Устройство для моделирования систем массового обслуживания Советский патент 1988 года по МПК G06N7/08 

со

00

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для моделирования систем массового обслуживания с очередями.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет моделирования работы систем массового обслуживания с повторными вызовами.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 случайного потока заявок, триггер 2, третий 3, первый 4 и второй 5 элементы И, третий 6, первый 7 и второй 8 элементы ИЛИ, элемент 9 запрета, реверсивный счетчик 10, генератор 11 импульсов со случайным интервалом следования, генератор 12 случайных импульсов, счетчик 13 импульсов, схему 14 сравнения, датчик 15 случайных чисел, элемент 16 задержки.

В основу работы устройства положена следующая вербальная модель. Устройство моделирует работу систем массового обслуживания с ограниченной длиной очереди и отказами в приеме заявок к обслуживанию при заполнении очереди. Заявки на обслуживание поступают от источника заявок, поведение которого характеризуется следующи.м образом.

Интервалы между появлениями заявок случайны, распределены по требуемому закону и остаются постоянными, т.е. параметры закона распределения не изменяются до тех пор, пока в очереди имеется хотя бы одно свободное место. Как только происходит заполнение очереди, начинается моделирование работы источника заявок с повторными вызовами. При этом первая заявка, заставшая обслуживающий прибор занятым, начинает повторяться через случайные интервалы времени с интервалами, распределенными по закону распределения повторных вызовов. В общем случае интервалы между появлениями заявок в этом режиме значительно меньше интервалов между появлениями заявок в режиме нормальной работы источника заявок. Режим повторного вызова продолжается до тех пор, пока заявку или примут к обслуживанию (поставляет в очередь), или истечет максимально допустимое время повторных вызовов или максимально допустимое число повторных вызовов, определяемых соответствующими законами распределения. После окончания режима повторного вызова источник заявок переходит в обычный режим работы, а последующая заявка в зависимости от состояния обслуживающего прибора может или приниматься к обслуживанию, или переходить в режим повторного вызова.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии реверсивный счетчик 10 и счетчик 3 импульсов обнулены, генераторы не запущены, триггер 2 находится в состоянии, при котором на входе останова работы генератора 1 сигнал, запрещающий работу, отсутствует, элемент 9 запрета открыт по управляющему входу, элемент И 4 закрыт нулевым сигналом с выхода элемента И 3, элемент И 5 закрыт нулевым сигналом с выхода триггера 2, на выходе схемы сравнения также нулевой сигнал.

С момента запуска устройства гене0 ратор 1 начинает вырабатывать импульсы, имитирующие заявки на обслуживание, которые через элемент ИЛИ 7, открытый элемент 9 запрета поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 10, образуя очередь: С разрядных выходов счетчика 10 через элемент ИЛИ 6 сигнал поступает на запуск генератора I 1 импульсов со случайным интервалом следования, который вырабатывает импульсы, имитирующие обслуживание заявки, поступающие

0 на вычитающий вход реверсивного счетчика 10.

После заполнения всей очереди в реверсивном счетчике 10 появляется сигнал на выходе элемента И 3, который закрывает элемент 9 запрета и открывает элемент И 4.

5 Следующая заявка, выработанная генератором 1 в момент занятости своей очереди, поступает через элемент И 4 на запуск генератора 12 случайных импульсов и датчик 15- случайных чисел. Начинается процесс моделирования повторных вызовов ге нератором 12. Он вырабатывает последовательность импульсов со случайными интервалами между ними, распределенными по закону повторения повторных вызовов. В общем случае математическое ожидание продолжительности интервала между импульса5 .ми генератора 12 значительно меньще величины математического ожидания продолжительности интервала между импульсами генератора 1. Этим самым моделируется скачкообразное увеличение интенсивности

0 потока заявок в режиме повторного вызова. Величина дисперсии характеризует степень корреляционных связей между повторными вызовами. В частном случае при нулевой дисперсии сигнала генератора 12 этот генератор вырождается в генератор тактовых

5 импульсов, следующих с постоянной частотой.

Импульсы генератора 12 считаются счетчиком 13 импульсов. Одновременно первый импульс генератора 12 опрокидывает триггер 2, подавая на генератор 1 напряже0 ние, запрещающее его работу и открывает по соответствующему входу элемента И 5. Каждый импульс генератора 12 проходит и элемент ИЛИ ,7, но так как очередь занята полностью, то элемент 9 запрета закрыт и через него сигналы не проходят. Импульсы

5 генератора 12 считаются счетчиком 13 импульсов, число с которого подается на схему сравения, где сравнивается со случайным числом, выработанным датчиком 15 одновременно с запуском генератора 12. Сравнение кодов осуществляется сигналами с выхода генератора 12, задержанными на величину переходных процессов в счетчике 13 элементом 16 задержки. Числа, вырабатываемые датчиком 15 случайных чисел, представляют для каждого случая работы в режиме повторного вызова значение максимально допустимого числа повторных вызовов для данного режима (или максимально допустимого времени повторных вызовов, что эквивалентно). При совпадении чисел, подсчитанных счетчиком 13 и выработанных датчиком 15, сигнал с выхода схемы 14 сравнения через элемент ИЛИ 8 останавливает работу генератора 12, сбрасывает счетчик 13 и датчик 15 в исходное состояние и переводит триггер 2 в состояние, при котором снимается напряжение с входа останова работы генератора 1. Этим моделируется прекращение работы устройства в режиме повторного вызо ва. Генератор 1 снова начинает вырабатывать импульсы заявок, распределенные по своему закону.

Если в момент появления первого сигнала на выходе генератора 1 очередь в счетчике 10 занята полностью, то снова запускаются через элемент И 4 генератор 12 и датчик 15 и начинается новый режим повторного вызова.

При работе устройства в режиме повторного вызова при освобождении места в очереди элемент 9 запрета открывается. Первый же импульс генератора 12, появивщийся после открытия элемента 9 запрета, проходит через элемент ИЛИ 7, элемент 9 запрета и поступает в очередь на реверсивный счетчик 10. Одновременно этот же импульс с выхода элемента 9 запрета проходит элемент И 5, элемент ИЛИ 8, переводит триггер 2 в исходное состояние и прекращает работу генератора 12, сбрасывая при этом счетчик 13 и датчик 15. Таким образом, моделируется прием заявки к обслуживанию в режиме повторного вызова.

Формула изобретения

Устройство для моделирвания систем массового обслуживания, содержащее генератор случайного потока заявок, элемент

запрета, реверсивный счетчик, схему сравнения и генератор имнульсов со случайным интервалом следования, выход KOTOpoi o под- к,-1ючен к вычитающему входу реверсивного

счетчика, суммируюншй вход Koiopoi o соединен с выходом элемента запрета, отличающееся тем, что, с целью раснжрения функциональных возможностей за счет моделирования работы систем массового обслужива ния с повторными вызовами, оно содержит элемент задержки, элементы И, ИЛИ, триггер, генератор случайных импульсов, счетчик импульсов и датчик случайных чисел, причем выход генератора случайного потока заявок соединен с первым входом пер5 вого элемента ИЛИ и первым входом первого элемента И, выход которого подключен к входам запуска генератора случайных импульсов и датчика случайных чисел, разрядные выходы которого соединены с первой группой входов схемы сравнения, выход сиг0 нала «Равенство которой подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входами сброса датчика случайных чисел и счетчика импульсов, входом останова генератора слу5 чайных импульсов и первым входом триггера, выход которого соединен с входом останова генератора случайного потока заявок и с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход генератора случай0 ных импульсов непосредственно соединен с информационным входом счетчика импульсов, с вторым входом первого элемента ИЛИ, с вторым входом триггера и через элемент задержки подключен к входу разрешения сравнения схемы-сравнения, разрядные вы5 ходы счетчика импульсов соединены соот ветственно с второй группой входов схемы сравнения, выход первого э,1емента ИЛИ подключен к информационному входу э,ле- мента запрета, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И. разряд0 ные выходы реверсивного счетчика подключены соответственно к входам третьего элемента ИЛИ и третьего элемента И, выход третьего элемента И соединен с управляющим входом элемента запрета и вторым входом первого элемента И, выход третьего элемента ИЛИ подключен к входу запуска генератора импульсов со случайным интервалом следования.

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для моделирования систем массового обслуживания с очередями. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет моделирования работы систем массового обслуживания с повторными вызовами. Устройство включает генератор 1 случайного потока заявок, элемент 9 запрета, реверсивный счетчик 10, схему 14 сравнения, генератор 1 импульсов со случайным интервалом следования, элемент 16 задержки, элементы И 3-5, элементы ИЛИ 7, 8, триггер 2, генератор 12 случайных импульсов, счетчик 13 импульсов и датчик 15 случайных чисел. Устройство позволяет моделирвать работу систем массового обслуживания с ограниченной длиной очереди. При заполнении очереди и появлении новых заявок устройство переходит в режим работы с повторными вызовами. Этот режим характеризуется тем, что заявка в режиме повторного вызова повторяется до тех пор, пока не будет принята к обслуживанию или по истечении максимально допустимого числа повторных вызовов снимается с режима повторения и теряется. В режиме повторного вызова возможна регулировка максимального числа повторных вызовов и закона распределения интервалов между соседними повторными вызовами. 1 ил. i (Л