Устройство для моделирования систем массового обслуживания Советский патент 1986 года по МПК G06N7/08 

«

Изобре-гение относится к вычислительной технике, а именно к специализированным средствам электронного моделирования, и может быть использовано при исследовании многоприборных систем массового обслуживания (СМО) с неоднородным входным потоком заявок.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования процесса многоприборного обслуживания неоднородного потока заявок, в котором заявку обслуживают последовательно случайное число приборов, определяемое информацией, содержащейся в самой заявке.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства моделирования систем массового обслуживания; на фиг.2 - функциональная схема блока управления, вырабатывающего управляющие сигналы для мультиплексора и блоков вычислений; на фиг.З - функ циональная схема блока определения признака, предназначенного для ана;ли за результата операции в блоке вычислений и генерации соответствующих управляющих сигналов.

Устройство для моделирования сис тем массового обслуживания содержит блок 1 задания кода, первый шифра- . тор 2,, первый регистр 3 кода, блок 4 элементов НЕ, блок 5 вычитания, регистр 6 свободных приборов, мультиплексор 7, второй многовходовый элемент ИЛИ 8, блок 9 определения признака, блок 10 генераторов случайных импульсов, регистр 11 заявок, элемент ИЛИ 12, блок 13 управления, блок 14 элементов ЗАПРЕТ , блок 15 случайных временных задержек, первый многовходовый элемент ИЛИ 16, счетчик 17 общего числа заявок, блок элементов И 18, второй щифратор 19, второй регистр 20 кода, сзгмматор 21, счетчик 22 необслуженных заявок.

Блок 13 управления предназначен для выдачи на мультиплексор 7 и блоки 5 и 21 управляющего кода,выра- батьшаемого по фронту импульса от блока 10 и блока 15 случайных временных задержек,и содержит первый 23и второй 24 триггеры, первый 25 и второй 26 элементы И, третий триггер 27 и два дифференцирующих элемента 28.

Блок 9 определения признака, пред назначенный для анализа результата

23244

операции блока 5 и генерации управляющих сигналов, представляет комбинационную схему и состоит из первого элемента НЕ 29, второго 30 и треть- 5 его 31 элементов И, второго элемента НЕ 32, четвертого элемента И 33, элемента ШШ 34, третьего элемента НЕ 35 и первого элемента И 36-. На выходе блока 9 признака реализуются следую- щие логические функции; ЗАЛ Ел ,

отк Бл ( Л BAsrnV)

ЗПР ОБИ V ЗАЛ,

где - значение j-ro разряда ,

блока 5 вычитания; ЗАЛ - управляющий сигнал ЗАПИСЬ;

15

ОТК --управляющий сигнал

ОТКАЗ; .ОБИ - управляющий сигнал

ОБНУЛЕНИЕ; ЗПР - управляюпщй сигнал

ЗАПРЕТ .

Блок 1 предназначен для начальной установки двоичного кода числа обслуживающих приборов в регистре 6 свободных приборов. 30 Шифраторы 2 и 19 представляют собой комбинационные схемы, преобразующие позиционный код в нормальный (п-1) - разрядный двоичный код, и реализованы на элементах ШШ, 35 причем

п - 1 log2N,

где N - максимальное число обслу- живающих приборов в моделируемой системе массового 40 обслуживания (смо);

ЗС операция взятия целой части до ближайщегр большего от вьфажения, стоящего в скобках.

45 Вербальная модель работы устройства следующая.

В устройстве изначально устанавливается общее число приборов обслуживания N моделируемой ШО. Заявке 50 соответствующего типа, поступившей на вход СМО, ставится в соответствие число приборов М, требуемых для ее обслуживания. Числа N и М сравниваются; если разность N-M больше или 55 равна нулю, т.е. число свободных от

обслуживания приборов больше или . равно числу запрашиваемых заявкой приборов, то заявка обслуживается.

По окончании обслуживания заявки соответствующего типа число М освобождаемых приборов прибавляется к числу свободных от обслуживания приборов . Если число свободных от обслуживания приборов меньше числа запра- шивае Ф1х заявкой приборов, то происходит отказ в обслуживании заявки соответствующего типа. Общее число заявок каждого типа и число необ служиваемых заявок каждого типа под- считьшаются.соответствующими счетчиками.

Устройство работает следующим образом. .

Режим предварительной установки: (предназначен для приведения схемы в исходное положение и задания числа обслуживающих приборов).

Перед запуском устройства счетчик 17 общего числа заявок, счетчик 22 необслуживаемых заявок и регистр 6 свободных приборов обнуляются, блок 15 случайных временных задержек и блок 13 управления приводятся в исходное состояние.

В блоке 1 задается двоичный код N общего числа обслуживающих приборов, который записывается в регистр 6 свободных приборов:.

Режим функционирования.

Импульсы от блока 10, имитирующие входной ординарный поток заявок, поступают на шифратор 2, преобразующий позиционньй код импульса (заявки) в двоичный код числа приборов, запращиваемых заявкой, который записывается в регистре 3. Кроме того, импульсы от блока 10 генераторов случайных импульсов поступают на элемент ИЛИ 8, с выхода которого вырабатывается импульс записи позиционного кода заявки в регистр 11 заявок и Двоичного кода числа запрашиваемых заявкой приборов в регистр 3 кода. Штульс записи от элемента ИЛИ .8 также поступает на вход блока 13, переключая триггер 23 в единичное состояние, при этом, если триггер 24 находится в нулевой состоянии, то триггер 27 тоже переключается в единично состояние. Если Т15иггер 24 находится в единичном состоянии, то происходит ожидание, когда он сбросится в нулевое состояние. Сигнал с прямого выхода триггера 27 подключает информационный выход блока 5 через мульти - плексор 7 к информационному входу регистра 6 свободных приборов и разрешает работу блока 5, при этом сумматор 21 не может быть инициирован.

В первом блоке 5 реализуется сложение прямого двоичного кода числа обслуживающих приборов с инверсным двоичным кодом числа запрашиваемых заявкой приборов. После завершения операции вычитания в блоке 5 вырабатывается импульс, который с выхода

блока 5 поступает в блок 9 определения признака и блок 13 управления, в котором по срезу импульса триггер 23 переключается в нулевое состояние, разрешая работу су 1матора 21 ,

. Блок 9 определения признака анализирует результат операции в блоке 5 и по импульсу с выхода последнего вырабатывает соответствующий управляющий сигнал. Если результат

Q операции - нуль, т.е. во всех разрядах блока 5 единицы, то блок 9 обнуляет регистр 6 свободных приборов и открывает блок 14 элементов ЗАПРЕТ, разрешая обслуживание заявки данного

5 типа, при этом импульс (заявка) на выходе блока 14 возбуждает соответствующий вход блока 15 случайных временных задержек. Если результат операции больше нуля, т.е. в знаковом разряде блока 5 нуль, то блок 9 определения признака открьгоает блок 14 элементов ЗАПРЕТ, разрешая обслуживание заявки данного типа, и через элемент ИЛИ 12 возбуждает вход регистра 6 свободных приборов, запи-

5 сьгаая в него через мультиплексор 7 результат операщпг. Если результат операции в блоке 5 меньше нуля, т.е. в знаковом разряде единица и хотя бы в одном и другом разряде

блока 5 нуль, то блок 9 вырабатыва- ет сигнал ОТКАЗ, открывая блок

элементов И 18, импульсы от регист- ра 11 заявок проходят через элементы И 18, имитируя поток заявок,

получивших отказ в обслуживании. Число таких заявок каждого типа подсчитывается счетчиком 22 заявок, получивших отказ в обслуживании. Импульсы от блока 15 случайньпс

0 временных задержек, появляющиеся на одном из его выходов через время, равное случайной длительности обслуживания заявок соответствующего типа, .поступают на шифратор 19,

5 преобразующий позиционный код импульса в двоичный код числа приборов, обслуживающих заявку соответст- вующего типа, который записывается

0

во втором регистре 20 кода. Кроме того, импульсы от блока 15 поступают на элемент ИЛ 16, с выхода которого вьфабатывается импульс записи двоичного кода числа приборов, обслуживших заявку. Импульс записи от элемента ИЖ 16 поступает также на вход блока 13 управления, переключая триггер 24 в единичное состояние, при этом, если триггер 23 находится в нулевом состоянии, Tq триггер 27 тоже переключится в единичное состояние. Если триггер 23 находится и единичном состоянии, то происходит ожидание, когда он сбросится в нулевое состояние.

Сигнал с инверсного вьпсода триггера 27 подключает информационный выход сумматора 21 через мультиплексор 7 к второму информациойному входу регистра 6 свободных приборов и обеспечивает запуск сумматора 21, при этом блок 5 не может быть инициирован. В сумматоре 21 реализуется сложение в прямом.коде двоичного числа свободных обслуживающих приборов с двоичным числом приборов, обслуживающих заявку соответствующего типа. После завершения операции суммирования импульс с выхода сумматора 21 через элемент ШШ 12 поступает на синхровход регистра 6 свободных приборов, записывая результат операции сумматора 21 в регистр 6 свободных приборов. Одновременно импульс с вьпсода сумматора 21 поступает на вход блока 13 управления, где по срезу импульса триггер 24 переключается в нулевое состояние, разрешая работу блоку 5.

Соответствие типов заявок неоднородного потока достигается щим образом. Число генераторов случайных временных интервалов в блоке 10 (а значит, и число выходов этого блока) равно числу типов потока заявок , т.е. каждый генератор генерирует импульсы, имитирующие поступление заявок одного типа. Число элементов временных задержек в блоке 15 также равно числу типов обслуживаемых заявок. Каждый элемент этого блока имитирует обслуживание заявок одного типа. Таким образом, объединение выходов блока 10 через регистр 11 заявок и блок 14 элементов ЗАПРЕТ с соответствующими входами блока 15 позволяет добиться соответствия типо

o

5

0

5

0

5

0

5

O

5

заявок неоднородного потока. Регулируя элементы блока 15, можно варьировать параметры моделируемого процесса обслзгживания неоднородного потока заявок.

При наличии импульса и на выходе блока 10, и на выходе блока 15 случайных временных задержек блок 13 управления обеспечивает поочередное срабатьюание обоих блоков 5 и 21. При этом минимальный интервал между выходными импульсами блоков 10 и 15 настраивается так, чтобы он был не меньше времени последовательного срабатывания блоков 5 и 21.

Статистические характеристики функционирования CMC, моделируемой пpeдлaгae fl м устройством, вычисляются известными методами на основе показаний блока счетчиков общего числа поступающих заявок всех типов и блока счетчиков заявок, получивших от- каз в обслуживании ввиду отсутствия свободных приборов в с.истеме.

Формулаизобретения

Устройство для моделирования систем массового обслз ясивания, содер жащее блок генераторов случайных импульсов, счетчик общего числа заявок, счетчик йеобслуженных заявок, блок элементов ЗАПРЕТ, блок случайных временных задержек, первый и второй многовходовые элементы ИПИ, элемент ИЛИ, блок элементов И, выходы которого подключены соответственно к счетным входам счетчика необслуженных заявок, информационные входы блока элементов И подключены к счетным входам счетчика общего числа заявок и информационным входам &лока элемен-; тов ЗАПРЕТ, выходы которого подюют- чены соответственно к входам запуска блока случайных временных задержек, вьйсоды которого подключены соответственно к входам первого миоговходо- вого элемента ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью расогаре- ния функциональных возможностей за счет моделирования процесса многоприборного обслуживания неоднород- i ного потока заявок, оно дополнительно содержит первый и второй шифра- торы, блок элементов НЕ, блок вычитания, сумматор, блок определения признака, блок управления, мультиплексор, блок задания кода, регистр свободных приборов, первый и второй регистры кода, регистр заявок, причем блок управления содержит два дифференцирующих элемента, три триггера, два элемента И, выходы первого и . второго дифференцирующих элементов подключены соответственно к первым входам первого и второго триггеров, прямые выходы которых подключены к первым входам первого и второго элементов И соответственно,инверсные выходы первого и второго триггеров соединены соответственно с вторыми входами второго и первого элементов И, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам третьего триггера, прямой выход которого подключен к входу разрешения вычитания блока вычитания и первому управляющему входу мультиплексора, а инверсный выход третьего триггера.« блока управления соединен с входом разрешения суммирования сумматора и вторым управляющим входом мультиплексора, блок определения признака содержит четыре элемента И, элемент ИЛИ и три элемента НЕ, причем выход первого элемента И соединен с первым входом второго элемента И и входом первого элемента НЕ, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, вторые входы второго и третьего элементов И и вход второго элемента НЕ объединены и подключены к выходу знакового разряда блока вычитания, выход второго элемента НЕ блока определения признака соеди нен с первым входом четвертого элемента И, второй вход крторого и третьи входы второго и третьего элементов. И объединены и подключены к выходу окончания вьмитания блока вычитания и входу первого дифференцирующего элемента блока управления,

вькод второго элемента И блока определения признака подключен к управляющему входу блока -элементов И , устройства, вькод третьего элемента И блока определения признака соединен с первым входом элемента ИЛИ блока определения признака и входом обнуления регистра свободных приборов, выход четвертого элемента И блока определения признака подключен к первому входу элемента ИЛИ устройства и второму входу элемента ИЛИ блока определения признака, выход

которого через третий элемент НЕ

подключен к управляющему входу блока элементов запрета, выходы блока генераторов случайных импульсов соединены соответственно с входами первого шифратора, второго многовходового элемента ИЛИ и разрядными входами регистра заявок, разрядные выходы которого подключены соответственно

к информационным входам.блока элементов запрета, выходы первого шифратора соединены соответственно с разрядными входами первого регистра кода, разрядные выходы которого соединены соответственно с входами блока элементов НЕ, а вход разрешения записи подключен к выходу второго многовходового элемента ИЛИ, входу разрешения записи регистра заявок и

второму входу первого триггера блока управления, выходы блока элементов НЕ подключены соответственно к первым информационным входам блока вычитания, информационные выходы которого

соединены соответственно с входами первого элемента И блока определения признака и информационными входами первой группы мультиплексора, информационные входы второй группы кото

рого подключены соответственно к выходам сумматора, а выходы мультиплексора соединены соответственно с разрядными входами регистра свободных приборов и выходами блока задания кода, вход разрешения записи регистра свободных приборов подключен к выходу элемента ШШ устройства, а разрядные выходы регистра свободных приборов соединены соответственно с информационньп ш входами второй группы блока вычитания и информационными входами первой группы сумматора, выход окончания суммирования которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ устройства и входом второго дифференцирующего элемента блока управления, выходы блока случайных временных задержек соединены соответственно с входами второго шифратора, выходы которого подключены соответственно к разрядным входам второго регистра кода, разрядные выходы которого соединены соответственно с информационными входами второй группы сумматора, а вход разрешения записи второго регистра кода и второй вход второго триггера блока управления соединены с выходом первого многовходового элемента ИЛИ устройства.

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для исследования систем массового обслужи- рания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет моделирования процесса многоприборного обслуживания неоднородного потока заявок. Устройство содержит блок 1 задания кода, первый шифратор 2, первый регистр 3 кода, блок 4 элементов НЕ, блок 5 вычитания, регистр 6 свободных приборов, мультиплексор 7, второй многовходовый элемент ИЛИ 8, блок 9 определения признака, блок 10 генераторов случайных импульсов, регистр 11 заявок, злемент ИЛИ 12, блок 13 управления, блок 14 элементов запрета, блок 15 случайных временных задержек, первый многовходовый элемент ИЛИ 16, счетчик 17 общего числа заявок, блок элементов И 18, второй шифратор 19, второй регистр 20 кода, сумматор 21, счетчик 22 необслуженных заявок. 3 ил. (Л 1C to оо ю 4 4