Устройство для моделирования систем массового обслуживания Советский патент 1985 года по МПК G06N7/08 

Изобретение относится к специализированным средствам электронного моделирования, предназначенным для исследования систем массового обслуживания (СМО) , работакицих в режиме, учитывающем возможные ограничения на время обслуживания заявок.

Известно устройство для моделирования СМО, содержащее генераторы случайных импульсов, элементы ЗАПРЕТ, ИЛИ и И, реверсивные счетчики а также счетчики общего числа заявок, потерянных заявок, числа отказов каналов обслуживания и счетчик заявок, обслуживание которых было прервано отказами обслуживающих каналов 1J ,

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности я.вляется устройство для моделирования СМО, содержащее генератор случайного потока импульсов, счетчик заявок,счетчик отказов, элементы ЗАПРЕТ, ИЛИ,И, многовходовые элементы ИЛИ и И, реверсивный счетчик, два блока случайных временных задержек и два триггера, выход генератора случайного потока импульсов соединен с входом счетчика заявок, первьм входом первого элемента И и входом элемента запрета, управляющий .вход которого и второй вход первого элемента И подключены к выходу многовходового элемента И, входы которого соединены соответственно с разрядными выходами реверсивного счетчика, суммирующий вход которого подключен к выходу второго элемента И, первый вход которого и вход второго элемента запрета подключены к выходу первого запрета, второй вход второго элемента И и управлякнций вход второго элемента запрета соединены с выходом первого триггера, первьш вход которого подключен к выходу второго элемента запрета и первому входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с входами блоков случайной временной задержки, выходы которых подключены к первому входу третьего элемента И и первому входу второго триггера, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, первыми входами четвертого и пятого элементов И и входом элемента запрета, выход второго триггера подклю чен к второму входу третьего элемента И, разрядные выходы реверсивного

счетчика соединены с входами многовходового элемента НИИ, выход которого подключен к вторым входам четвертого и пятого элементов И и входу третьего элемента запрета, выход которого соединен с вторым входом первого триггера, выход четвертого элемента И соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход первого элемента И - с входом счетчика отказов, а выход пятого элемента И - с вычитающим входом реверсивного счетчика- 2.

Известное устройство позволяет моделировать СМО, работакщие в различных режимах. Кроме того, известное устройство позволяет, например, в случае выхода канала из строя в тот момент, когда он был занят обслуживанием заявки, передавать ее любому другому свободному каналу.

Если свободных каналов нет, то заявка теряется.

Однако в ряде случаев, в частности, при эксплуатации систем управления объектами, на время обслуживания заявок накладывается ограничение, заключающееся в том, что при превышении предельно допустимого времени обслуживания заявка обесценивается.

Таким образом, поступившая в систему заявка теряется не только тогда, когда часть (или все) каналов заняты обслуживанием, а остальные нходятся в ремонте, но и тогда, когд время обслуживания заявки превьш1ает допустимое.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем воспроизведения режима ограничения продолжительности обслуживания заявок.

Цель достигается тем, что в устройство, содержащее реверсивный счетчик, генератор заявок, выход которого соединен с входом счетчика заявок, первым входом первого элемета И и информационным входом элемента запрета, управляющий вход которого и второй вход первого элемента И соединены с выходом второго элемента И, входы которого подключены соответственно к разрядным выходам реверсивного счетчика, выход первог элемента И подключен к входу счетчика отказов, элемент ИЛИ и два блока случайной временной задержки, введе счетчик числа ограничений обслужива ния, причем выход элемента запрета соединен- с суммирующим входом ревер сивного счетчика и суммирующими вхо дами первого и второго блоков случайной временной задержки, выход пе вого блока случайной временной задержки соединен с первым входом эле мента ИЛИ, врсодом счетчика числа ограничений обслуживания и вычитающим входом второго блока случайной временной задержки, выход которого подключен к вычитаклцему входу перво го блока случайной временной задерж ки и второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с вычитающи входом реверсивного счетчика. На фиг. 1 приведена схема устрой ва; на фиг. 2 - схема блока случайн временной задержки. Устройство содержит генератор 1 заявок, счетчик 2 заявок, счетчик 3 отказов, счетчик 4 числа ограничений обслуживания, реверсивный счетчик 5, второй элемент И 6, первый элемент И 7, элемент ИЛИ 8 и элемент 9 запрета, второй 10 и первый блоки случайной временной задержки. При этом блоки 10 и 11 являются идентичными и могут быть выполнены, например, по схеме, приведенной на фиг. 2. Они содержат элементы ШШНЕ 12 и 13, элемент НЕ U, элементы ИЛИ 15 и 16, элементу НЕ 17, эле менты НЕ 18, элемент ИЛИ 19 и каналы 20, каждый из которых содержит элемент ИЛИ 21, элементы И 22 и 23, триггер 24 и линию 25 случайной временной задержки с положительным и отрицательным входами. При этом вход 26 блока 11 является суммирующим, а вход 27 - вычитакндим. В блоке 11, задающем максимально время обслуживания, все линии 25 задержки настраиваются на это время Устройство работает следующим образом. Импульсы от генератора 1 поступа ют на вход счетчика 2 заявок и одно временно через открытый элемент 9 запрета на суммирующий вход счетчика.5. Кроме того, импульсы от генератора 1 поступают на суммирующие воды блоков 10 и 11 случайной време ной задержки, имитирующих процесс обслуживания и процесс задания предельно допустимого времени обслуживания соответственно. 0Л Поступление импульса на суммирующий вход счетчика 5 увеличивает его код на единицу, что означает занятие одного канала. При этом, если время обслуживания заявки не превысит предельно допустимое время обслуживания , задаваемое блоком 11, то импульс, появивщийся на выходе блока 10, через время, равное случайной длительности обслуживания, поступает на вычитакмций вход счетчика 5 и списывает из него единицу, имитируя тем самым освобождение одного канала. Этот же импульс с выхода блока 10 поступает на вычитакяций вход блока 11 случайной временной задержки, запрещая этим самым появление импульса на выходе этого блока. В случае, когда время обслуживания заявки превысит предельно допустимое, то импульс, появивщийся на выходе блока 11 случайной временной задержки через время, равное случайному значению предельно допустимого времени ьбслуживания, поступает на вычитакядий вход блока 10 случайной временной задержки и на вычитакндий счетчика 5, имитируя тем самым прекращение обслуживания обесцененной заявки и освобождение одного канала. Кроме того, импульсы с выхода блока 11 случайной временной задержки поступают на вход счетчика 4, подсчитьшакщего число заявок, время обслуживания которых превыщает предельно допустимое. В процессе работы устройства может возникнуть ситуация, когда все каналы заняты. В этом случае на выходе элемента И 6 появляется сигнал, поступающий на управляющий вход элемента 9 запрета и на вход элемента И 7. Элемент 9 запрета запирается, и импульсы от генератора 1 через открытый элемент И 7 поступают на вход счетчика 3, имитируя поток заявок, получивщих отказ в обслуживании из-за отсутствия свободных каналов. По мере поступления импульсов с выходов блоков 10 и 11 на вычитающий вход счетчика 5 элемент 9 запрета вновь отпирается, разрещая тем самым поступление импульсов от генератора 1 на суммирукщие входы блоков 10 и 11. Блок 11 работает следующим обра- ; зом. В исходном состоянии на выходе |

триггеров 24 всех каналов высокий уровень (логическая единица). При этом каждый из этих триггеров обеспечивает наличие низкого уровня (логического нуля) ня входах элементов ИЛИ-НЕ 13, номера которых больше или равны номеру соответствующего триггера 24.

Для открытия каждого из элементов И 22 требуется наличие высокого уровня на выходе соответствующего элемента ИЛЙ-НЕ 13. Следовательно, если свободен один из каналов 10, предположим с номером К , то на выходе триггера 24 высокий уровень, который через последовательность элементов ИЛИ 16., , ИЛИ-НЕ , ИЛИ 16j.,... исключает возможность прохождения импульса, имитирующего поступление заявки в линии случайных временных задержек каналов 20 с номерами, большими к.

Импульс, поступающий на вход 26, через открытый элемент И 22 первого канала 20 проходит на нулевой вход триггера 24 j и на положительный вход линии 25 случайной временной задержки.

До тех пор, пока этот импульс не появится на ее выходе, на выходе триггера 24. низкий уровень, и открытым оказывается лишь элемент И 22

При поступлении следующего импульса задействована линия 252 случайной временной задержки второго канала 20j, на выходе триггера 24 также низкий уровень и т.д.

Импульс на выходе линии 25 случайной временной задержки, появившийся через время, равное случайной длительности обслуживания через элемент ИЛИ 21}(, поступает на единичный вход соответствукщего триггера 24, переводит его в состояние логической единицы и через элемент 19 поступает на выход блока

Импульс, поступивший на вычитающий вход 27 блока 11 .и имитирующий снятие заявки с обслуживания, долже освободить один из каналов 20. Это возможно в том случае, когда хотя бы один из каналов занят.

Каждьй триггер занятого канала находится в состоянии логического нуля и обеспечивает наличие низкого уровня на входах элементов ИЛИ-НЕ 1 с , большими или равньми номеру соответству1свцего триггера 24.

Для открытия одного из элементов И 23, например, с номером К, необходимо наличие высокого уровня на выходе элемента ИЛИ-НЕ 12. Следовательно, если занят канал 20к, то триггер 24If этого канала находится в состоянии логического нуля и сигнал с его выхода (через последовательность элементов НЕ 17., , ШШ 15;., , ИПИ-НЕ 12.,) исключает возможность прохождения импульса, имитирующего снятие заявки с обслуживания , на отрицательные входы каналов 20 с номерами, большими К.

Пусть К теперь наименьший номер из числа занятых каналов. В этом случае открыт только один элемент И 23, так.как все элементы И 23 с номерами, большими К, закрыты сигналом низкого уровня с выхода триггера 24|f, а элементы И 23 с номерами, меньшими К, закрыты сигналами высокого уровня с выхода тригге ров 24; X (так как каналы с номерами меньшими, чем К, свободны).

Тогда импульс, поступивший на вход 27 блока 11, проходит через открытый элемент И 23 на отрицатель ный вход линии 25к задержки, имитируя снятие заявки с обслуживания, и через элемент ИЛИ 21к - на единичный вход триггера 241;, переводя его в состояние логической единицы, что означает освобождение одного канала.

Таким образом, предлагаемый блок случайных временных задержек (10 и 11) позволяет имитировать занятие канала для обслуживания при приходе импульса на суммирутмщй вход 26 блока, причем выбирается свободный канал с меньшим номером, а также снятие заявки с обслуживания при приходе импульса навычнтанщий вход 27,причем выбиpa ется занятый канал с меньшим номером.

Статистические характеристики функ ционирования системы массового обслуживания, моделируемой npeдлarae {ьм устройст вом,вычисляются известнЕМиметодами на осиове показаиий счетчшсов

Таким образом, введение в состав известного устройства дополнительно счетчика числа ограничений обслуживания заявок, время обслуживания которых превышает предельно допустимое, позволяет моделировать системы массового обслзшивания, в которых уста новлены ограничения на время пребывания заявки в системе.

УСТРОЙСТВО .ЦПЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОВСЛУЖВАНИЯ, содержащее реверсивный счетчик, генератор заявок, выход которого соединен с входом счетчика заявок, первым входом первого элемента И и информационным входом элемента запрета, управлякщий вход которого и второй вход первого элемента И соединены с выходом второго элемента И, входы которого подключены соответственно к разряднымвыходам реверсивного счетчика, выход первого элемента И подключен к входу счетчика отказов, элемент ИЖ и два блока случайной временной задержки, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем воспроизведения режима ограничения продолжительности обслуживания заявок, оно дополнительно содержит счетчик числа ограничений обслуживания, причем выход элемента запрета соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика и суммирующими входами первого и второго блоков случайной временной задержки, выход первого блока случайной временной задержки соединен с первьм входом элемента ИЛИ, входом счётчика числа ограничений обслуживания и вычитающим входом второго блока случайной временной задержки, выход которого . подключен к вычитанхцему входу первого блока случайной временной задержки и второму входу элемента ИЛИ, сл выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика. 00

M

LJ

7Г

iNh