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

1236495

зобретение относится к специализивсим ме ле ри ры Эт ко ге ли ру об че по за на ре са ст уп за и пу 25 чи а чи за в

,-

рованным средствам электронного моделирования, предназначенным для исследования функционирования многоканальных систем массового обслуживания (СМО) с потерями,и является усовершенствованием изобретения по авт.св. № 1108458.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет определения сум марной важности обслуженных и суммарной важности необслуженных рентабельных заявок (т.е. заявок с важностью выше пороговой).

На чертеже представлена функциональная схема устройства для моделирования СМО.

Устройство содержит генератор 1 потока заявок, содержащий ге нератор 2 импульсов, элемент ИЗ, генератор 4 случайных импульсов.

Блок 5 селекции заявок, содержащий счетчик 6 общего числа заявок, счетчик 7 важности заявок, пороговый счетчик 8 импульсов, счетчик 9 числа отказов в обслуживании важных заявок первый 10, второй 11, третий 12 и четвертый 13 элементы задержки, счетчик 14 числа важных заявок, первый Л5, второй 16 и третий 17 элементы запрет первый 18 и второй 19 элементы И, выпрямительный элемент 20, первый 21 и второй 22 счетчики импульсов.- .

Блок 23 измерения времени занятости каналов содержит генератор 24 эталонной частоты, элемент И 25, первый 26 и второй 27 элементы запрета, первый 28 и второй 29 счетчики сов.

Блок 30 упрвления пропускной способностью включает элемент ИДИ 31, первый 32 и второй 33 элементы запрета, элемент И 34, реверсивный счетчик 35 числа отключенных каналов, дешифратор 36, группу элементов И 37 группу счетчиков 38.

Блок 39 обслуживания заявок включает реверсивный счетчик 40 числа занятых каналов, многовходовой элемент И 41, первый 42 и второй 43 элементы ИЛИ, группу генераторов 44 случайных временных интервалов, элемент И 45, элемент 46 запрета.

В состав устройства входит также генератор 47 тактовых импульсов.

Устройство работает следующим образом.

3

Перед началом работы обнуляются все счетчики импульсов. Генератор 4 импульсов в случайные моменты времени, соответствующие моментам поступления заявок на обслуживание, генерирует импульсы, длительность кото- рых соответствует важности заявок. Эти импульсы открывают элемент И 3, который пропускает пакет импульсов генератора 2 эталонной частоты. Количество импульсов в пакете моделирует важность заявки, поступивше.й на обслуживание. Первый импульс пакета через открытьй элемент 15 запрета поступает в счетчик 6 общего числа заявок и через элемент 10 задержки на управляющий вход элемента 13 запрета, закрывая его для второго иьтуль- са пакета, второй импульс пакета поступает через элемент 10 задержки на управляющий вход элемента 15 запрета, закрьшая его для третьего импульса и т.д. Таким образом каждой пачке импульсов, моделирующей заявку в счет- 5 чике. 6, соответствует один импульс, а общее количество импульсов в счетчике 6 соответствует общему числу заявок, поступивших на обслуживание в СМО.

Количество импульсов в счетчике 7 с приходом каяодого пакета импульсов увеличивается на число импульсов в пакете и характеризует суммарную важность всех поступивших заявок.

Первый импульс каждого пакета через открытый элемент 16 запрета поступает на вход установки в нуль порогового счетчика 8 импульсов и через

0

0

S

элемент 11 задержки, задерживающий

его .на промежуток времени между двумя последовательными импульсами пакета, иа управляющий вход элемента 16 запрета и счетный вход счетчика 8 импульсов.

Все последующие импульсы пакета поступают на счетный вход счетчика 8 импульсов. Емкость порогового счетчика 8 импульсов задает пороговый уровень важности заявки. Если число импульсов в пакете достаточно для переполнения счетчика 8 импульсов, та импульс переполнения поступает в счетчик 14. Таким образом, каждой заявке с важностью выше пороговой в счетчике 14 импульсов соответствует один импульс. Общее кол1гчество импульсов в счетчике 14 равно числу рентабельных заявок, почтупивших в

СМО. Импульсы с выхода порогового счетчика 8 поступают через открытый элемент 46 запрета и элемент ИЛИ 42 на вход сложения счетчика 40 числа занятьлс каналов и одновременно в блок генератора 44 случайных временных интервалов, имитирующий процесс обслуживания, а также через открытьй элемент 17 запрета на вход счетчика 21 импульсов и через элемент 12 за- держки, который задерживает их на интервал времени между двумя последовательными импульсами, на вход элемента И 18, Тем самым элемент И 18 пропустит следующий за импульсом пе- реполнения импульс пакета в счетчике 21. Этот импульс поступает через элемент 12 задержки на вход элемента И 18, и, тем самым, обеспечивает прохождение в счетчик 21 следующего им- пульс и т.д., пока не закончится пачка импульсов, моделирующая данную заявку.

Таким образом, количество импульсов в счетчике 21 с приходом каждой, принимаемой на обслуживание заявки, yвeлич юaeтcя на величину, равную разности между количеством импульсов в пакете и количеством импульсов, задаваемым емкостью счетчика 8 (важ- ностью заявки).

Поступление импульса на вход ело- жения счетчика 40 увеличивает его код на единицу, что означает занятие одного канала обслзгживания. Импульс группы генератора 44 случайных вре- менных интервалов, появившийся на выходе через время, равное случайной длительности обслуживания, поступает на вычитающий вход счетчика 40 и списывает с него единицу, тем самым имитируя освобождение одного канала. В момент времени, когда все каналы, на выходе многовходового элемента И 41, связанного с разрядами счетчика 40, Появляется сигнал,поступающий на управляющие входы элементов 46 и 17 запрета и на входы элементов И 25 и 45. При этом элементы 17 и 46 запрета закры- аются, а элементы И 25 и 45 откры- ваются. Импульс с выхода счетчика 8 поступает через элемент И 45 в счет-, чик 9, а также через выпрямительный элемент 20 в счетчик 22 и через элемент 13 задержки И 19, открьшая его для импульса, следующего за импульсом переполнения счетчика 8. Все последующие импульсы пакета, соответствующего данной заявке, поступают на вход счетчика 22. Элемент 20 обеспечивает развязку счетчиков 22 и9. Та- КИМ образом, с приходом каждой рентабельной заявки, не принятой на обслуживание из-за занятости каналов, количество импульсов в счетчике 9 увеличивается на единицу, а в счетчике 22 на величину, равную разности между действительным числом импульсов в пакете (важностью заявки) и пороговым числом {шпульсов, задаваемым счетчиком 8 (пороговой важностью).

Содержимое счетчика 9 моделирует число рентабельных заявок, получивших отказ в обслуживании.

Одновременно импульсы с генератора 24 эталонной частоты через открытый элемент И 25 и открытые элементы 26 и 27 запрета поступают на счетные входы счетчиков 28 и 29, первый из которых может принять максимальное число импульсов, равное верхнему порогу, а второй - число импульсов, равное нижнему порогу критерия обслуживания системой рентабельных заявок

При переполнении счетчика 29 закрывается элемент 27 запрета и открывается по управляющему входу элемент И 34. Аналогично, при переполнении счетчика 28 зак1н 1вается элемент 26 запрета и управляющий сигнал с выхода этого счетчика проходит элемент ИЛИ 31 и поступает на вход элемента 32 запрета. Генератор 47 тактовых импульсов через равные промежутки времени вырабатывает импульсы, которые используются для управления системой. При этом, если к моменту появления тактового импульса число в счетчике 28 меньще заданного, то управляющий сигнал на его выходе отсутствует и сигнал с генератора 47 тактовых импульсов проходит через открытый элемент 32 и поступает на вход сложения счетчика 35 числа отключенны каналов и через элемент ИЛИ 42 на вход сложения счетчики 40 числа эа- нятых каналов, увеличиваюцего содержимое на единицу. Одновременно тактовый импульс поступает на входы усг тановки в нуль счетчиков 28 и 29, подготавливая их для счета в следующем такте. Таким образом, путем за- писи в счетчик 40 занятых каналов фиктивной единицы.происходит отключение одного канала обслуживания в

системе. Число отключенньЬс каналов фиксируется в счетчике 35. . Если в последующие такты число в счетчике 28 не достигает заданного значения, то отключение каналов производится до тех пор, пока код счетчика 35 числа отключенных каналов не становится равным некоторому числу, определяющему допустимое число кана- лов в системе, которые могут отключаться. При этом, на соответствующем данному числу выходе дешифратора 36, связанного с разрядами счетчика 35 числа отключенных каналов, появ.пяетс управляющий сигнал, поступающий че- рез элемент ИЛИ 31 на запрещанвдий вход элемента 32 запрета, и дальнейшее поступление тактовых импульсов на счетчике числа занятых и отключенных к налов (отключениеканалов) прекращается . Если к моменту появления очередного тактового импульса счетчик 28 переполнен, а в счетчике 29 содержится число, меньшее заданного, то закрытые элементы И 34 и элемент 33 запрета не пропустят тактовый импуль и изменений в системе не произойдет. Если в момент появления тактового импульса переполнены об.а счетчика 28 и 29, то элемент 32 запрета оказыва- етйя закрытым, а элемент И 34 открытым, и сигнал с генератора 47 тактовых импульсов пройдет через открытый элемент 33 запрета при условии, что Б системе имеется хотя бы один отклю ченньй канал, и поступит на вычитающий вход счетчика 35 числа отключенных каналов и через элемент ИЛИ 43 на вычитающий вход счетчика 40 занятых каналов.

Вычитание фиктивной единицы из содержимого этих счетчиков соответствует подключению канала в систе1чу.

Подключение каналов происходит до тех пор, пока на шине дешифратора 36 с минимальным номером не появляется импульс, сигнализирующий о включении в системе всех имекнцихся каналов. Этот импульс поступает на запрещающий вход элемента 33 запрета и дальнейшее поступление тактовых импульсов через эту схему прекращается

Статистические характеристики функционирования СМО, моделируемой устройством, вычисляются на основе информации, содержащейся в счетчиках 6, 7, 9, 14, 21, 22 и 38.

Количество импульсов в счетчкке 6 равно общему числу заявок, поступивших в систему. Количество импульсов в счетчике 7 равно общей важности поступивших заявок, количество импульсов К, в счетчике 14 равно общему числу рентабельных заявок, поступивших в систему. Количество импух(ьсов Кд в счет11ике 9 равно общему числу рентабельных заявок, получивших отказ в обслуживании.

Количество импульсов К. , харак- теризукмцее суммарную важность обслу- енных заявок, определяется по форму

ОбМ

(К,-Кд) Kg + ,

Kg - емкость порогового счетчика 85 t(j, - количество импульсов в счет

чике 21. .Количество импульсов К

харак OTIf

теризукщее суммарную важность необслуженных рентабельных заявок, определяется выражением:

йтк q

где K,j - количество импульсов в

счетчике 22.

Количество импульсов в счетчике 38 позволяет подсчитать вероятность занятости любого числа каналов в многоканальной СМО.

Формула изобретения

Устройство для моделирования систем массового обслуживания по. авт. св. № 1108458, отличающее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения суммарной важности обслуженных и суммарной важности необслуженных рентабельных заявок, блок селекции заявок дополнительно содержит третий элемент запрета, первый и второй .элементы И, третий и четвертый элементы задержки, вьтря- мительньй элемент, первый и второй счетчики импульсов, причем управляющий вход третьего элемента запрета подключен к выходу многовходового элемента И блока обслуживания заявок, информационный вход третьего элемента запрета подключен к выходу полнения порогового счетчика импульсов блока селекции заявок, выход третьего элемента запрета подключен к счетному входу первого счетчика импульсов и входу третьего элемента задержки, выход которого подключен к первому входу первого элемента. И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента задержки блока селекции заявок и первым входом второго элемента И, выход первого элемента И подключен к четному входу

первого счетчика импульса, выход элемента И блока обслуживания заявок череэ выпрямительный элемент соеди- нен со счетным входом второго счетчика импульсов,выходом второго элемента И и входом четвертого элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И.

Изобретение относится к специализированным средствам электронного моделирования, предназначенным для исследования функционирования многоканальных систем массового обслуживания (CMC) с потерями, и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1108458. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет определения-суммарной важности обслуженных и су шарной важности необслуженных рентабельных заявок, т.е . заявок с важностью выше пороговой. Для. этого блок селекции -заявок дополнительно содержит элемент запрета,элементы И,элементы задержки,выпрямительный элемент, счетчики импульсов. Статистические характеристики функционирования СМО, моделируемой устройством, вычисляются на основе информации, содержащейся в счетчиках. 1 кл. м IND оо Од 4 со СП NJ