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

ционным входом третьего элемента за- ИЛИ, третий вход которого подпрета, выход четвертого элемента И ключен к выходу второго элемента подключен к второму входу элемента запрета.

1111172

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ, содержащее генератор заявок, выполненной в виде генератора потока случайных импульсов, выход которого соединен с входом счетчика общего числа заявок, с информационным входом первого элемента запрета и первым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом счетчика числа потерянных заявок, выход первого элемента запрета подключен к информационному входу второго элемента запрета и первому входу второго элемента И, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика числа заявок в очереди, выход второго элемента запрета соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика занятых каналов обслуживания, группа разрядных выходов которого соединена соответственно с входами первого многовходового элемента И, выход которого соединен с управляющим входом второго элемента запрета и вторым входом второго элемента И, группа разрядных выходов реверсивного счетчИка числа заявок в очереди подключена соответственно к входам второго многовходового элемента И,, выход которого соединен с управляющим входом первого элемента запрета и вторым входом первого элемента И, разрядные выходы реверсивного счетчика числа заявок в очереди подключены соответственно к входам многовходового элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И, управляющим входом третьего элемента запрета, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика числа занятых каналов обслуживания, и блок случайных временных задержек, отличающеес я тем, что, с целью расширения функциональнь1х возможностей путем (Л моделирования очереди с квантованным обслуживанием, оно дополнительно содержит счетчик дополнительных квантов обслуживания, элемент ИЛИ и вероятностно-распределительный блок, состоящий из триггера, двух элементов И и двух генераторов импульсов, выходы которых соединены со счетным входом триггера, прямой и инверсньгй выходы которого подключены соответст ьо венно к первым входам первого и второго элементов И, причем выход элемента ИЛИ через блок случайных временных задержек соединен с вторыми входами элементов И вероятностно-распределительного блока, выход первого элемента И которого соединен с первым входом элемента ИЛИ и с,входом счетчика дополнительньк квантов обслуживания, выход второго элемента И вероятностно-распределительного блока соединен с вторыми входами третьего и четвертого элементов И и информа

Изобретение относится к вычислительной техиике и tiax&T быть использованр при исследовании систем массового обслуживания.

Известно устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор потока случайны импульсов, элементы И, ИЛИ, ЗАПРЕТ, реверсивные счетчи1Ш, а также счетчики общего числа заявок и числа потерянных заявок tl«

Однако это устройство не пр едусмаривает организшщи очереди из потока поступающих заявок, когда все каналы обслуживания заняты.

Наиболее близким техническим ре, щенйем к изобретению является устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор потока случайных импульсов, элементы И, ИЛИ, ЗАПРЕТ, многовходовые элементы И, ИЛИ, блок линий случайных временных задержек, реверсивные счетчики числа занятых каналов обслуживания и количества заявок в очереди, счетчики общего числа заяво и потерянных заявок .21,

Описанное устройство позволяет моделировать системы массового обслуживания с очередью, в которых заявка поступает на один из каналов обслуживания. Однако в реальных условиях эксплуатации в системе может быть установлен такой режим, при котором поступающие заявки обслуживаются квантами. В таком случае заявка, поступающая в систему с вероятностью Р, может быть обслужена одним квантом.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностейустройства путем моделирования очереди с квантованньм обслуживанием.

Цель достигается тем, что в устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор заявок, выполненный в виде

генератора потока случайных импульсов, выход которого соединен с входо счетчика общего числа заявок, с инIформационным входом первого элемента запрета и первым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом счетчика числа потерянных заявок, выход первого элемента запрета подключен к информационному входу второго элемента запрета и первому входу второго элемента И, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика числа заявок в очереди, выход второго элемента запрете соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика занятых каналов обслуживания, группа разрядных выходов которого соединена соответственно с входами первого многовходового элемента И, вьгход которого соединен с управляющим входом второго элемента запрета и-вторым входом второго элемента И, группа разрядных выходов реверсивного счетчика числа заявок в очереди подключена соответственно к входам второго многовходового элемента И, выход которого соединен с управляющим входом первого элемента запрета- и вторым входом первого элемента И, разрядные выходы реверсивного счетчика числа заявок в очереди подключены соответственно к входам многовходового элемента ИЛИ выход которого соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И, управляющим входом третьего элемента запрета, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика числа занятых каналов обслуживания, и блок случайных временных задержек, введены счетчик дополнительных квантов обслуживания, элемент ИЛИ и вероятностно-распределительный блок, состоящий из триггера двух элементов И, двух генераторов импульсов, выходы которых соединены со счетным входом триггера, прямой и 31 инверсный выходы которого подключены соответственно к первым входам первого и второго элементов И, причем выход элемента ИЛИ через блок случай ных временных задержек соединен с вторыми входами элементов И вероятностно-распределительного блока, выход первого элемента И которого соед нен с первым входом элемента ИЛИ и с входом счетчика дополнительных ква тов обслуживания, выход второго элемента И вероятностно-распределительн го блока соединен с вторыми входами третьего и четвертого элементов И и информационным входом третьего элемента запрета, вькод четвертого элемента И подключен к второму входу элемента lUlll-, третий вход которого подключен к выходу второго элемента запрета. На фиг.1 приведена схема устройст ва; на фиг.2 - блок случайных задержек; на фиг.З - вероятностно-распределительный блок. Устройство содержит генератор 1 заявок, выполненный в виде генератор потока случайных импульсов, счетчик 2 общего числа заявок, счетчик 3. числа потерянных заявок, счетчик А . числа дополнительных квантов обслу- живания, первый, второй, третий элементы ЗАПРЕТ 5-7, первый, второй, третий и четвертый элементыИ 8 - 11 элемент ИЛИ 12, блок 13 случайных временных задержек, вероятностно-pac пределительный блок 14, первый 15 и второй 16 многовходовые элементы И, реверсивный счетчик 17 числа занятых каналов обслуживания и реверсивный счетчик 18 числа заявок в очереди, связанный разрядами с многовходовым элементом ИЛИ 19. Блок 13. случайных временных задер жек содержит (л-1) элементов ИЛИ-НЕ (п-2) элементов ИЛИ 21, («Л-1) элемен тов НЕ 22, элемент ИЛИ 23 и п канало 24, каждый из которых содержит элеме И 25, триггер 26 и случайную линию задержки 27.. Вероятностно-распределительньш блок (ВРБ) 14 содержит первый 28 и второй 29 генераторы импульсов, триг гер 30 со счетным входом и п ервый и второй элементы И 31 и 32. Блок случайных временных задержек работает следующим.образом. В исходном состоянии триггеры 26 всех каналов находятся в единичном 24 состоянии. При этом триггеры обеспечивают наличие нулевых потенциалов на выходах элементов ИЛИ-НЕ 20 с номерами, большими или равными номеру триггера 26. Для открытия каждого из элементов И 25 требуется единичный потенциал с выхода соответствующего элемента ИЛИ-НЕ 20. Следовательно, если свободен один из каналов 24, предположим, с номером i , то его триггер 26 находится в единичном состоянии и сигналом с его выхода исключает возможность прохожцения импульса, имитирующего поступление заявки на входы каналов с номерами t+1,. .. ,v. Импульс, поступающий через открытый элемент И 25 первого канала 24, проходит на нулевой вход триггера 26 и на вход случайной линии задержки 27 первого канала. До тех пор, пока этот импульс не появится на выходе случайной линии задержки 27, триггер 26 первого канала находится в нулевом состоянии и открыт лишь элемент И 25 второго канала. Следующий импульс, поступает на вход случайной линии задержки 27 второго канала и устанавливает в нулевое состояние соответствующий триггер 26 и т.д. Импульс случа1нной линии задержки 27, появившийся на выходе через время, равное случайной длительности обслуживания, устанавливает соответствующий триггер 26 в единичное сос тояние и через элемент ИЛИ 23 поступает на выход блока 13 случайных временных задержек. Вероятностно-распределительный блок 14 работает следующим образом. Пусть импульсы от обоих генераторов следуют с частотой, равной l/Jt, где X - длина интервала меязду смежными импульсами для каждого генератора Пусть импульс от генератора 29 приходят после соответствукнцих импульсов генератора 28 со сдвигом ц . Тогда можно утверждать, что триггер 30 на любом промежутке времени длиной у в течении времени v находится в единичном состоянии и в течении времени U-ч) - в нулевом. С учетом того, что импульс1л поступают на вход ВРБ в случайные моменты времени, можно утверждать, что поступивший на вход ВРБ импульс с вероятностью Р окажется на первом выходе устройства и с дополнительной вероятностью 1-Р окажется на втором выУстройство работает следующим образом. Импульсы от генератора 1 поступаю на вход счетчика i поступаюв шс заяво через открытые элементы запрета 5 и 6 - на суммирующий вход реверсивного счетчика 17 и через элемент ИЛИ 12 в блок 13 случайных временных задержек . Поступление импульса на суммирующий вход счетчика занятых каналов увеличивает его код на единицу, что означает занятие одного канала обслу живания. Импульс, появившийся на выходе блока случайных временных задержек через время, равное случайной длительности обслуживания, поступает на вычитакиций вход счетчика занятых каналов и списывает из него единицу, что означает освобождение одног канала. В момент, когда все каналы заняты на выходе многовходового элемецта. И Т5, связанного с разрядами счетчика 17 занятых каналов, появляется сигнал, поступающий на управляющие входы элемента запрета 6 и элемента И 9. При этом элемент ЗАПРЕ 6 закрывается, элемент 9 открывается 1И импульсы от генератора 1 через открытый элемент ЗАПРЕТ 5 и открытый элемент И 9 поступают на суммирующий вход второго реверсивного счетчика 18, увеличива я его код на единицу и имитируя тем самым постановку заяв ки в очередь. В момент, когда очередь достигла своего предельного значения, т.е. все места в очереди заняты, на выходе многовходового элемента И 16, свя занного с разрядами счетчика 18 числа заявок в очереди, появляется сигнал, поступающий на управляющие вход элемента запрета 5 и элемента И 8. Этот сигнал закрывает элемент ЗАПРЕТ 5 и открывает элемент И 8. В этой си туации импульсы, поступающие от генератора 1, попада1рт на вход счетчика 2 поступающих заявок и через открытый элемент И 8 попадают на вход счетчика 3 заявок, получивших отказ в обслуживании. Сигнал, появившийся на выходе бло ка 13 случайных временных задержек, имитирующего процесс обслуживания, поступает на вход вероятностно-распределительного блока 14. С вероятностью Р обслуживание заявки может .быть завершено. С вероятностью 1-Рз.аявка может потребовать дополнительного кванта обслуживания. В этом случае на выходе вероятностнораспределительного блока 14 появляется сигнал, поступающий на вход счетника 4 и числа дополнительных квантов обслуживания и через третий вход элемента ИЛИ 12 на блок 13 случайный временных задержек, имитируя поступление заявки напродолжение обслуживания очередным квантом. Если же кванта обслзтаивания хватило, то на единичном выходе вероятностно-распределительного блока 14 появляется сигнал, который через открытый элемент И 10 поступает на вычитающий вход счетчика заявок в очереди и списывает из него единицу, имитируя снятие заявки из очереди, и через открытый элемент И 11 и второй вход элемента ИЛИ 12 поступает на вход блока 13 случайных временных задержек, что означает начало обслуживания снятой из очереди заявки, а также поступает на вход закрытого элемента ЗАПРЕТ. Пока в очереди находится хотя бы одна заявка, на выходе многовходового элемента ИЛИ 19, соединенного с разрядами счетчика 18 заявок в очереди, присутствует сигнал, поступающий на второй вход элемента И 10, на второй вход элемента ЗАПРЕТ 7 и на первьй вход элемента И 11. Наличие такого сигнала держит элементы И 11 и 10 в открытом состоянии, а элемент ЗАПРЕТ 7 - в закрытом состоянии. Таким образом, введение в состав устройства для моделирования систем массового обслуживания вероятностнораспределительного блока, счетчика дополнительно кванта обслуживания, а также элемента ИЛИ позврляет расширить функциональные возможности и повысить точность моделирования путем моделирования процессов квантованного обслуживания заявок. Статистические характеристики функционирования CMC, моделируемой данным устройством, вычисляются известными методами на основе показаний счетчика общего числа поступивших заявок, счетчика заявок, получивших оЛ1Каз в обслуживании из-за отсутствия

свободных каналов в системе и свобод- также счетчика дополнительных кванных мест для ожидания в очереди, а тов обслуживания.

Ьифиг.З