вход триггера 39 и на вход случайной линии 40 задержка первого канала. До тех пор, пока этот импульс не появится на выходе случайно лшши 40 задержки триггер 39 первого канала будет находиться в нулевом состоянии и открытым окажется лишь элемент И 38 второго канала. При поступлении следукяцего импульса он поступает на вход случайной линии 40 задержки вторсяго канала и устанавливает в нулевое состояние соответствующий триггер и т, д. Импульс случайной линии 40 задержки, появишяийся на выходе через время, равное случайной длительности обслуживания, устанавливает соответствующий триггер 39 в единичное состояние и через элемент ИЛИ 36 поступает на выход блока случайной временной задержки. Устройство работает следующим образом. Когда в системе хотя бы один канал свободен, сигнал на выходе мкоговход(вого элемента И 11 отсутствует, и импульсы от генератора 1 поступают через открытые &пемеюы 21 и 22 запрета на суммирующий вход счетчика 4 числа занятых аанадсю и одновременно через элемент ИЛИ 19 в случайных времениых задержек, имитирующий процесс обслуживания. Поступление импульса на суммирующий вход счетчика 4 -числа занятых каналов увеличивает его код на единицу, что означает занятие одного канала. Импульс, появившийся на выходе блока случайной временной задержки через время, равное случайной длительности обслуживания, через открытый элемент 23 запрета поступает на вычитающий вход счетчика 4 числа занятых каналов и списывает из него единицу, имитируя тем самым освобождение одного канала. В момент времени, когда все каналы заняты, на выходе мйоговходового элемента И 11, связанного разрядами с реверсивным счетчиком 4 числа занятьпс .каналов, появляется сигнал, поступакндий на управляющий вход элемента запрета 22 и на вхоа элемента И 27. При этом элемент 22 запрета закрьшается, а элемент И 27 открывается, и импульсы от генератора 1, проходя через открытый элемент И 27, элемент 24 запрета и элемент И 27, поступают на суммирующий вход счет чижа 5 числа заявок, стоящих в очереди. Импульс, поступающий на суммируюгоий вход счетчика 5 числа заявок, стоящих в очереди, увеличивает его код на единицу, что означает постановку в очередь еще одной заявки. На выходе многовходового элемента ИЛИ 9 появляется сигнал, открываюишй элементы И 28 и 2Э и закрывающий элемент 23 запрета. Импульс с блока 7 случайной временной задеряб1Ш, появившись на выходе через время, равное случайной длительности обслуживания, через элемент И 28 поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 5 числа заявок, стоявшх в очередн, и ошсывае из него единицу , имитируя тем самым завершение обслу51швания одной заявки. Одновременно с этим ттупъс с выхода блока 7 случайных временных задержек через открытый элемент И 21 поступает на вход блока 7 случайных временных задержек, имитируя тем самым выбор из очереди заявки на обслуживание. В момент времени, когда число заявок в очереди дост1 гает числа, равного установленной верхней границе, содержимое регистра 16, сигнал с блока 14 сравнения, связанного через дешифратор 13 с реверсивным счетчиком 5 числа за веж, стоящих в очереди, и регистром 16 верхней границы, изменяют состояние триггера 18, имеющего в исходном состоянии на выходе низкий уровень. Сигнал с триггера 18 через открытый элемент 25 запрета поступает на элемент 24 запрета и на элемент И 30. При этом элемент 24 запрета закрывается, а элемент И ЗО открывается. Импупьсы от генератора 1 случайных импульсов через открытые элементы И 27 и 30 поступают на суммирующие в:)1оды реверсивного счетчика 6 числа занятых каналов резерва. Поступление импульсов на суммирующий вход счетчика 6 увеличивает его код на единицу, что означает занятие одного канала резервуара Одновременно импульсы от генератора 1 через открытые элементы И 27 и 30 поступают на блок 8 случайных временных задержек. Импульс с блока 8 случайных, временных задержек, появившийся на выходе через время, равное случайной длительности обсл уживания, посту пает на вычитающий вход счетчика 6 за нятых каналов резерва и списывает из него единицу, имитируя тем самым освобождение одного резервного канала. В лиомент времени, когда все каналы резерва заняты, на выходе многовходового элемента И 12, связанного с разт рядами реверсивного счетчика 6 числа заявок, находящихся в очереди, появляется сигнал, поступающий на элементы И 31 н 32 и на управляющий вход элемента 25 запрета. При этом элемет И 31 открывается, а элемент 25 запрета закрывается и импульсы от генератора 1, проходя через открытые элементы запрета 21, И 31 и ИЛИ 20, постуTiiUKn на суммирующий вход счетчика 5 числа заявок,стоящих в очереди,увел чивая его код на единицу, что означает по явление в очереди еще одной заявки. В момент Bp vfeHH, когда очередь переполняется, т.е. заняты все каналы резерва, на выходе многовходовых элёментов И1О и 12появляются сигналы, которые поступают на входы элемента И 32, элемента запрета 21 и элемента И 26. При этом элемент И 26 открывается, а элемент 21 запрета закрывается, и импульсы от генератора 1 проходят через элемент И 26, имитируя поток заявок, получивших отказ в обслуживании, число которых подсчитывается счетчиком 3 числа потерянных заявок.. Общее число постушгвшкх 3asmoK подсчитьшается счетчиком 2. . Статистические характеристики функционирования системы массбврго обслуживания, моделируемой устройством, вычисляются известными методами на основе показаний счетчика общего числа поступивших заявок и счетчика числа заявок, получивших отказ в обслуживании из-за отсутствия свободных мест в очереди. Таким образом, предлагаемое устройство в отличие от известных позволяет моделировать системы массового обслуживания с очередями и переключением резерва для, обслуживашш очереди в момент достижения ею заданной верхней границы. Отключение резерва при этом происходит при обнулении очереди.