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

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для моделиро вания процессов вероятностного распространения поступивших заявок межд свободными в момент поступления заявок каналами системь; массового обслуживания и их обслуживания с учетом режимов и динамики функционирования каналов этих систем.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет учета режимов отказов и восстановления каналов обслуживания устройства.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит триггер 1 управления, элементы И, 2 и 3, , элементы ЗАПРЕТ 4 и 5, элементы И 6 и 7, информационный вход 8 устройства, элементы ИЛИ 9 и 10, триггеры 11 и 12, элемент И 13, элемент ИЛИ 14, генераторы 15 - 17 импульсов со случайным интервалом следования, элементы ИЛИ 18 и 19, генераторы 20-23 импуль сов со случайным интервалом следования, элемент ИЛИ 24, элементы И 25 и 26, триггеры 27 - 29, элементы И 30 и 31, элементы ИЛИ 32 - 37, генераторы 38-44 импульсов ;со случайным интервалом следования, элементы И 45 - 49, триггеры 50 - 54, выходы 55 и 56 устройства, элементы И 57 и 58,

Вербальная модель работы устройства следующая.

В устройстве возможны три состояния: оба канала свободны; занят один из каналов; оба канала заняты. Заявки поступают на информационный вход устройства, функционирование которого можно разделить на ряд последовательных фаз о В первой фазе в зависимости от положения управляющего триггера, в которое он устанавливается с заданной вероятностью Р сигналами, поступающими на управляющие входы устройства, обеспечивается направление заявок либо в первьй, либо во второй канал.

Во второй фазе имитируется ориентация (подготовка) обслуживающего прибора к обслуживанию заявок первого или второго канала, т.е. в зависимости от того, в какой канал поступила заявка.

В третьей фазе имитируется пребы ванне системы в режиме готовности и

в четвертой фазе имитируется непосредственное обслуживание., заявок. Во всех фазах (режимах) работы устройства могут возникать отказы, после чего устройство переходит в режим восстановления. Через случайный интервал времения восстановления устройство возвращается в исходное состояние - приему очередной заявки, при этом заявка, находящаяся з устройстве в момент отказа и восстановления, теряется Заявки, поступив- щие в момент занятости обоих каналов ориентированием обслуживающих 5 приборов или их восстановлением, теряются .

Устройство работает следующим образом.

Заявки, поступающие на информа- Q ционный вход 8 устройства, представляют собой короткие импульсы, распределенные по моделирующему случайному закону поступления з.аявок.Модели обслуясивающ е.гр прибора, являющие- 5 ся кан;алами системы массового обслуживания, образованы соответственно генераторами 15, 16, 17, 20, 21, 22 и 23, элементами ШШ 9,. 10, 14, 18, 19 и 24, элементами И 13, 25, 26, 30 и 31, триггерами 11, 12, 27 28 и 29,генераторами 38 - 44,элемента- ми ИЛИ 32 - 37, элементами И 45-49 и триггерами 50 - 54. Наличие сигналов на единичных выходах триггеров 11 и 54 свидетельствует о свободном состоянии соответственно первого и второго каналов, т.е. не о занятосг ти ориентированием обслужившощего . прибора.

В исходном состоянии триггеры 11, 12, 27, 28, 29,50, 51, 52, 53 и 54 находятся в нулевом состоянии. Генераторы 15, 16, 17,, 23, 41, 42, 43 и 44 не запущены, генераторы 20, 21, 22, 38, 39 и 40 включены.

В устройстве; возможны след чсщие состояния: оба канала, свободны; занят один из каналов; оба канала заняты; отказ и восстановление в .одном из каналов, отказ и восстановление двух каналов и т.д.

Работа устройства в состоянии,когда оба канала свободны и могут отказать в любом из режимов.и восстанавливаться,, осущ€;ствляется след тощим S образом. Входной поток заявок поступает через информационный вход 8 устройства на элементы И 2 и 3, на элементы ЗАПРЕТ 4 и 5. Наличие на

0

5

0

0

15

20

инвертирующих входах элементов ЗАПРЕТ 4 и 5 сигналов с триггеров 11 и 54 препятствует прохождению заявок в каналы. В зависимости от положения управляющего триггера 1, в которое он устанавливается с заданной вероятностью Т сигналами, поступающими на управляющие входы устройства, заявка поступает либо в первый канал, либо во второй через соответствующие зле- JQ менты И 2 и 3.

Для конкретности изложения полага ем, что заявка поступила через зле- мент И 2 на вход элемента И 6, который открыт под действием высокого потенциала с единичного выхода триггера 11. Высокий потенциал с инверсного нулевого выхода триггера 12 поступает на первьй вход злемента И 25, открьшая его, низкие потенциалы с нулевых выходов триггеров 27 - 29 закрывают его вторым входом элементы И 26, 30 и 31, не пропуская тем самым импульсы от генератора 20 - 22, имитирующих отказы первого канала соответственно в режимах ориентации,готовности и обслуживания заявок.

Поступившая заявка с выхода злемента И 6 проходит открытый злемент И 13 и запускает генератор 15, имитируя начало режима ориентации первого канала к обслуживанию заявки, перебрасывает триггер 27 в единичное состояние, открывая тем самым элемент И 26, разрешая поступление импульсов от генератора 20, имитирующих отказ в зтом режиме. Одновременно этот импульс .с выхода элемента И 6, пройдя через злемент ИДИ 9, пе- .ребросит триггер 11 в единичное состояние, низкий потенциал с выхода которого закроет вход элемента И 13, элемента И 6 и откроет вход элемента ЗАПРЕТ 4 для прохождения очередной заявки в свободный второй канал, а также перебросит в единичное сое- 5 тояние триггер 12, низкий потенцил с выхода которого закроет элемент И 25, прерывая поступление возложенных отказов от генератора 20 от мо

25

30

35

40

сит триггер 27 в нулевое состояние, низкий потенциал с выхода которого закроет злемент И 26,запрещая поступ ление импульсов от генератора 20.Импульс с выхода генератора 15 также запускает генератор 16, имитируя начал режима готовности. Импульс с выхода генератора 15 через элементы ИЛИ 14, И 57, ИЛИ 10 перебрасывает триггеры 11 и 12, приводя их в исходное состо яние и устройство готово к приему заявок. Импульс с выхода генератора 15 также перебрасывает триггер 28 в eдинич oe состояние, открывая вход эле мента И 30 для прохода импульсов от генератора 21, имитирующих отказы в режиме готовности.

Если при нахождении канала в режиме ориентации генератор 20 вьфаба- тывает импульс, соответствующий отказу аппаратуры канала, то поступив на вход останова генератора 15, установив его в исходное состояние, прекратив тем самым режим ориентации,прой дет через элементы И 26, ИЛИ 24 и запустит генератор 23, тем самым имитируя начало режима устранения отказа, т.е. восстановление работоспособности канала. Этот же импульс,пройдя через элемент ИЛИ 14, перебросит триг- гер 27 в нулевое состояние, низкий потенциал с выхода которого закроет вход элемента И 26, запрещая поступ- ление импульсов от генератора 20.

Через интервал времени, соответствующий времени восстановления канала системы, генератор 23 выработает импульс, который, пройдя через элемент ИЛИ 10, перебросит триггеры 11 и 12 в исходное состояние,и канал устройству готов к приему очередных заявок.

Если генератор 20 выработает импульс (отказ) до прихода заявок, то он пройдет через открытые элементы И 25, ИиШ 9, перебросит триггер 11 в единичное состояние,закрывая тем самым вход элементов И 13 и 6 и открывая вход злемента ЗАПРЕТ 4,а пройдя через элемент ШШ 24,запустит генерамента включения устройства до поступ-50 тор -23, который через интервал времени восстановления выработает импульс, который,пройдя через элемент ШШ 10, перебросит триггеры 11 и 12 в нулевое состояние, открывая тем самым

ления заявки.

Через интервал времени, соответствующий моделируемому случайному закону времени ориентации первого канала к обслуживанию заявок, генератор 55.вход элементов И 6 и 13 и закрывая 15 вьфабатьшает импульс, имитирующий вход элемента ЗАПРЕТ 4, т.е. вход окончание режима ориентации, который пройдя через элемент ИЛИ 14, перебропервого канала и устройство готово к приему очередных заявок.

15

0

JQ

5

5

0

5

0

сит триггер 27 в нулевое состояние, низкий потенциал с выхода которого закроет злемент И 26,запрещая поступ - ление импульсов от генератора 20.Импульс с выхода генератора 15 также запускает генератор 16, имитируя начало режима готовности. Импульс с выхода генератора 15 через элементы ИЛИ 14, И 57, ИЛИ 10 перебрасывает триггеры 11 и 12, приводя их в исходное состояние и устройство готово к приему заявок. Импульс с выхода генератора 15 также перебрасывает триггер 28 в eдинич oe состояние, открывая вход эле мента И 30 для прохода импульсов от генератора 21, имитирующих отказы в режиме готовности.

Если при нахождении канала в режиме ориентации генератор 20 вьфаба- тывает импульс, соответствующий отказу аппаратуры канала, то поступив на вход останова генератора 15, установив его в исходное состояние, прекратив тем самым режим ориентации,пройдет через элементы И 26, ИЛИ 24 и запустит генератор 23, тем самым имитируя начало режима устранения отказа, т.е. восстановление работоспособности канала. Этот же импульс,пройдя через элемент ИЛИ 14, перебросит триг- . гер 27 в нулевое состояние, низкий потенциал с выхода которого закроет вход элемента И 26, запрещая поступ- . ление импульсов от генератора 20.

Через интервал времени, соответствующий времени восстановления канала системы, генератор 23 выработает импульс, который, пройдя через элемент ИЛИ 10, перебросит триггеры 11 и 12 в исходное состояние,и канал устройству готов к приему очередных заявок.

Если генератор 20 выработает импульс (отказ) до прихода заявок, то он пройдет через открытые элементы И 25, ИиШ 9, перебросит триггер 11 в единичное состояние,закрывая тем самым вход элементов И 13 и 6 и открывая вход злемента ЗАПРЕТ 4,а пройдя через элемент ШШ 24,запустит генератор -23, который через интервал времени восстановления выработает импульс, который,пройдя через элемент ШШ 10, перебросит триггеры 11 и 12 в нулевое состояние, открывая тем самым

вход элементов И 6 и 13 и закрывая вход элемента ЗАПРЕТ 4, т.е. вход

первого канала и устройство готово к приему очередных заявок.

Через интервал времени, соответст времени нахождения первого канала системы в режиме готовности, на выходе генератора 16 появляется импульс, который, пройдя через элемент ИЛИ 18, перебрасывает триггер 28 в нулевое состояние, закрывая вход элемента И 30, тем самым запрещая поступление отказов. Этот импульс . также перебрасывает триггер 29 в состояние, при котором открывается вход элемента И 31, тем самым разрешая пропуск импульсов (отказов) от генератора 22, и запускает генератор 17, имитируя начало непосредственного обслуживания заявок.

Через интервал времени, соответствующий времени обслуживания заявок первым каналом системы, на выходе генератора 17 появляется импульс, который пройдя через элемент ШШ 19, перебросит триггер 29 в состояние, при котором закрывается вход элемента И 31, тем самым запрещая проход импульсов от генератора 22. Импульс с выхода генератора 17 поступает на первый выход 55 устройства и имитирует обслуженную заявку первым каналом систем).

Если при нахождении канала в режиме готовности генератор 21 вырабатывает импульс, имитирующий отказ, то поступив на вход останова генератора 16, устанавливает его в исходное состояние, прервав тем самым режим го- товности,, пройдет через элементы И 30, ИЛИ 24 и запустит генератор 23, тем самым имитируя начало устранения возникшего отказа. Этот же импульс, Пройдя через элемент ШШ 18, перебросит триггер 28 в состояние, при котором закроется вход элемента И 30. Через интервал времени, соответствую- ший времени восстановления канала системы, генератор 23 вырабатывает импульс, который, пройдя через элемент ИЛИ 10 перебросит (или подтвердит) триггеры 11 и 12 в исходное состояние и канал устройства готов к приему очередных заявок.

Если при нахождении канала в режиме обслуживания заявок генератор 22 вьфабатывает импульс, имитирующий отказ, то, поступив на вход останова генератора 17, устанавливает его в исходное состояние, прервав тем самьм режим обслуживания, пройдет элементы И 31, ИЛИ 24 и запустит генератор 23

5

.

5

0

0

тем самьпу имитируя .начало устранения возникшего отказа. Этот же ILмпyльc, пройдя через элемент ИЛИ 19, перебро сит триггер 29 в состояние, при котором закроется вход элемента И 31, Через интерВсШ времени, соответствующий времени восстановления канала системы, генератор 23 вырабатывает импульс, который, пройдя через элемент ИЛ1 10, перебросит (или подтвердит) триггеры 11 и 1 2 в исходное состояние и устройство готово к приему очередных заявок,,

При поступлении заявки во второй канал она проходит через элементы И 3 на вход элемента И 7, который открыт под действием высокого потенциала с единичного выхода триггера 54. Элемент И 25 в исходном состоянии открыт, элементы И 26, 30 и 31 закрыты за счет соответствующих потендиа- лов с выходов триггеров 12, 27, 28 и 29 соответственно.

Пришедшая заявка с выхода И 7 проходит элемент И 49 и запускает генератор 42-,, имитируя начало режима ориентации второго канала к обслуживанию заявки, перебрасывает триггер 50 в состояние, при котором открывается элемент И 45, тем самым разрешая поступление импульсов от генератора 38, имитирующих отказ второго канала в этом реядаме. Одновременно этот же импульс с выхода элемента И75пройдя через элемент ИЛИ 37 , перебросит триггер 54 в состояние,при котором закроется элемент И 49 и 7 и открывается вход элемента И 5 для прохождения очередной заявки в свободный первый канал, а также перебросит триггер 53 в состояние,при котором элемент И 48 закроется.

Через интервал времени, соответствующий моделируемому случайному закону времени .ориентации второго канала к обслуживанию заявок, генератор 42 вырабатывает импульс, имитирующий окончание режима ориентации, который, .пройдя через элемент ИЛИ 34, перебросит триггер 50 в состояние, при котором закроется элемент Н 45, запрещая поступление импульсов от генератора 38. Импульс с выхода генератора 42 также запускает генератор 43, имитируя начало режима готовност, импульс с выхода генератора 42, пройдя через элемента ИЛИ 34, И 58, ИЛИ 33, перебрасывает триггеры 53 и 54 в исходное состояние и канал устройства готов к приему очередной заявки. Импульс с выхода генератора 42 также перебрасывает триггер 51 в состояние при котором открывается элемент И 46 для прохода импульсов от генератора 39, имитирующих отказы в режиме готовности второго канала.

Если при нахождении канала в режи ме ориентации генератор 38 вьфаба- тывает импульс, соответствующий отказу аппаратуры второго канала, то, поступив на вход останова генератора 42, установив его в исходное состояние, прекратив тем самым режим ори- ентац ии, пройдя через элементы И 45, ИЛИ 32 и запустит генератор 41, имитируя тем самым начало режима устранения отказа, т.е. восстановления работоспособности канала. Этот же импульс, пройдя через элемент ИЛИ 34 перебросит триггер 50 в состояние, при котором закроется вход элемента И 45, запрещая поступление импульсов от генератора 38.

Через интервал времени, соответствующий времени восстановления второго канала системы, генератор 41 вырабатывает импульс, который, пройдя через элемент ИЛИ 33, перебросит триггеры 53 и 54 в исходное состояние и канал устройства готов к приему очередных заявок.

Если генератор 38 вырабатывает импульс (отказ) до прихода заявки, то он проходит через открытые элементы И 48, ИПИ 37, перебрасывает триггер 54 в состояние, при котором закрывается вход элементов И 49 и 7, а пройдя через элемент ИЛИ 32, запустит генератор 41, который через интервал времени восстановления вырабатывает импульс, который, пройдя через элемент ИЛИ 33, перебросит триггеры 53 и 54 в состояние, при которых открываются входы элементов- И 7 и 49, т.е. вход второго канала устройства для приема очередных заяво1с.

Через интервал времени, соответствующий времени нахождения второго канала -системы в режиме готовности, на выходе генератора 43 появляется импульс, который, пройдя через элемент ИЛИ 35, перебрасывает триггер

51в состояние, при котором закрывается вход элемента И 46 - триггер

52в состояние, при котором открывается вход элемента И 47, разрешая

тем самым проход импульса (отказов) от генератора 40, и запускает генератор 44,имитируя начало непосредственного обслуживания заявок. Через интервал времени, соответствующий времени обслуживания заявок вторым каналом системы, на выходе генератора 44 появляется импульс, JQ который, пройдя через элемент ИЛИ 36, перебросит триггер 52 в состояние, при котором закрывается вход элемента И 47, запрещая тем самым проход импyлJьcaм от генератора 40. Импульс ., с выхода генератора 44 поступает на второй выход 56 устройства и имитирует обслуженную заявку ;во втором кй- нале системы.

Если при нахождении канала в режи- 2Q ме готовности генератор 39 вырабатывает импульс, имитирующий отказ, то, поступив на вход останова генератора 43, прерывает режим готовности и, пройдя элементы И 46, ИЛИ 32, запус- 2 ТИТ генератор .41, тем самым имитируя начало устранения возникшего отказа. Этот же импульс, пройдя через элемент ИЛИ 35, перебросит триггер 51 в состояние, при котором закроется вход элемента И 46. Через интервал времени, соответствующий времени восстановления второго канала системы, генератор 41 вьфабатывает импульс, который, пройдя через элемент ИЛИ 33, перебросит (или прдтвер- дит) триггеры 53 и 54 в исходное состояние и канал устройства готов к приему очередных заявок.

Если при нахождении второго канала в режиме обслуживания заявок генератор 40 вырабатывает импульс, имитирующий отказ, то, поступив на вход останова генератора 44, устанавливает его в исходное состояние, прервав тем самым режим обслуживания, пройдет элементы И 47, ИЛИ 32 и.запустит генератор 41, тем самым имитируя начало устранения возникшего отказа. Этот же импульс, пройдя через элемент ИЛИ 36, перебросит триг- гер 52 в состояние, при котором закроется вход элемента И 47. Через интервал времени, соответствующий времени восстановления канала системы, генератор 41 вырабатывает импульс, 5 который,пройдя через элемент ИЛИ 33, перебросит (или подтвердит) триггеры, 53 и 54 в исходное состояние и канал готов к приему очередных заявок.

30

В случае, если один из каналов за нят, то открьшающийся в этом случае элемент И 5 или элемент И 4 разрешает гфохождение заявки в свободный канал, а отсутствие сигнала на втором входе элемента И 6 или элемента И 7 запрещает прохождение заявки в занятый канал.

В случае, если оба канала заняты, заявка из-за отсутствия сигналов на вторых входах элементов И 6 и 7 получает отказ. В случае, завершения ориентации одного из каналов, поступившая заявка принимается этим кана- лом и даже процесс повторяется.

Формула изобретения

- Устройство для моделирования двух

канальной системы массового обслуживания, содержащее триггер управления ,и два канала обслуживания,каждый из которых содержит первый триггер, элемент ЗАПРЕТ, два элемента И, еди Ничный и нулевой входы триггера управления являются соответственно входами выбора первого и второго канала обслуживания устройства, а единичный и нулевой выходы триггера управления соединены с первыми входами первых элементов И соответственно первого и второго каналов обслуживания, вторые входы которых объединены

между собой и являются информацион„

ным ВХОДОМ устройства, который сое- динен также с прямыми входами элементов ЗАПРЕТ первого и второго каналов обслуживания, выход элемента ЗАПРЕТ первого канала обслуживания объединен с выходом первого элемента И второго канала обслуживания и подключен к первому входу второго элемента И второго канала обслуживания, второ вход которого объединен с инерсным входом элемента ЗАПРЕТ второго канала обслуживания, выход которого объединен с вьгходом первого элемента И первого канала обслуживания и подключен к первому входу втррого элемента И первого каНала обслуживания, второй вход которого соединен с инверсным входом элемента ЗАПРЕТ первого канапа обслуживания, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможное- тей за счет учета режимов отказов и восстановления каналов обслуживания устройства, каждый канал обслужи

Q 5

0

0

с

- 5

0

5

0

вания содержит шесть элементов ИЛИ, пять триггеров, шесть элементов И и генераторов импульсов со случайным интервалом следования, в каж- , дом канале обслуживания единичный выход первого триггера соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с единичным входом второго триггера, с первым входом третьего элемента И и с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с единичным входом первого триггера, нулевой вход которого объединен с нулевым входом второго триггера и подключен к выходу второго элемента ИЛИ, а нулевой выход первого триггера соединен с вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с единичным входом третьего триггера и с входом Пуск первого генератора импульсов со случайным интервалом следования, выход которого соединен с входом Пуск второго генератора импульсов со случайным интервалом следования, с единичным входом четвертого триггера и с первым входом,третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с нулевьм входом третьего триггера и с первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход второго генератора импульсов со случайным интервалом следования соединен с входом Пуск третьего генератора импульсов со случайным интервалом следования, с единичным входом пятого триггера и с первым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с нулевым входом четвертого триггера, выход третьего генератора импульсов со случайным интервалом следования является выходом данного канала обслуживания устройства и соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с. нулевым входом пятого триггера, нулевой выход второго триггера соединен с первым входом пятого элемента И,, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ШШ и с первым входом шестого элемента И.ПИ, вьпсод которого соединен с входом Пуск четвертого генератора импульсов со случайным интервалом следования, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход пятого генератора импульсов

со случайным интервалом следования . соединен с входом Стоп первого генератора импульсов со случайным ин- , тервалом следования, с вторым входом третьего элемента ИЛИ, с вторым входом пятого элемента И и с первым входом шестого элемента И, выход которого соединен с вторым входом шестого элемента ИЛИ, единичный выход .третьего триггера соединен с вторыми входами четвертого и шестого элементов И, выход шестого генератора импульсов со случайным интервалом следования соединен с входом Стоп рого генератора импульсов со случайным интервалом следования, с вторым входом четвертого элемента ИЛИ и с

Редактор В. Иванова

Составитель А. Карасов

Техред М.Ходанич Корректор Л. Патай

Заказ 3707/49Тираж 671Подписное

ВНИИШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

первым входом седьмого элемента И, выход которого соединен с третьим входом шестого элемента ИЛИ, единичный выход четвертого триггера соединен с вторым входом седьмого элемента И, выход седьмого генератора импульсов со случайным интервалом следования соединен с входом Стоп

третьего генератора импульсов со. случайным интервалом следования, с вторым входом пятого элемента ИЛИ и с первым входом восьмого элемента И, ВЫХОД которого соединен с четвертьм

входом шестого элемента ИЛИ, единич- ньш выход пятого триггера соединен с вторым входом восьмого элемента И.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при аппаратурном исследовании двухканальных систем массового обслуживания (СМО). Цель изобретения расширение функциональньк возможностей устройства за счет воспроизведения динамики и режимов функционирования двухканальных СМО. Данная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введено десять элементов И, двенадцать элементов ИЛИ, семь триггеров, четырнадцать генераторов импульсов. Введение указанных элементов позволяет существенно повысить точность моделирования и расширить функциональные возможности устройства, исследовать широкий класс двухканальных СМО с учетом динамики и режимов их функционирования. Положитель- ,ный эффект заключается в повышении точности и расширении функциональных возможностей устройства при исследовании двухканальных СМО с учетом реальных условий, имеющих место при их эксплуатации. 1 ил. о (