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

ным входам второго, третьего и четвертого элементов И и к первому входу десятого элемента И, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу счетчика несостоящихся работ, выход генератора случайнь1х интервалов времени восстановления соединен через четвертую дифференцирующую цепочку с инверсным входом первого элемента ИЛИ, выход третьего генератора случайных последовательностей 1мпульсов соединен с вторым входом восьмого элемента И,, выход которого подключен к третьим входам

второго и третьего элементов ИЛИ, выход четвертого генератора случайных последовательностейимпульсов соединен с вторым входом девятого элемента И, выход первого генератора случайных последовательностей импульсов через элемент задержки подключен к входу генератора заявок, вькод которого соединен с вторым входом десятого элемента И, с входом счетчика общего количества заявок,- с вторыми входами первого, пятого и шестого элементов И, выход которого подключен к четвертому входу третьего элемента ИЛИ.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ, содержащее первый генератор случайных последовательностей импульсов, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, элемент задержки, второй и третий элементы ИЛИ, первый, второй и третий элементы И, первый и второй счетчики, второй генератор случайных последовательностей импульсов, выход первого элемента И соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, отличающеес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет воспроизведения режимов ожидания, подготовки, работы и восстановления, в него введены первая, вторая, третья и четвертая дифференцирующие цепочки, генератор заявок, третий и четвертый генераторы случайных последовательностей импульсов, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый элементы И, генератор случайных интервалов времени подготовки, генератор случайных интервалов времени работы, генератор случайных интервалов времени восстановления, счетчик несостоявшихся работ, счетчик общего коли- , чества заявок и триггер, выход которого соединен с уходом первой дифференцирующей цепочки, выход которой подключен к первому инверсному входу второго элемента И, выход которого соединен с входом запуска генератора случайных интервалов времени подготовки, выход которого подключен к первым входам первого и восьмого элементов И и к входу второй дифффенцирующей цепочки, выход которой соединен с первым ийверсным входом третьего элемента И, выход которого подключен к входу запуска генератора случайных интервалов времени работы, выход которого через третью дифференциальную цепочку соединен с первым инверсным -входом четвертого элемента И и с первыми входами шестого и девятого элементов И, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ н к входу второго счетчика, выход четвертого элемента И соединен с входом первого счетчика и с вторым D X) входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к единичному входу О триггера, выход которого соединен с :л эо первым входом пятого элемента И, вы. ход которого подключен к нулевому IN. входу триггера, выход которого соединен с первым входом седьмого элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго генератора случайных последовательностей импульсов, выход седьмого элемента И соединен с вторым входом второго элемента ШШ, выход которого через генератор случайных интервалов времени восстановления подключен к входам останова генераторов случайных интервалов времени подготовки и работы, к вторым инверс

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при исследовании систем массо вого обслуживания (СМО). Известно устройство для моделирования систем массового обслуживания содержащее управляемый генератор слу чайного потока импульсов, выход кото рого соединен с входом счетчика числа отказов и с первыми входами первого элемента ЗАПРЕТ и первого элемента И, выход которого подключен к входу счетчика неполностью обслуженных заявок и к первьм входам счет чика неисправных каналов и первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ЗАПРЕТ, первый блок генератора случайных интервалов времени, вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, а выход соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу второго элемента ЗАПРЕТ, выходы счетчика неисправных каналов соединены с входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к первым входам второго элемента ЗАПРЕТ и второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом счетчика неирправных каналов, счетчик числа занятых каналов, вычитаниций вход которого соединен с выходом второго ;шемента ИЛИ, первая группа выходов счетчика числа занятых каналов через последовательно соединенные дешифратор и ключ подключена к входу управляемого генератора случайных последовательностей импульсов, вторая группа выходов счетчика числа занятых каналов Соединена с входами третьего элемента И, выход которого подключен к вторым входам первого элемента ЗАПРЕТ и первого элемента И, четвертый и пятый элементы ИЛИ, блок элементов И, блок элементов ЗАПРЕТ,блок случайных ЕГременных задержек, счетчик необслуженных заявок, счетчик общего числа заявок и второй блок генераторов случайных временных интервалов, группа выходов которого под- . ключена соответственно к группам входов счетчика общего числа заявок, блока элементов ЗАПРЕТ и блока элементов И, выходы которого соединены с входами счетчика необслуженных заявок, выход третьего элемента И подключен к входам блока элементов И и блока элементов ЗАПРЕТ, выходы которого соединены с входами четвертого элемента ИЛИ и блока случайных временных задержек, выходы которого подключены к входам пятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ЗАПРЕТ, вькод четвертого элемента ИЛИ подключен к суммирукицему входу счетчика числа занятых каналов t13 Недостатком данного устройства является невозможность моделирования таких режимов функционирования СМО, как режим ожидания и режим подготовки СМО к обслуживанию заявок. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее первый генератор случайного потока импульсов, выход которого соединен с .входом первого счетчика и с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента запрета, выход которого соединен с суммирующим входом перво го реверсивного счетчика и с входом многоканального блока случайных временных задержек, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вычитающим входом первого реверсивного счетчика, выход которого через пороговый элемент соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу второго генератора случайного потока импульсов и объединен с первьм 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 запрета и первым входом второго элемента И, второй вход которого объединен с входом первого счетчика, первый и второй выходы блока синхронизации соединены cг ;;--тственно с управляющими входами упг:1 элементов И и. сумматора, входы которого соединены с выходами группы элементов И соотве ственно, входы которых подключены к разрядным входам второго реверсивного счетчика и через четвертый элемент ИЛИ соединены с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу переключателя, второй выход которого соединен с входом второго счетчика, выход третьего элемента И через элемент задержки соединен с вторым входом первого элемента И и непосред ственно с вычитающим входом второго реверсивного счетчика, суммирующий вход которого соединен с выxoдo P пятого элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходом второго элемента И и с третьим выходом переключателя соответственно, входы которого сое824динены соответственно с выходом генератора импульсов и с выходом шестого элемента ИЛИ, входы которого соединены соответственно с первым входом второго элемента ШВД и через формирователь серии импульсов с входогм генератора импульсов С21. Данное устройство позволяет моделировать.СМО с учетом возможности возникновения отказов и устранения этих отказов. Однако это устройство не предусматривает других возможных режимов функционирования СМО, характерных для многих реальных систем, а именно режимов ожидания и подготовки. .Большой класс реальных систем имеет следующий цикл функционирования: система находится в режиме ожидания, с приходом заявки система переводится в режим подготовки, по окончании которого система переходит в режим работы. После того, как заявка обслужена, система вновь переходит в режим ожидания. В каждом из этих режимов в системе возможно наступление отказа. При этом система переводится в режим восстановления, по окончании которого система переходит в режим ожидания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет воспроизведения режимов ожидания, подготовки, работы и восстановления. Указанная цель достигается тем, что в устройство для моделирования системы массового обслуживания, содержащее первый генератор случайных последовательностей импульсов, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, элемент задержки, второй и третий элементы ИЛИ, первый, второй и третий элементы И, первый и второй счетчики, второй генератор случайных посдедовательност.ей импульсов, выход перво-, го элемента И соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, введены первая, вторая, третья и четвертая дифференцируюпще цепочки, генератор заявок, третий и четвертьй генераторы случайных последовательностей импульсов, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый элементы И, генератор случайных интервалов времени подготовки, генератор случайных интервалов времени работы, генератор случайных интервалов времени восстановления, счетчик несостоявшихся работ, счетчик общего количества заявок и триггер, выход которого соединен с вкодом первой дифференцирующей цепочки, выход которой подключен к первому инверсному входу второго элемента И, выход которого соединен со входе запуска генератора случайных интервалов времени подготовки, выход которого подключен к первым входам первого и восьмого элементов И и к входу второй дифференцирующей цепочки, выход которой соединен с первым инверсным входом третьего элемента И, выход, которого подключен ко входу запуска генератора случайных интервалов времени работы, выход которого через третью дифференцирующую цепочку соединен с первым инверсным входом четвертого элемента И и с первыми входами шестого и девятого элементов И, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ и входу второго счетчика, выход четвертого элемента И соединен с входом первого Счетчика и с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к единичному входу триггера, выход которого соединен с первым входом пятого элемента И, выход которого подключен к нулевому входу триггера, выход ко торого соединен с первым входом седьмого элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго генератора случайных последовательностей импульсов, выход седьмого элемента И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого через генератор случайных интервалов времени восстановления подключен к входам останова генераторов случай- ных интервалов времени подготовки и работы, к вторым инверсньм входам второго, третьего и четвертого элементов И и к первому входу десято о элемента Иу выход которого соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу счетчика несостоявшихся работ, выход генератора случайных интервалов времени восстановления соединен через четвертую дифференцирующую цепочку с инверсным входом первого эле мента ИЛИ выход третьего генератора случайных последовательностей импуль сов соединен с вторым входом восьмого элемента И, вькод которого подклю чан к третьим входам второго и третьего элемента ИЛИ, вькод четвертого генератора случайных последовательностей импульсов соединен с вторым входом девятого элемента И, выход первого генератора случайных последовательностей импульсов через элемент задержки подключен к входу генератора заявок, выход которого соединен с вторым входом десятого элемента И, с входом счетчика общего количеству заявок, с вторыми входами первого, пятого и шестого элементов И, выход которого подключен к четвертому входу третьего элемента ИЛИ. На чертеже изображена схема устройства для моделирования систем массового обслуживания, Устройство содержит первый гене ратор 1 случайных последовательностей импульсов, элемент 2 задержки, генератор 3 заявок, второй, третий и четвертый генераторы случайных последовательностей имйульсов соответственно 4., 5 и 6, первый элемент ИЛИ 7 с двумя прямыми и одним инверсным входами, триггер 8, первую дифференцирующую цепочку 9, второй элемент И 10 с двумя инверсными входами, генератор 11 случайных интервалов времени подготовки, вторую дифференцирующую цепочку 12, третий элемент И 13 с двумя инверсными входами, генератор 14 случайных интервалов времени работы, третью дифференцирующую цепочку 15, четвертый элемент И 16 с двумя инверсными входами, пец;;;: вьй счетчик 17- (состоявшихся работ), пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый элементы И 18 - 24, второй элемент ИЛИ 25, генератор 26 елучайньк интервалов времени восста-. новления, четвертую дифференцирую- . щую цепочку 27, второй счетчик 28 (количества срывов работ), третий элемент ИЛИ 29, счетчик 30 несостоявшихся работ и счетчик 31 общего количества заявок. Устройство моделирует работу СМО, имеющей четыре -режима функционирования: восстановление, ожидание, подготовка и работа (обслуживание заявки) . В каждом из трех последних ре- жимов.могут возникать отказы. При возникновении отказа сразу начинается восстановление. При этом вновь поступившие заявки, пришедшие в период восстановления, теряются, а отказы, наступившие в режимах подготовки и работы, приводят к срыву обслуживания заявки. Импульс с выхода генератора 1 через элемент ИЛИ 7 поступает на единичный вход триггера 8, на выходе триггера 8 начинает формироваться временной интервал, соответствующи режиму ожидания. Этот же импульс, пройдя элемент задержки 2, запускает генератор 3 заявок. Импульс с выхода генератора 3 заявок через элемент И 18 поступает на нулевой вход триггера 8, при этом напряжение на выходе триггера 8 исчезает. Перепад напряжения на выходе генератора В вызывает появление отрицательного импульса на выходе дифференцирующей цепочки 9, которьй поступает на инверсный вход элемента И 10, и, пройдя на единичный вход генератора 11 случайных интервалов времени, запускает его. На выходе генератора 11 начинает формироваться случайный интервал времени,, соответствующий режиму подготовки. По окончании этого интервала времени на выходе дифферен цирующей цепочки 12 появляется отрицательный импульс, который, пройдя через элемент И 13, запускает генератор 14 случайных интервалов времени работы. Случайный интервал времени на выходе генератора 14 соответст вует режиму работы. По окончании этого интервала времени на выходе дифференцирующей цепочки 15 появляет ся отрицательный импульс, который, пройдя через элемент И 16 и элемент ИЛИ 7, поступает на единичный вход триггера 8, вновь переводя систему в режим ожидания. Этот же импульс по ступает на счетчик 17 состоявшихся работ. Если заявка поступает в момент времени, когда система находится в режиме подготовки, то она через элет мент И 19 и элемент ИЛИ 29 проходит на счетчик 30 несостоявшихся работ. В режиме работы заявка проходит на счетчик 30 через элемент И 20 и элемент ИЛИ 29. В любом из режимов (ожидания, под готовки и работы) возможно возникновение отказа. Появлению отказа соответствует поя1зление импульса на выходе генераторов 4, 5 и 6 случайных 828 последовательностей импульсов соответственно для режимов ожидания, подготовки и работы. В режиме ожидания импульс с выхода генератора 4 через элемент И 21 и элемент ИЛИ 25 запускает генератор 26 случайных интервалов времени восстановоения, на выходе которого формируется случайный времени, соответствующий режиму восстановления . . В режиме подготовки импульс с вы хода генератора 5 запускает генератор 26 через элемент И 22 и элемент ИЛИ 25 и одновременно через элемент ИЛИ 29 поступает на счетчик 30. В режиме работы импульс с выхода генератора 6 через элемент И 23 и элемент ИЛИ 25 запускает генератор 26 и одновременно поступает на счетчик 28 количества срывов работ. ,. По окончании интервала времени восстановления перепад напряжения на выходе генератора 28 вызовет появление на выходе дифференцирукнцей цепочки 27 отрицательного импульса, который через элемент ИЛИ 7 поступает на единичньш вход триггера 8, переводя систему в режим ожидания. Заявка, поступившая во время восстановления системы через элемент И 24 и элемент ИЛИ 29, поступит на счетчик 30 несостоявшихся работ. Для исключения возможности нахождения системы одновременно в двух состояниях напряжение с выхода генератора 26 подается на нулевые входы генераторов 11 и 14, а также на инверсные входы элементов И 10, 13 и 16. Счетчик 31 подсчитывает общее количество поступивших в систему заявок. Сравнивая показания счетчиков, можно оценить вероятности вьшолнения работ, несостоявшихся рабо- и срывов работ за определенньй промежуток времени . Предлагаемое устройство по сравнению с известным расширяет функциональные возможности моделируемой системы массового обслуживания и позволяет моделировать широкий класс реально существзлощих систем с учетом режимов функционирования.