Устройство для моделирования вероятностного графа Советский патент 1984 года по МПК G06G7/52 

1 Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при моделировании процессов технического обслуживания сложных систем.S Известно устройство для моделирования вероятностного графа, содержащее первый генератор случайных сигна лов, первый выход которого соединен с первым входом блока индикации, а второй - с первы ; входом ключа, второй вход которого подключен к выходу первого триггера, выход ключа соединен с входом счетчика, выход которог го соединен с входом элемента ИЛИ и ОД1ШМ из входов первого триггера, второй вход которого является входом устройства, генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу первого элемента И и через эле мент НЕ - к первому входу второго элемента И, выходы элементов И соеди вены соответственно с вторым и третьим входами блока индикахщи, а вторые входы элементов И подключены к выходу элемента ИЛИ. Устройство дает возможность моделировать процесс функционирования сложной системы, представленной в виде вероятностного ГАЛафа, а именно, процессов выполнения случайных объемов- работ, ассоциируемых с вершинами графа Ci Однако данное устройство- не позво ляет исследовать процесс функционирования сложной системы с учетом ееотказов и восстановлений. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для моделирования вероятностного графа, содержащее первый генератор случайных сигналов, выхоД которого соединен с информационным входом ключа, выход которого подключен к счетному входу счетчика, выход которого поключен к первому входу ffl pBoro элемента ИЛИ и к первому вхо элемента ЗАПРЕТ, выход которого .соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выход первого элемента И подключен к информационно му входу первого блока индикации, бдновибратор, выход которого соеди-нен с первым входом второго элемента ИЛИ, с установленными входами первого и второго блоков индикации. С установленным входом счетчика, с вторым входом первого элемента ИЛИ и с входом сброса генератора входных сигналов, выход которого подклю91.2 чен к единичному входу первого триггера, выход которого соединен с управляюащм входом ключа-, генератор импульсов, выход которого соединенвторым входом первого элемента И и через элемент НЕ с вторым входом второго элемента И, второй генератор случайных сигналов, выход которого подключен к нулевому, вход второго триггера, прямой выход котог рого соединен с вторым входом первого элемента ЗАПРЕТ, и третий генератор случайных сигналов, выход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с единичным входом второго триггера, выход первого элемента ИЛИ подключен к нулевому входу первого триггера, причем выход второго элемента И подключен к входу второго блока индикации а сигналы с первого генератора случайных сигналов выведены на индикацию С 2 . Известное устройство позволяет моделировать процесс функционирования сложной системы, представленной веро ятностным графом, с учетом ее отказов и восстановлений. Однако это устройство позволяет учесть отказы системы лишь для вероятности Р выполнения случайного объема работ, но не учитывает их для вероятности б невыполнения случайного объема работ при отказах системы, что приводит к нарушению условия P+Q- 1 и понижает теч.ность моделирования . Цель изобретения - повьшение точности моделирования. . Поставленная цель достигается тем что в устройство, содержащее первый генератор случайных сигналов, выход которого соединен с информационным входом ключа, выход которого подключен к рчетному входу счетчика, выход которого подключен к первому . входу первого элемента ИЛИ и к первому входу элемента запрет, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выход первого элемента И подключен к ин- , формационному входу цервого блока индикации, одновибратор, выход коорого соединен с первым входом втоого элемента ИЛИ, с установленными ходами первого и второго блоков ндикации, с установочным входом четчика, с вторым входом первого лемента ИЛИ и с входом сброса генератора входных сигналов, выход кото рого подключен к единичному входу первого триггера, выход которого со динен с управляющим входом ключа, генератор импульсов, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и через элемент НЕ с вто рым входом второго элемента И, второй генератор случайных сигналов, выход которого подключен к нулевому входу второго триггера, прямой выхо которого соединен с вторым входом первого элемента запрета, и третий генератор случайных сигналов, выход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с единичным входом второго триггера, выход первого элемен та ИЛИ подключен к нулевому входу первого триггера, введены третий эл мент ИЛИ и второй элемент ЗАПРЕТ, первый вход которого соединен с выходом счетчика, инверсный выход вто рого Триггера подключен к второму входу второго элемента ЗАПРЕТ, выхо которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к информационному входу второго блока индикации, второй вход третьего элемента ИЛИ соединен с выходом-второго элемента И На чертеже изображена.структурна схема устройства для моделирования вероятностного графа. Устройство содержит первый генер тор 1 случайных сигналов, ключ 2, счетчик 3, первый триггер 4, первый элемент ИЛИ 5, первый элемент 6 запрета, второй Триггер 7, второй и третий генераторы 8 и 9 случайных , генератор 10 импульсов с регулируемой частотой и скважностью элемента НЕ 11, первый и второй элементы И 12 и 13, первый и второй блоки 14 и 15 индикации, одновибратор 16, второй элемент ИЛИ 17, гене ратор 18 входных сигналов, второй элемент 19 запрета и третий элемент ШШ 20. Устройство работает следующим образом. Сигналом одновибратора 6 устана ливается устройство в исходное состояние по цепям сброса триггеров 4 и 7 через элементы ИЛИ 5- и 17 соответственно, счетчика 3, блоков 14 и 15 индикации, и одновременно возбуждается генератор 18. Генератор 18, выполненный, например, в виде генератора пачки импульсов, определяется объем выборки N , задаваемой, например, соотношением N 10, где N - число импульсов в пачке; п - число десятичных разрядов счетчиков, как первого, так и второго блоков индикации, а эти счетчики через дешифра торы соединены с цифровьЬ ш индикаторами, запятая на которых устанавливается на п десятичных разрядов влево, начиная с мпадшего разряда. Первым блоком 14 индикации фиксируется за выборку N вероятность Р вы полнения случайного объема работ, а вторым блоком 15 индикации - вероятность R 1 - Р. С приходом каждого импульса от генератора 18 триггер 4 по второму входу устанавливается в единичное состояние. Ключ 2 открывается и импульсы от генератора 1 поступают на вход счетчика 3. Через случайный интервал времени tj после отсчета числа импульсов, соответствующего дуге взвешенного графа, счетчик 3 переполняется и выдает импульс, который через элемент ИЛИ 5 перебрасывает триггер в нулевое состояние, закрывая ключ 2, и одновременно поступает на первые входы элементов 6 и 19 запрета соответственно. При единичном сигнале на прямом выходе триг-гера 7, соответствукяцем исправному с состоянию представленной графом системы, импульс с выхода элемента 6 запрета поступает на вторые входы элементов И 12 и 13. На первый вход элемента И 12 поступают импульсы от генератора 10 непосредственно, а на первый вход элемента И 13 - через элемент НЕ 11. Изменением частоты FJ:-и скважности 0.; . J и период, Ти - длительность импульса ) импульсов генератора 10 устанавливается соответственно вероятность Р ив при абсолютной надежности представленной графом системы, т.е. P-6ep{r 7j , .r. Тогда вероятность Р определяется количеством импульсов Т.- /прошедших через элемент 12 на 14 индикаци за выборку. N , т.е. N -j; Г р, s tr r; |o,npHTj t а верЬятность |Э : С p. N й ,яpиirJ 1г Тогда при абсолютной надежности сист мл:/4- /, i ,4 Г. t V iVJj.i к - т j т.е. на блоки 14 и 15 индикации пройдут Bce.N импульсов Т| от счетчика 3 через элемент 6 запрета и элементы,И 12 и 13, так как эти импульсы совпадут ИЛИ с импульсом Т, с выхода генератора 10 или с импульсом выхода элемента НЕ. Процесс отказов и восстановлений моделируется сменой состояний тригге ра 7. При поступлении на -первый вход триггера 7 импульса от генератора 8 моделирующего отказы в процессе выполнения случайного объема работ, триггер 7 устанавливается в состояние, соответствующее нулевому сигнал на его прямом вьЬгоде и единичному сигналу на инверсном выходе. ,Щ оцесс 1 1 устранения отказа моделируется генератором 9, с выхода которого появляется сигнал через времена 1й интервал , времени устранения отказа. В течение времени импульсы с выхода счетчика 3 не проходят через элемент 6 запрета на счетчик 14 и тем саьклм, вероятность Р уменьшается на величину ЬР дР е«р№г.о}ЧЬ численное значение которой равно N л/ . /V « 1 дрхгг2 - -1Г-- NVl -и Ри Ч,.л.1 - i:: j 310 при г|+,, Введение второго элемента 19 запрета и третьего элемента ИЛИ 20 позволяет за временные интервалы увеличить вероятность (J на величину уменьшения вероятности Р, так как при отказе импульсы Т.- с выхода счетчика 3 поступают через второй элемент 19 запрета и третий элемент ИЛИ 20 на счетчик 15 вероятности в . Тогда с учетом отказов р+а(р-др) + (). . Таким, образом, введение второго элемента запрета и третьего элемента ИЛИ позволяет уто чнйть вероятнос ть невыполнения случайного объема при отказах тем самым повысить точность моделирования.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЖРОВАНИЯ ВЕРОЯТНОСТНОГО ГРАФА, содержащее первый генератор случайных сигналрв, выход которого соединен с информационным входом ключа, выходкоторого подключен к счетному входу счетчика, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ и к первому входу элемента запрета, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выход первого элемента И подключен к информационно входу первого блока индикации, одновибратор, выход которого соединен с первым.входом второго элемента ИЛИ, с у(тановленными входами первого и второго блоков индикации, с установленным входом счетчика, с вторым входом первого элемента ИЛИ и с входом сброса генератора входных сигналов, выход которого подключен к единичному входу первого триггера, выход которого соединен с управляющим входом ключа, генератор импульсов, выход которого ; соединен с вторым входом.первого элементй И и через элемент НЕ с вто рым входом второго элемента И, второй генератор случайных сигналов, вы ход KOTdporo подключен к нулевому входу второго триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом первого элемента ЗАПРЕТ, и третий генератор случайных сигналов, выход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с единичным входом второго триггера, выход первого элемента ИЛИ подключен к нулевому входу первого триггера, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования, в него введены третий элемент ИЛИ и второй элемент ЗАПРЕТ, первый вход которого соединен с выCD СО ходом счетчика, инверсный выход вто, рого триггера подключен к второму входу второго элемента ЗАПРЕТ, выход которого соединен с первым входом третьегр элемента ИЛИ, выход которог го подключен к информационному входу второго блока индикации, второй вход третьегр элемента ИЛИ соединен с выходом второго элемента И.