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

информационному входу блока счетчиков, прямой выход третьего триггера подключен к второму входу шестого элемента И, в первом канале моделирования выход генератора заявок подключен к вторым входам первого и седьмого элементов И, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем воспроизведения режимов и динамики функционирования многоканальных систем массового обслуживания, в которых каждый канал характеризуется режимами работы (обслуживания заявки), технического обслуживания по наработке, отказа и восстановления в него введены (л-1) каналов моделирования, а каждый К-й канал моделирования , п) дополнительно содержит третий элемент ИЛИ и восьмой элемент И, причем выход генератора случайных интервалов времени восстановления и выход генератора случайных интервалов вре мени технического обслуживания (К-1)-го канала моделирования соединены соответственно с первым и вторым входами третьего элемента ИЛИ К-го канала моделирования, а выход третьего элемента ИЛИ каждого канала моделирования - с первым входом восьмого элемента И своего канала моделирования, вторые входы всех восьмых элементов И подключены к выходу генератора заявок, а выход восьмого элемента И К-го канала моделирования соединен с вторым входом первого элемента И и вторым входом седьмого элемента И К-го канала моделирования, прямой вход первого элемента ИЛИ К-го канала моделирования подключен к выходу генератора случайного потока импульсов.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ, содержащее генератор случайного потока импульсов, выход которого подключен к входу запуска генератора заявок, выход которого соединен с входом счетчика общего количества заявок, и первый канал моделирования, содержащий блок счетчиков, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой элементы И, первую, вторую, третью, четвертую дифференцирующую цепочки, первый, второй, третий триггеры, генератор случайных интервалов времени восстановленргя, генератор случайных интервалов времени технического обслуживания, генератор счетных импульсов, реверсивный счетчик, регистр памяти, первый второй элементы ИЛИ, генератор случайных интервалов времени, обслуживания заявок, генератор случайных интервалов времени работы, причем выход первого элемента И соединен с входом запуска генератора случайных интервалов времени обслуживания заявок, выход которого подключен через первую дифференцирующую цепочку к инверсному входу второго элемента И, выход которого соединен с первым информационным входом блока счетчиков, выход генератора случайного потока импульсов подключен к входу запуска генератора счетных импульсов, прямому входу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с единичным входом второго триггера, входом запуска генератора случайных интервалов времени работы, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, прямому входу второго элемента И, входу второй дифференцирующей цепочки, выход которой соединен с первым инверсным входом четвертого элемента И, выход которого подключен к нулевому входу второго триггера, единичному входу первого триггера, входу запуска генератора случайных интервалов времени восстановления, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и входом третьей дифференцирующей цепочки, выход которой соединен с первым инверсным входом первого элемента ИЛИ, нулевым входом первого триггера, прямой выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора i счетных импульсов, первыми входами пятого и щестого элементов И, выход по(Л следнего подключен к второму информационному входу блока счетчиков, выход третьего элемента И соединен с третьим информационным входом блока счетчиков, прямой выход второго триггера подключен к второму входу пятого элемента И, выход которого соединен с четвертым информационным входом блока счетчиков, вычитающим входом О5 реверсивного счетчика, выход которого подСХ5 ключен к входу останова генератора слуСО чайных интервалов времени работы, единич05 ному входу третьего триггера и к выходу запуска генератора случайных интервалов 1чЭ времени технического обслуживания, выход которого соединен с вторым инверсным входом четвертого элемента И, вторым входом второго элемента ИЛИ, входом четвертой дифференцирующей цепочки, выход которой подключен к нулевому входу третьего триггера, второму инверсному входу первого элемента ИЛИ и входу считывания регистра памяти, разрядные выходы которых соединены с разрядными входами реверсивного счетчика, выход второго элемента ИЛИ подключен к первому входу седьмого элемента И, выход которого подключен к пятому

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при моделировании многоканальных систем массового обслуживания (СМО) с учетом динамики и режимов функционирования.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем воспро..цзведения режимов и динамики функционирования многоканальных систем массового обслуживания, в которых каждый канал характеризуется режимами работы (обстуживания заявки), технического обслуживания по наработке, отказа и восстановления.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 случайного потока импульсов, генератор 2 заявок, п каналов моделирования, в каждый из которых входят генератор 3 счетных импульсов, первый элемент ИЛИ 4, генератор 5 случайных интервалов времени работы, первый элемент И 6, генератор 7 случайных интервалов времени обслуживания заявок, первую дифференцирующую цепочку 8, второй элемент И 9, блок 10 счетчиков, вторую дифференцирующую цепочку 11, четвертый элемент И 12, генератор 13 случайных интервалов времени восстановления, первый триггер 14, третий элемент И 15, второй элемент ИЛИ 16, третью дифференцирующую, цепочку 17, второй триггер 18, пятый элемент И 19, реверсивный счетчик 20, регистр 21 памяти, генератор 22 случайных интервалов врремени технического обслуживания, третий триггер 23, шестой элемент И 24, четвертую дифференцирующую цепочку 25, счетчик 26 общего количества заявок, седьмой элемент И 27. К-й канал моделирования (,л) дополнительно содержит третий элемент 5 ИЛИ 28, восьмой элемент И 29, для К-го канала 30 - выход элемента И 9, 31 - второй вход элемента И 6, 32 - выход элемента И 15, 33 - прямой вход элемента ИЛИ 4, 34 - выход генератора

Q 13 случайных интервалов времени восстановления, 35 - выход генератора 22 случайных интервалов времени технического обслуживания, 36 - второй вход элемента И 27, 37 - выход элемента И 19, 38 - выход элемента И 24, 39 - выход элемента И 27.

5 Устройство моделирует процесс функционирования СМО, имеющей п каналов обслуживания, каждый из которых может находиться в четырех режимах (состояниях): работа, отказ, восстановление, техническое обслуживание по наработке. Обслуживание заявок происходит только во время режима работы. Окончание режима работы соответствует наступлению отказа, при этом (К-1) (,п.) канал переходит в режим восстановления и одновременно открывает

5 следующий канал, куда поступает очередная заявка. При истечении некоторого заданного времени наработки каждый К-й канал переходит в режим технического обслуживания. Заявки, поступающие во время режимов восстановления или технического обслуживания в (К-1) канале, обс/пуживаются в К-м канале.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 случайного потока импульсов

вырабатывает импульс, который запускает

генератор 2 заявок, в каждом канале - генератор 3 счетных импульсов, а также, проходя через прямой вход элемента ИЛИ 4, в каждом канале запускает генератор 5 случайных интервалов времени. На выходе г,енератора 5 формируется случайный интервал времени, соответствующий продолжительности режима работы. Заявки с выхода генератора 2 поступают на второй вход открытого элемента И 6 и запускают генератор 7 случайных интервалов времени обслуживания, который формирует интервал времени обслуживания заявок. По окончании этого интервала импульс с выхода дифференцирующей цепочки 8 через элемент И 9 при наличии напряжения на генераторе 5 поступает на первый вход блока 10 счетчиков, где подсчитывается общее число обслуженных заявок в К-м канале системы. По окончании интервала времени работы импульс, имитирующий отказ, с выхода дифференцирующей цепочки 11 через элемент И 12 запускает генератор 13 случайных интервалов времени восстановления. На выходе генератора 13 формируется интервал времени, соответствующий режиму восстановления. Этот же импульс поступает на единичный вход триггера 14 и опрокидывает его, после чего напряжение с вЬжода триггера 14 поступает на вход элемента И 15. На второй вход элемента И 15 поступают счетные импульсы от генератора 3, которые проходят на третий вход блока 10 счетчиков, подсчитывающего время восстановления каналов. По окончании интервала времени восстановления импульс с выхода дифференцирующей цепочки 17 через первый инверсный вход элемента ИЛИ 4 запускает генератор 5, вновь переводя К-й канал в режим работы. Этот же импульс поступает на нулевой вход триггера 14, после чего счетные импульсы не поступают на третий вход блока счетчиков 10. ИмпуЛьс с выхода элемента ИЛИ 4 поступает также на единичный вход триггера 18, напряжение с выхода которого подается на вход элемента И 19, на второй вход которого поступают счетные импульсы от генератора 3. Счетные импульсы проходят на вычитающий вход реверсивного счетчика 20. Число, записанное в счетчике 20 и соответствующее заданному времени наработки, начинает уменьщаться. Одновременно счетные импульсы поступают на четвертый вход блока 10 счетчиков, где подсчитывается общее время нахождения системы в режиме работы. По окончании интервала времени работы импульс с выхода элемента И 12 поступает на нулевой вход триггера 18, после чего счетные импульсы не проходят на счетчик 20 и четвертый вход блока 10 счетчиков. Как только показания реверсивного счетчика 20 примут нулевое значение, импульс с его вывода запускает генератор 22 случайных интервалов времени, который начинает формирование интервала времени, соответствующего режиму технического обслуживания. Этот же импульс поступает на установочный вход генератора 5, при этом заканчивается интервал времени 2 работы. Канал переходит в режим восстановления, так как напряжение с выхода генератора 22 подается на второй инверсный вход элемента И 12 и запрещает прохождение импульса на генератор 13. Импульс с реверсивного счетчика 20 поступает также на единичный вход триггера 23, напряжение с выхода которого подается на второй вход элемента И 24, на первый вход которого поступают счетные импульсы от генератора 3. Эти импульсы проходят на второй вход блока 10 счетчиков, где подсчитывается общее время нахождения системы в режиме технического обслуживания. По окончании интервала времени технического обслуживания на выходе дифференцирующей цепочки 25 появляется

0 импульс, который через второй инверсный вход элемента ИЛИ 4 поступает на запуск генератора 5, переводя канал в режим работы. Этот же импульс поступает на нулевой вход триггера 23, после чего прекращается поступление счетных импульсов на второй вход блока 10 счетчиков, а также поступает на вход регистра 21, в котором записано число, соответствующее заданному времени наработки. Это число с приходом импульса записывается в параллельном коде в реверсивный счетчик 20.

В режимах восстановления и технического обслуживания первого канала с выходов генераторов 13 и 22 соответственно через элемент ИЛИ 28 второго канала моделирования поступает импульс на первый

вход элемента И 29 этого же канала. На второй вход элемента И 29 второго канала поступают заявки от генератора 2 заявок и проходят на второй канал моделирования для их обслуживания. Аналогично при отказе или техническом обслуживании во втором канале заявки от генератора 2 поступают на третий канал и т. д.

Для подсчета числа необслуженных заявок, прищедщих в первый канал моделирования во время технического обслуживания или восстановления его, выходы генераторов 13 и 22 этого канала соответственно подключены к первому и второму входам элемента ИЛИ 16, выход которого соединен с первым входом элемента И 27, на второй вход которого поступают заявки

Q от генератора 2. Заявки, поступивщие от генератора 2 на второй вход элемента И 27, пройдут на пятый вход блока 10 счетчика только при наличии разрешающего напряжения на первом входе элемента И 27 от генератора 13 или 22. Для подсчета числа необслуженных заявок, прищедщих в К-й канал (,п) моделирования во время технического обслуживания или восстановления его, выходы генераторов 13 и 22 этого канала соответственно подключены к первому и второму входам элемента ИЛИ 16, выход которого соединен с первым входом элемента И 27, на второй вход которого поступают заявки с выхода элемента И 29 (К-1)-го канала. Эти заявки пройдут через И 27 на пятый вход блока 10 счетчиков только при наличии разрешающего напряжения на первом входе элемента И 27 от генераторов 13 или 22 (К-1)-го канала моделирования.

По показаниям счетчиков можно оценить вероятностные показатели обслуживания заявок. К таким показателям относятся, например, вероятность обслуживания (срыва) заявок в К-м канале, вероятность пребывания системы в J-M режиме (обслуживания, восстановления и т. д.) и другие показатели, характеризующие процесс обслуживания заявок и динамику функционирования многоканальных систем обслуживания.