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

СП

о ч

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь- зовано при определении вероятностных характеристик систем массового обслу живания.

Цель изобретения - повышение точности моделирования за счет получения временных зависимостей математического ожидания значения вероятное- тей свободного состояния системы путем многократного моделирования развернутых во времени процессов обслуживания.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, ге.нератор 2 заявок, счетчики длительности интервала 3, времени простоя 4, длительное- ти этапа, моделирования 5, числа этапов 6 числа реализации 7, четвертый 8, тре:тий 9, второй 10, первый 11 и пятый 12 элементы И, первый 13 и второй 14 элементы ИЛИ, первый 15 и второй 16 многовходовые элементы И, первый 17 и. второй 18 многовходовые элементы ИЛИ, реверсивный счетчик 19 очереди, реверсивный счетчик 20 занятых каналов, третий 21, вто- рой 22, первый 23, четвертый 24 элементы запрета,) блок 25 элементов запрета, пятый 26 и шестой 27 элементы запрета, группу блоков элементов И 28 и группу накапливающих сумматоров 29, блок 30 случайных временных задержек, вероятностно-распределительный блок 31, вход 32 запуска,первый 33 и .второй 34 триггеры, делитель 35, первый 36, второй 37 и тре- тий 38 дешифраторы

Устройство работает следующим об- разомс

Количество М реализаций моделирования задается кодом дешифратора 38„ Интервалы моделирования разбиты на п интервалов отображения„ После каждого прогона моделирования накапли- вающие сумматоры 29, соответствующие интервалам отображений, накапливают суммы значений вероятности свободного состояния системы. После окончания М реализаций на соответствующих сум- маторах 29 формируются значения математического ожидания значения вероятности свободного состояния системы на каждом интервале отображения« .

0 5 п ,.

5

5

п

В исходном состоянии накапливающие сумматоры обнулены, триггеры 33 .и 34 находятся в нулевом состоянии.

Подачей единичного сигнала на установочный вход 32 устройство переводится в режим моделирования о Сигнал переводит триггер 34 в . единичное состояние, .чем снимается положительный потенциал с управляющего входа элемента 24 запрета через элемент ИЛИ 14 о Тогда тактовые импульсы, вырабатываемые генератором 1 тактовых импульсов, начинают поступать на генератор. 2 заявок, на счетный вход счетчика 5, на счетный вход счетчика 3 и через элемент 26 запрета на счетный вход счетчика 4„

При установлении на выходе счетчика 5 кода, соответствующего окончанию интервала отображения, дешифратор 36 вьщает единичный сигнал на вход триггера 33, Сигнал переводит последний в единичное состояние. Тогда сигнал с прямого выхода триггера 33 поступает на вход элемента И 8 и через элемент ИЛИ 14 закрывает элемент 24 запрета для прохождения тактовых импульсов о Установление триг гера 33 в единичное состояние приводит к снятию запрещающего сигнала с элемента 25 запрета, к выходам которого подключена группа элементов И 28 9 000, 28(,о

Дешифратор 37 вырабатывает единичный сигнал по шине, соответствующий коду на выходе счетчика 6, и открывает один из элементов И группы 28 при наличии информации на выходе элемента 25 запрета

Следующий тактовый импульс через элемент И 8 обнуляет счетчики 3, 4 и 5, триггер 33 и поступает на счетный вход счетчика 6, который подсчитывает число интервалов отображения и -переводит его в следующее состояние о

Генератор 2 заявок при поступлений на его вход тактовых импульсов вырабатывает импульсы, имитирунлдие поступление заявок Через открытые элементы 21 и 22 запрета импульс поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 20 числа занятых . каналов обслуживания,.чем увеличивает его код на единицу, и через элемент ИЛИ 13 - на вход блока 30 случайных временных задержек, чем имитируется начало обслуживания Блок

30 случайных временных задержек вырабатывает сигнал, означающий окончание обслуживания, и передает его вероятностно-распределительному блоку 31 . С вероятностью Р обслуживазавершено, с вероятние может быть

костью (1 - Р) заявка может потребовать дополнительного кванта обслуживания о

В этом случае на входе вероятностно-распределительного блока 31 появляется сигнал, поступающий через элемент ИЛИ 13 на вход блока 30 случайных временных задержек, имитируя поступление заявок на продолжение обслуживания очередным квантом о Ее- . ли кванта обслуживания хватило, на другом выходе вероятностно-распределительного блока 31 появляется сигнал, который через открытый элемент 23 запрета поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 20 числа занятых каналов обслуживания.

Если все каналы обслуживания заняты, а выходе элемента И 16 появляется сигнал, закрывающий элемент 22 зйпрета и открывающий элемент И 9 Тогда импульс, имитирующий поступление заявки, поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 21 числа заявок в очереди

Если В очереди есть хотя бы одна заявка, на выходе элемента ИЛИ 17 присутствует сигнал, закрывающий элемент 23 запрета и открывающий элементы И 10 и 11. Тогда сигнал со второго выхода вероятностно-распределительного блока 31 поступает на. вычитающий вход реверсивного счетчика 19 числа заявок в очереди и через элемент ИЛИ 13 на вход блока 30 случайных временных задержек,имитируя начало обслуживания заявки из очереди.

Таким образом, на каждом интервале отображения счетчик 3 подсчитыва- Iет общее число поступивших за интервал тактовых импульсов, счетчик .4 - число тактовых импульсов, поступивших в моменты, когда в системе не находилось ни одной заявки Результат на выходе делителя 35 в конце каждо10

15

При установлении на выходе счетчика 6 кода, соответствующего окончанию моделирования, дешифратор 37 выраба- тьшает сигнал, открывающий элемент И 12 и группу элементов И 28, обнуляет триггер 34 о Тогда сигнал с инверсного выхода последнего через элемент ИЛИ 14 закрывает элемент 24 запрета для прохождения тактовых импульсов, что соответствует окончанию одной реализации моделирования

В то же время сигнал, вырабатьшаемьй дешифратором 37, поступает на счетный вход счетчика 7, который подсчитывает число реализаций моделирования С выхода элемента И 12 так20 товый импульс обнуляет счетчик 6 и через открытый элемент 27 запрета (ноль с выхода дешифратора 38) устанавливает в единичное состояние триггер 34 Начинается новая реализация

25 моделирования о

Код счетчика 7 поступает на дешифратор 38, Последний настроен на код числа реализаций моделирования, равный 10. Если код, поступающий со

30 счетчика 7 меньше, нулевой сигнал с выхода дешифратора 38 открывает элемент 27 запрета

При установлении на выходе счетчика 7 кода, соответствующего окон„g чанию работы, дешифратор 38 на. выходе вырабатывает единичный сигнал, закрывающий элемент 27 запрета для прохождения тактовых импульсов на единичный вход триггера 34

40 Показания i-ro сумматора 29 равны Ai lO, где К определяет положение

1 занятой

в отсчете Таким образом,

устройство является прямопоказываю- щим и позволяет с большей точностью 45 определять периоды наибольшей или наименьшей загрузок системы обслуживания, исследовать вероятность характеристики развернутого, во времени процесса обслуживания заявок,,

50

Формула изобретения

Устройство для моделирования, систем массового обслуживанияJ содержа- го интервала отображения означает ве- 55 генератор тактовых импульсов, роятность свободного состояния систе- счетчик длительности этапа моделиро

элементов И группы 28 на соответст- вующий номеру интервала сумматор 29,

При установлении на выходе счетчика 6 кода, соответствующего окончанию моделирования, дешифратор 37 выраба- тьшает сигнал, открывающий элемент И 12 и группу элементов И 28, обнуляет триггер 34 о Тогда сигнал с инверсного выхода последнего через элемент ИЛИ 14 закрывает элемент 24 запрета для прохождения тактовых импульсов, что соответствует окончанию одной реализации моделирования

В то же время сигнал, вырабатьшаемьй дешифратором 37, поступает на счетный вход счетчика 7, который подсчитывает число реализаций моделирования С выхода элемента И 12 так0 товый импульс обнуляет счетчик 6 и через открытый элемент 27 запрета (ноль с выхода дешифратора 38) устанавливает в единичное состояние триггер 34 Начинается новая реализация

5 моделирования о

Код счетчика 7 поступает на дешифратор 38, Последний настроен на код числа реализаций моделирования, равный 10. Если код, поступающий со

0 счетчика 7 меньше, нулевой сигнал с выхода дешифратора 38 открывает элемент 27 запрета

При установлении на выходе счетчика 7 кода, соответствующего оконg чанию работы, дешифратор 38 на. выходе вырабатывает единичный сигнал, закрывающий элемент 27 запрета для прохождения тактовых импульсов на единичный вход триггера 34

0 Показания i-ro сумматора 29 равны Ai lO, где К определяет положение

1 занятой

в отсчете Таким образом,

устройство является прямопоказываю- щим и позволяет с большей точностью 5 определять периоды наибольшей или наименьшей загрузок системы обслуживания, исследовать вероятность характеристики развернутого, во времени процесса обслуживания заявок,,

50

Формула изобретения

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при определении вероятностных характеристик систем массового обслуживания. Цель изобретения - повьшение точности моделирования. Цель достигается введением группы накапливающих сумматоров, элемента И, элемента запрета, счетчика числа реализаций, дешифратора Устройство позволяет определять периоды наибольшей или наименьшей загрузок системы обслуживания, исследовать вероятностные характеристики развернутого во времени процесса обслуяошания заявок. 1 ил.

мы обслуживания на данном интервале, Через открытый элемент 25 запрета результат заносится через один из

вания, генератор заявок, счетчик числа этапов, первый, второй, третий и четвертый элементы И, первый и второй

элементы ИЛИ, счетчик длительности

интервала и счетчик времени простояj

первый и второй многовходовые элементы И, первый и второй многовходовые

элементь ИЛИ, реверсивный счетчик очереди, блок .элементов запрета, реверсивный счетчик занятых каналов,

с первого по пятый элементы запрета, группу блоков элементов И, первьй и

второй триггеры5 делитель, первый и второй дешифраторы} блок случайных временных задержек, вероятностно- распределительный блок, первый выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, второй выход подключен к информационному входу первого элемента запрета и. к первым входам первого и второго элементов И, выход второго элемента И соединен .с вычитающим входом реверсивного счётчика очереди5 разрядные выходы которого подключены соответственно к входам первого многовходового элемента И и к входам первого многовходового элемента ИЛИ, выход первого многовходового элемента ИЛИ подключен к вторым входам первого и второго элементов И и к управляющему входу первого элемента запрета, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика занятых каналов э разрядные выходы которого подключены соответственно к входам второго многовходового элемента ИЛИ к к входам.второго многовходового элемента И, выход которого соединен с управляющим входом второго элемен- га запрета и с первым входом третьего элемента И, выход которого подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика очереди выход второго элемента запрета подключен к второму

входу первого элемента ИЛИ и к сумми рующему входу реверсивного счетчика занятых каналов, выход первого эле мента И соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, выход первого

многовходавого элемента И подключен к управляющему входу третьего элемента запрета, выход которого подключен к второму входу третьего элемента И и информационному входу второго элемента .запретаJ выход генератора заявок подключен к информационному входу третьего элемента запрета, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом блока случайных временных задержек выход которого подключен

5

0

5

0

5

0

5

0

5

к информационному входу вероятностно- распределительного блока, выход генератора тактовых импульсов подключен к информационному входу четвертого элемента запрета и к первому входу четвертого элемента И, выход которого соединен с входом сброса счетчика длительности этапа моделирования, со счетным входом счетчика числа этапов, с единичным входом первого триггера и входами сброса счетчика длительности интервала и счетчика времени простоя, . разрядные выходы которого подключены соответственно к первым входам делителя, выходы которого подключены к информационным входам блока элементов запрета, управляющий вход которого соединен с инверсным выходом первого триггера, прямой выход которого подключен к второму входу четвертого элемента И и первому входу второго элемента ШШ, выход которого соединен с управляющим входом четвертого элемента запрета, выход четвертого элемента запрета подключен к входу запуска генератора заявок, к счетному Входу счетчика длительности этапа моделирования, счетному входу . счетчика длительности интервала и информационному входу пятого элемента запрета, выход которого соединен со счетным входом счетчика времени простоя, разрядные вых.оды которого подключены соответственно к вторым входам делителя, разрядные выходы счетчика длительности этапов моделирования соединены соответственно с входами первого дешифратора, выход которого подключен к нулевому входу первого триггера, выходы блока элементов запрета соединены соответственно с информационными входами всех блоков элементов И группы, управляющие входы которых подключены соответственно к выходам второго дешиф - ратора, входы которого соединены соответственно с разрядными выходами счетчика числа этапов моделирования j. первый выход второго дешифратора соединен с нулевым входом второго триггера, единичный вход которого является входом запуска устройства, а инверсный выход второго триггера подключен к второму входу второго эле- мента ИЛИ, выход второго многовходо- . вого элемента ИЛИ соединен с управляющим входом пятого элемента запрета, отличающееся теМдЧто

с целью повышения точности моделирования , оно дополнительно содержит группу накапливающих сумматоров, пятый элемент И, шестой элемент запрета, счетчик числа реализации и третий дешифратор, причем первый вход пятого элемента И соединен с выходом генератора тактовых импульсов, второй вход пятого элемента И подключен к первому выходу второго дешифратора, а выход пятого элемента И соединен с информационным входом шестого элемента запрета и входом обнуления

счетчика числа этапов, счетный вход счетчика числа реализаций соединен с первым вьпсодом второго дешифратора, а его разрядные выходы подключены соответственно к входам третьего дешифратора, выход которого соединен с управляющим входом шестого элемента запрета, выход которого подключен к единичному входу второго триггера, выходы блоков элементов И группы подключены к информационным входам соответствующих накапливающих сумматоров группыо