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

триггер, первый и второй элементы и первый и второй генераторы импул сов, выходы которых подключены к счетному входу триггера, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И, при чем выход генератора заявок соединен с первым входом второго элемен ИЛИ, выход которого подключен ко второму входу первого элемента И и информационному входу первого элемента запрета,выход которого со динен с первым входом третьего эле мента ИЛИ, выход которого через первый блок случайных временных за держек подключен к вторым входам п вого и второго элементов И первого вероятностно-распределительного блока, выходы первого и второго элементов И которого соединены соо ветственно со входами первого элемента ИЛИ, а выход второго элемент И первого вероятностно-распределительного блока подключен также к первому входу четвертого элемента и информационному входу четвертого элемента запрета, выход которого соединен с суммирующим входом второго реверсивного счетчика числа занятых каналов и с первым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого через второй блок случайных временньЬс задержек подключен к вто рым входам первого и второго элеме тов И второго вероятностно-распределительного блока, выход первого элемента И и выход второго элемента И которого соединены соответственно с первым и вторым входами пя того элемента ИЛИ, а выход второг элемента И второго вероятностнораспределительного блока соединен 9 ;гакже с вторым входом второго элемента И, выход пятого элемента ИЛИ соединен с первым входом пятого элемента И и информационным входом пятого элемента запрета, выходы которых подключены соответственно к вычитающим входам второго реверсивного счетчика числа заявок в очереди и второго реверсивного счетчика числа занятых каналов, разрядные выходы которых подключены к входам третьего многовходового элемента И, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И и управляющим входом четвертого элемента запрета, выход второго многовходового элемента ИЛИ - с вторым входом пятого элемента И и управляющим входом пятого элемента запрета, выход четвертого элемента И подключен к первому входу шестого элемента И и информационному входу шестого элемента запрета, выходы которых соединены соответственно со входом второго счетчика числа заявок, получивших отказ в обслуживании, и суммирующим входом второго реверсивного счетчика числа заявок в очереди, первая и вторая группы разрядных выходов которого соединены соответственно со входами второго многовходового элемента ИЛИ и входами четвертого многовходового элемента И, выход которого подключен к второму входу шестого элемента И и управляющему входу шестого элемента запрета, выходы второго и пятого элементов И соединены со вторыми входами третьего и четвертого элементов ИЛИ соответственно, а выход третьего элемента запрета - с суммирующим входом первого реверсивного счетчика числа заявок в очереди.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ, содержащее генератор заявок, счетчик общего числа заявок, первый счетчик числа заявок, получивших отказ в обслуживании, три элемента И, три элемента запрета, первый и второй многовходовые элементы ИЛИ, первый блок случайных временных задержек, выход генератора заявок подключен к входу счетчика общего числа заявок, выход первого элемента запрета соединен с суммирующим входом первого реверсивного счетчика числа занятых каналов, выходы которого соединены соответственно со входами первого многовходового элемента И, выход которого подключен к. первому входу первого элемента И и управляющему входу первого элемента запрета, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом второго элемента И и информационным входом второго элемента запрета, выходы которых подключены к вычитающим входам первого реверсивного счетчика числа заявок в очереди и первого реверсивного счетчика числа занятых ,:-)4ws. к,. каналов соответственно, выход первого элемента И соединен с первым входом третьего элемента И и информационным входом тр.етьего элемента запрета, управляющий вход которого и второй вход третьего элемента И объединены и подключены к выходу второго многовходового элемента И, входы которого подключены соответственно к первой группе выходов первого реверсивного счетчика числа заявок в очереди, вторая группа выходов которого соединена с входами первого многовходового элемента ИЛИ, выход которого соединен со вторым входом второго элемента И и управляклцим входом второго элемента запрета, а выход третьего элемента И подключен к входу первого счетчика .заявок, получивпгах отказ в обслуживании, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем моделирования сети массового обслуживания, состоящей из двух систем массового обслуживания, оно допол00 нительно содержит второй реверсив ньгй счетчик числа занятых каналов, СП второй реверсивный счетчик числа со заявок в очереди, третий и четвертый многовходовые элементы И,второй многовходовый элемент ИЛИ, второй, третий, четвертый, пятый элементы ИЛИ, второй блок случайных временных задержек, второй счетчик числа заявок, получивших отказ в обслуживании, четвертый, пятый, шестой элементы И, четвертый, пятый, шестой элементы запрета и первый и второй вероятностно-распределительные блоки, каждый из которых содержит

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при исследовании систем массового обслуживания (СМО), а также при исследовании сетей массового обслуживания, состоящих из нескольких СМО.

Известно устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее реверсивные счетчики, генераторы случайного потока импульсов, дешифратор, блоки случай ных временных задержек, элементы И, ИЛИ, ЗАПРЕТ tl.

3

Это известное устройство позволяЬт моделировать системы массового обслуживания с очередями. Причем заявка, обслуживание которой прерывается выходом канала из строя, передаётся любому другому свободному каналу. Если свободных каналов нет,

то моделируется очередь заявок, ожидающих обслуживания.

Наиболее близким к изобретению является устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее управляемый генератор случайного потока импульсов, счетчи общего числа заявок, счётчик числа заявок, получивших отказ в обслуживании, первый - третий элементы И, первый - третий элементы запрета, первый и второй многовходовые элементы И, многовходовый элемент ИЛИ, первый и второй реверсивные счетчики, элемент ИЛИ и блок случайных временных задержек. При этом выход управляемого генератора случайного потока импульсов подключен ко входу счетчика общего числа заявок,к первым входам первого элемента И и первого элемента запрета, выход которого соединен с суммирующим входом первого реверсивного счетчика, причем вычитающий вход первого реверсивного счетчика подключен через второй элемент запрета к выходу первого элемента ИЛИ и первому входу второго элемента И, Группа выходов первого реверсивного счетчика через первый многовходовой элемент И подключена ко вторым входам первого элемента И и первого элемента ЗАПРЕТ,При этом первый счетчик числа заявок, получивших отказ в обслуживании, подключен к выходу третьего элемента И, первый вход которого соединен с первым входом третьего элемента запрета и к выходу первого элемента И, а второй вхо подключен ко второму входу третьего элемента запрета и через второй многовходовой элемент И - к первой группе выходов второго реверсивного счетчика, вычитающий вход которого подключен к выходу второго элемента И, а вторая группа выходов через пе вый мйоговходовой элемент ИЛИ - ко вторым входам второго элемента И и второго элемента ЗАПРЕТ 2),

Однако эти устройства не позволяют моделировать сеть систем массового обслуживания, Под сетью сис8 594

тем массового обслуживания понимается в общем случае совокупность нескольких систем массового обслуживания, в которой заявки могут поступать на вход любого канала, т,е, отдельной системы массового обслуживания. После завершения обслуживания заявки в каком-то канале она либо с некоторой вероятностью поки1д дает сеть систем массового обслуживания, либо с дополнительной вероятностью поступает на вход какоголибо другого канала.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем моделирования сети массового обспуживания, состоящей из двух систем массового обслуживания с очередями.

Эта цель достигается тем, что в устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор заявок, счетчик общего числа заявок, первый счетчик числа заявок, получивших отказ в обслуживании, три элемента И, три элемента запрета, первый и второй многовходовые элементы ШШ, первый блок случайных временных задержек, выход генератора заявок подключен к входу счетчика общего числа заявок, выход первого элемента запрета соединен с суммирующим входом первого реверсивного счетчика числа занятых каналов, выходы которого соединены соответственно со входами первого многовходового элемента И, выход которого подключен к первому входу первого элемента И и управляющему входу первого элемента запрета, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом второго элемента И и информационным входом второго элемента запрета, выходы которых подключены к вычитающим входам первого реверсивного счетчика числа заявок в очереди и первого реверсивного счетчика числа занятых каналов соответственно, выход первого элемента И соединен с первым входом третьего элемента И и информационным входом третьего элемента запрета, управляющий вход которого и второй вход третьего элемента И объединены и подключены к выходу второго многовходового элемента И, входы которого подключены соответственно к первой группе выходов первого реверсивного счетчика числа заявок в очереди, вторая группа выходов которого соединена с входами первого многовходового элемента ИЛИ, выход которого соединен со вторым входом второго элемента И и управляющим входом второго элемен та запрета, а выход третьего элемен та И подключен к входу первого счетчика заявок, получивших отказ в обслуживании, введены второй реверсивный счетчикчисла занятых канало второй реверсивный счетчик числа за явок в очереди, третий и четвертый многовходовые элементы И, второй многовходовый элемент ИЛИ, второй, третий, четвертый, пятый элементы ИЛИ, второй блок случайных временных задержек, второй счетчик числа заявок, получивших отказ в обслуживании, четвертый, пятый, шестой элементы И, четвертый, пятый, шесто элементы запрета и первьй и второй вероятностно-распределительные блоки, каждый из которых содержит триггер, первый и второй элементы И и первый и второй генераторы импуль сов, выходы которых подключены к cчeтнo fy входу триггера, первый и второй выходы которого соединены со ответственно с первыми входами первого и второго элементов И, причем вькод генератора заявок соединен с первым входом второго элемента ШШ выход которого подключен ко второму входу первого элемента И и информационному входу первого элемента запрета, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ выход которого через первый блок случайных временных задержек подключен к вторым входам первого и вт рого элементов И первого вероятностно-распределительного блока, выходы первого и второго элементов И которого соединены соответственно со входами первого элемента ИЛИ, а выход второго элемента И первого вероятностно-распределительного бло ка подключен также к первому входу четвертого элемента И и информационному входу четвертого элемента запрета, выход которого соединен с суммирующим входом второго реверсив ного счетчика числа занятых каналов и с первым входом четвертого элемен та ИЛИ, выход которого через второй блок случайных временных задержек подключен к вторым входам первого и второго элементов И второго вероятностно-распределительного блока, вы ход первого элемента И и выход второго элемента И которого соединены соответственно с первым и вторым входами пятого элемента ИЛИ, а выход второго элемента И второго вероятностно-распределительного блока соединен также с вторым входом второго элемента И, выход пятого элемента ИЛИ соединен с первым входом пятого элемента И и информационным входом пятого элемента запрета, выходы которых подключены соответственно к вычитающим входам второго реверсивного счетчика числа заявок в очереди и второго реверсивного счетчика числа занятых каналов, разрядные выходы которого подключены к входам третьего многовходового элемента И, выход которого соединен с вторым входомчетвертого элемента И и управляющим входом четвертого элемента запрета, выход второго многовходового, элемента ИЛИ - с вторым входом пятого элемента И и управляющим входом пятого элемента запрета, выход четвертого элемента И подключен к первому входу шестого элемента И и информационному входу шестого элемента запрета, выходы которых соединены соответственно со входом второго счетчика числа заявок, получивших отказ в обслуживании, и суммир тощим входом второго реверсивного счетчика числа заявок в очереди, первая и вторые группы разрядных выходов которого соединены соответственно со входами второго многовходового элемента ШШ и входами четвертого многовходового элемента И, выход которого подключен к второму входу шестого элемента И и управляющему входу шестого элемента запрета, выходы второго и пятого элементов И соединены со вторыми входами третьего и четвертого элементов ИЛИ соответственно, а выход третьего элемента запрета - с суммирующим входом первого реверсивного счетчика числа заявок в очереди. На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 схема вероятностно-распределительного блока. Устройство для моделирования сети массового обслуживания содержит генератор 1 заявок, счетчик 2 общего числа заявок, первый и второй счетчики 3 и 4 числа заявок, получивших отказ в обслуживании, элемен7110ты И с первого по шестой 5-10, элементы запрета с первого по шестой 11-16, элементы ИЛИ с первого по пятый 17-21, первый и второй блоки 22 и 23 случайных временных задержек, вероятностно-распределительные блоки 24 и 25, первый реверсивный счетчик 26 числа занятых каналов, первый реверсивный счетчик 27 числа заявок в очереди, второй реверсивный счетчик 28 числа занятых каналов, второй реверсивный счетчик 29 числа заявок в очереди, многовходовые элементы И 30-33, многовходовые элементы ИЛИ 34, 35, Каждьш вероятностно-распределительный блок 24, 25 содержит первый и второй генераторы импульсов 36 и 37, триггер 38 со счетным входом и первый и второй элементы И 39 и 40. Вероятностно-распределительный блок работает следующим образом. Предположим, что импульсы от обоих генераторов следуют с частотой, равной 1/Х, где X - длина интервала между смежными импульсами .для каждого генератора. Пусть импульсы от генератора 37 приходят после соответствующих импульсов генератора 36 со сдвигом У. Тогда можно утверждать что триггер 38 на Любом промежутке времени длиной X в течение времени У находится в единичном состоянии, в течение времени (Х-У) - в нулевом С учетом того, что импульсы поступают на вход блока в случайные моменты времени, можно утверждать, что поступивший на вход блока импул с вероятностью Р окажется на первом выходе устройства,а с дополниХ-Утельной вероятностью 1-Р --- окажется на втором выходе. Устройство работает следующим об разом. Когда в сети свободен хотя бы один канал, как в первом и во втором, сигналы на выходах многовходовых элементов И 30 и 32 отсутствуют и импульсы от генератора 1 заявок через открытый элемент запрета 11 поступают на суммирующий вход счетчика 26 числа занятых каналов первого узла и одновременно через элемент ИЛИ 19 - в блок 22 случайных временных задержек. Поступление импульса на суммирующий вход реверсивного счетчика 26 числа занятых каналов первого уз.па увеличивает его код на единицу, что означает занятие одного канала. Импульс с блока 22 случайных временных задержек, появившийся на выходе через время, равное случайной длительности обслуживания, поступает на вход вероятностно-распределительного блока 24, который с вероятностью Р генерирует импульс по своему первому выходу и с вероятность (1-Р) - по. второму. Импульс, появившийся с вероятностью Р на первом выходе вероятностно-распределительного блока 24, поступает через элемент ИЖ 17 и открытый элемент запрета 12 на вычитающий вход реверсивного счетчика 26 числа занятых каналов первого узла и списывает из него единицу, имитируя тем самым освобождение одного канала. С вероятностью 1-Р импульс генерируется на втором выходе вероятностно-распределительного блока 24 и поступает через элемент ИЛИ 17 и элемент запрета 12 на вычитающий вход реверсивного счетчика 26 числа занятых каналов первого узла, списывая из него единицу и через открытый элемент запрета. 14 - на суммирующий °Я реверсивного счетчика 28 числа занятых каналов второго узла и через элемент ИЛИ 20 - на вход блока 23 случайных временных задержек, имитирующего процесс обслуживания. Импульс с блока 23 случайных временных задержек, задержанный на время, равное случайной длительности обслуживания, поступает на вход вероятностно-распределительного блока 25, которые с вероятностью Р., генерирует импульс по первому выходу и с ве- роятностью (1-Р,) - по второму выходу. Импульс по первому выходу списывает единицу из счетчика 28 числа занятых каналов второго узла, а импульс по второму выходу, кроме этого, поступает через элемент ИЛИ 18 вновь на обслуживание в первый узел. В момент времени, когда все каналы второго узла заняты, на выходе многовходового элемента И 32, связанного с разрядами счетчика 28 числа занятых каналов второго узла, появляется сигнал, который закрывает элемент запрета 14, открывает элемент И 8, и импульсы со второго выхода вероятностно-распределительного блока 24 поступают через открытые элемент И 8 и элемент запрета 16 на

сз« мирую1ций вход реверсивного счетчика 29 заявок, стоящих в очереди второго узла. Поступление импульса на суммирующий вход счетчика 29 заявок, стоящих в очереди второго узла, увеличивает его од на единицу, что означает появление в очереди еще одной заявки. На выходе многовходового элемента ИЛИ 35 появляется сигнал, открывающий элейент И 9 и закрьшающий элемент запрета 15. Импульс блока 23 случайных временных задержек через вероятностно-распределительный влок 25, элемент ИЛИ 21, открытый элемент И 9 поступает на вычитающий вход счетчика 29 числа заявок, стоящих в очереди второго узла, и одновременно с этим через элемент i ИЛИ 20 - на вход блока 23 случайных временных задержек,имитируя тем самым принятие на обслз живание ддной из заявок, стоящих в очереди. Аналогично организуется очередь и в первом узле, В момент времени, когда все места в очереди первого уэла заняты, на выходе многовходового элемента И 31, связанного с разрядами счетчика 27 числа заявок, стоящих в очереди первого узла, появляется йигйаЛ, который открывает элемент И 7, закрьгоает элемент запрета 13, и импульсы от генератора 1 через открытые элемент И 5 и эле(мент ИЛИ 17 поступают в счетчик 3 числа заявок, получивших отказ в обслуживании. При заполнении всех мест в очереди второго узла на выходе многовходового элемента И 33, связанного с разрядами счетчика 29 заявок, стоящих в очереди второго узла, появляется сигнал, который открывает элемент И 10, закрывает элемент запрета 16, и импульсы со второго выхода вероятностно-распределительного блока 24 через открыты элементы И 8 и 1C поступают во второй счетчик 4 числа заявок, получивщих отказ в обслуживании.

Статистические .характеристики функционирования сети массового обслуживания, моделируемой предлагаемым устройством, вычисляются известными методами на основе показаний счетчика 2 общего числа поступивших заявок, первого и второго счетчиков числа заявок, получивших отказ в обслуживании, когда все места для ожидания в очереди заняты.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет моделировать сеть массового обслуживания.

J7

L

4ff

Фиг.й