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

Изобретение относится к вычисли- 1тельной технике и может быть исполь- 3овано при исследовании систем массового- обслуживания и сетей массово- го обслуживания, состоящих из нескол ких систем массового обслуживания.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет модепирования повторно- го обслуживания заявок, недообслужен ных изтза отказов обслуживающих при- бороВс

На фиг« 1 приведена структурная |схема устройства; на фиг. 2 - схема |блока случайных временных задержек. : Устройство содержит генератор 1 {случайного потока импульсов заявок, счетчик 2 общего числа заявок, пер- |вый 3 и второй 4 счетчики числа зая|вок, получивших отказ в обслужива- иии, первый 5 - шестой 10 элементы iH, первый 11 - шестой 16 элементы .запрета, первый 17 - седьмой 23 элементы ИЛИ, первый 24 и второй 25 блоки случайных временных задержек, первый 26 и второй 27 вероятностно- распределительные блоки, первый 28 - четвер-тый 31 реверсивные счетчики, первый 32 - четвертый 35 многовхо- довые элементы И, первый 36 и второй 37 многовходовые элементы ИЛИ, пер- вый 38 и второй 39 счетчики числа заявок, получивших отказ в обслужива ;нии из-за отказов обслуживающих при- :боров, седьмой 40 и восьмой 41 элементы MS восьмой элемент ИЛИ 42, триггер 43 и входы 44 и 45,

Блоки 24 и 25 случайных временных задержек содержат элементы ИЛИ-НЕ 46р элементы ИПИ 47, элементы НЕ 48, четыре элемента ИЛИ 49 и каналы 50, каждый из которых содержит первьй 5Г- четвертый 54 элементы И, первый 55 и„ второй 56 триггеры, первый 57 и второй 58 элементы ИЛИ, первый 59 и второй 60 элементы случайной задер яжи, генератор 61 отказов, вход 62 блока,, первый 63 - четвертый 66 выходы«

Блок 24 работает следующим образом. В исходном состоянии триггеры 55 и 56 всех каналов находятся в исходном состоянии. При этом триггеры 55 обеспечивают наличие нулевых потенциалов на выходах элементов ИЛИ-НЕ 46 каналов с номерами, большими И.ПИ равными номеру триггера 55. Для открытия каждого из элементов

г

0

5 0 5 0 5

О

0

5

И 51 требуется единичный потенциал с выхода соответствующего элемента ИЛИ-НЕ 46. Если свободен один из каналов 50, например, с номером i, его триггер 55 находится в единичном состоянии и сигналом с его выхода исключается возмо)га{ость прохождения импульса, имитирздащего поступление заявки на входы каналов с большими номерами.

Импульс, поступивший на вход 62, через открытый элемент И 51 первого канала 50 и элемента ИЛИ 58 пройдет на нулевой вход триггера 55 и непосредственно с выхода элемента И 51 на вход элемента 59 (случайной задержки первого канала. До тех пор, пока этот импульс не появится на выходе элемента 59 задержки, триггер 55 первого канала находится в нулевом состоянии и открыть м окажется лишь элемент И 51 второго канала. При поступлении следующего импульса он поступит на вход элемента 59 задержки второго канала и установит в нулевое состояние соответствующий триггер 55 и т.д.

Импульс элемента 59 задержки, появившийся на выходе через некоторое время, равное случайной длительности обслуживания, проходя через открытый (так как триггер 56 в единичном состоянии) элемент И 54, элемент ИЛИ 57, установит соответствующий триггер 55 в единичное состояние и одновременно с выхода элемента И 54 через элемент ИЛИ 49 поступает

.на выход 63 блока случайных временных задержек.

Импульс- с генератора 61, имити рующего случайный поток отказов канала, прЪходит на вход второго элемента 60 случайньпс задержек, имитирующего процесс восстановления канала, через элемент ИЛИ 58 - на нулевой вход триггера 55, имитируя занятие канала, на нулевой вход триггера 56 и на вход элемента И 53, При этом, если. канал не занимался обслуживанием (триггер 55 находится в единичном состоянии), элемент И 52 открыт, и импульс с выхода генератора 61 проходит через второй элемент ИЛИ 49 на выход 64 блока линий случайных временных задержек и сигнализирует о занятии канала, если же канал был занят обслуживанием (триггер 55 находится в нулевом

3 .

состоянии), открыт элемент И 53, и импульс генератора 61 проходит чере четвертьй элемент ИЛИ 49 на выход 66 блока случайных временных задержек, сигнализируя о прерывании об- -служивания заявки из-за отказов канала обслуживания. В последнем случае импульс, появивпгайся на выходе элемента 59 случайной задержки, не сможет пройти на выход блока задержек из-за нулевого состояния триггера 56. Для исключения появле- .ния ложного импульса на выходе элемента 59 после восстановления канал величина задержки сигнала в элементе 60 должна быть много больше задерки в элементе 59.

Импульс на выходе элемента 60 случайных.задержек, появившийся через случайное время,, равное .. случай- нЪй длительности восстановления канала, поступает на единичный вход триггера 56, одновременно через зле- мент ИЛИ 57 - на едииичньй вход триггера 55 и вместе с тем через третий элемент ИЛИ 49 на вход 65 блока случайных временных задержеКдИмити- ,руя тем самым восстановление канала обслуживания. Остальные каналы работают aHaJiorn4Ho.

Устройство работает следующим образом

Режим моделирования с -повторным обслуживанием заявок, получивших отказ из-за отказа каналов обслуживания , задаются подачей сигнала соответственно на входы 44 и 45 триггера 43. Когда в сети свободен хотя бы один канал в первом узле, сигнал на выходе многовходового элемента И 32 отсутствует, а импульсы от генератора 1 случайного потока импульсов заявок и с выход а, открытого в первом режиме элемента И 40 через открытый элемент 11 запрета, элемент ИЛИ 22, поступают на суммирукш ;ий вход счетчика 28 числа занятых каналов первого узла и одновременно через элемент ИЛИ 19 в блок 24 случайных временных задержек. Поступле- .ние импульса на суммирующий вход реверсивного счетчика 28 числа занятых каналов первого узла увеличивает его код на единицу, что означает занятие одного канала. Импульс с блока 24 случайных временных задержек, появившийся на его первом выходе, через время, равное случайной длитель43

ности обслуживания, поступает на

вход вероятностно-распределительного блока 26J который с вероятностью Р генерирует импульс по своему первому выходу и с вероятностью (1-Р) по второму. Импульс, появившийся с вероятностью Р на первом выходе .вероятностно-распределительного блока 26, по-

ступает через элемент ИЛИ,17 и открытый элемент 12 запрета на вычитающий вход реверсивного счетчика 28 числа занятых каналов первого узла и списывает из него единицу, имитируя

тем самым освобож,дение одного канала. С вероятностью (1-Р) импульс генерируется на втором выходе вероятност - но-распределительного блока 26 и по-- ступает через элемент. ИЛИ 17, элемент 12 запрета на вычитающий вход реверсивного счетчика 28 числа занятых каналов первого узла, списьшая . из него единицу, а через элемент ИЛИ 42, открытьй элемент 14 запрета,

элемент ИШ 23 .- на суммирующий вход реверсивного счетчика- 29 числа занятых каналов второго узла и через

элемент 1ШИ 20 на вход блока 25 слу- чжных временных задержек, тшитирующего процесс обслуживания. Импульс ,с первого выхода блока 25 случайных временных задержек, задержанный на время, равное случайной длительности обслуживания, поступает на вход ве- роятностно-распределительного блока 27, которьй с вероятностью Р генерирует 1л тулъс по первому выходу и с вероятностью () по второму выхо- . ду. И1 1пульс по первому выходу считы-

Бает единицу из счетчика 29. числа

занятых: каналов второго узла, а импульс по второму выходу, кроме то-I rOj поступает через элемент ИЛИ 18 вновь на обслз живание в первый узел, В момент времени, когда все каналы второго узла заняты, на выходе многовходового элемента И 33, связанного с разрядами с четчика 29 числа занятых каналов второго узла, появляется сигнал, который закрывает элемент 14 запрета, открывает элемент И 8, .импульсы с выхода элемента ИШ 42 поступают через открытый элемент И 8 и элемент 16 запрета на суммирующий вход реверсивного счетчика 31 заявок, стоящих в очереди второго узла. Поступление импульса на суммирующий вход счетчика 31 эая-j вок, стоящих в очереди второго узла.

увеличивает его код на единицу, |что означает появление в очереди еде одной заявки. На выходе много- йходоэого элемента ИЛИ 37 появляется сигнал, открывающий элемент И 9 и закрыванлций элемент 15 запрета. Импульс на первом выходе блока 25 Случайных временных задержек через I ероятностно-распределительньй блок IJ27, элемент ИЛИ 21, открытьй эле- йент И 9 поступает на вьмитанщий рход счетчика 31 числа заявок,, стоя

рих в очереди второго узла, и одно- ременно с этим через элемент ИЛИ 20 Йа вход блока 25 случайных временных ,|задержек, имитируя тем самым приня- {гие на обслуживание одной из заявок, jСтоящих в очереди. Аналогично орга )шзуется очередь и в первом узле. JB момент времени, когда все места JB очереди первого узла заняты, на ,ходе многовходового элемента И 34, Связанного с разрядами счетчика 30 мисла заявок, стоящих в очереди пер- рого уз ла, появляется сигнал, кото- рьй oTKpbffiaeT элемент И 7, закрьгаа- 0т элемент 13 запрета, и импульсы t выхода элемента И 40, открытого р первом режиме, а так.же от генератора 1 случайного потока импульсов через открытые элементы И 5 и поступают в..х:четчик 2 числа заявок Оолучйвших отказ в обслуживании. При заполнении всех мест в очереди ВТОРОГО узла на выходе многовходово- fo элемента И 35, -связанного с разрядами счетчика 31 заявок, стоящих Ь- очереди второго узла, появляется Ьигнал, которьй открывает элемент И 10, закрывает элемент 16 запрета, и импульсы с выхода элемента И 41, открытого в первом режиме, а также с второго выхода вероятностно- распределительного блока 26 через открытые элементы И 8 и 10 поступают на второй счетчик 4 числа заявок, получивших отказ в обслуживании.

Импульс, появившийся на втором , выходе блока, 24 случайньгх временных задержек, сигнализирующий об отказе одного из свободных обслуживающих каналов, проходит через элемент ИЛИ 22 на суммирующий вход реверсивного счетчика 28 числа занятых каналов первого узла, имитируя тем самым уменьшение числа свободных каналов из-за отказа одного из них. Импульс,

4187436

появив шийся на третьем выходе блока 24, через .элемент ШШ 17 поступает на вычитающий вход реверсивно(- го счетчика 28, имитируя тем самым освобождение одного .канала вследствие его восстановления. Импульс, появившийся на четвертом выходе блока 24 случайных временных задержек,

10 сигнализирующий о.наличии недообслу- женн:ой. заявки из-эа отказа канала обслуживания, поступает на вход счетчика 38 и на вход открытого в первом режиме элемента И 40, имити15 РУЯ тем самым повторное поступление на обслуживание заявкид недообслужен- ной из-за отказа канала обслуживания. Аналогично происходит функционирование во втором узле,

20 Статистические характеристики функционирования системы массового обслзокивания (сети массового обслуживания) вычисляются известными методами на основе чоказаний с гетчи25 коВо

Формула изобретения

Устройство для моделирования сис- 30 тем массового обсл гживания, содержащее, генератор случайного потока импульсов заявок, счетчик общего числа заявок, первый и второй счетчики заявок, получивших отказ в обслу- .gg живании, с первого по шестой .элементы Ир с первого по шестой элементы запрета, с первого по -седьмой элементы ИЛИ, первый и второй блоки случайных временных задержек,, пер40 зьй и второй вероятностно-распределительные блоки, с первого по вертьй реверсивные счетчики, с первого, по четвертьй многовходовые элементы И, первьй и второй миого45 входовые элементы ШШд первьй и второй счетчики числа заявок полу- чивш:-сс отказ в обслуживании из-за отказов обслуживающего прибора, разрядные выходы первого реверсивного

50 счетчрща, соединенные соответственно с входами первого многовходового элемента И, выход которого подключен к первому входу первого элемента И и управляющему входу первого элемен55 та запрета, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом второго элемента И и информационным входом второго элемента запретаj выход которого подключен к вычитающему вхоФормула изобретения

Устройство для моделирования сис- тем массового обсл гживания, содержащее, генератор случайного потока импульсов заявок, счетчик общего числа заявок, первый и второй счетчики заявок, получивших отказ в обслу- живании, с первого по шестой .элементы Ир с первого по шестой элементы запрета, с первого по -седьмой элементы ИЛИ, первый и второй блоки случайных временных задержек,, перзьй и второй вероятностно-распределительные блоки, с первого по вертьй реверсивные счетчики, с первого, по четвертьй многовходовые элементы И, первьй и второй миоговходовые элементы ШШд первьй и второй счетчики числа заявок полу- чивш:-сс отказ в обслуживании из-за отказов обслуживающего прибора, разрядные выходы первого реверсивного

счетчрща, соединенные соответственно с входами первого многовходового элемента И, выход которого подключен к первому входу первого элемента И и управляющему входу первого элемента запрета, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом второго элемента И и информационным входом второго элемента запретаj выход которого подключен к вычитающему входу первого реверсивного счетчика, вьпсод первого элемента И соединен с информационным входом третьего элемента запрета и с первым входом третьего элемента И, выход которого

подключен к входу первого ,счетчика числа заявок, получивших отказ в обслуживании, выход генератора случайного потока импульсов заявок подключен к счетному входу счетчика числа заявок и к первому входу второго элемента ИЖ, выход которого подключен к второму входу первого элемента И н информационному входу первого элемента запрета, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом первого блока случай-

ных временных задержек, первый и второй выходы вероятностно-распределительного блока подключены соответственно к первому и второму входам первого элемента ИЛИ, выход четвертого элемента запрета соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен к. входу второго блока случайных временных задержек, первый .и второй выходы второго вероятностно-распределительного устройства соединены соответственно с первьм и вторым входами пятого элемента ИЛИ, второй выход второго вероятностно-распределительного блока подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход пятого элемента ШШ соединен с первым входом пятого элемента И и информационнь1м входом пятого элемента запрета, выход которого соединен с вычитающим входом второго реверсивного счетчика, разрядные выходы которого соединены соответственно с входами второго многовходоврго элемента И, выход которого подключен к первому входу червертого элемента И и управляющему входу четвертого элемента запрета, разрядные выходы третьего реверсивного счетчика соединены соответственно с входами первого многовходо- вого элемента ИЛИ, выход которого . соединен с вторьм входом второго элемента. И, разрядные выходы четвертого реверсивного счетчика подключены

соответственно к входам второго мно- говходового элемента ИЖ, выход которого подключен к второму входу пятого элемента И и управляющему входу пятого элемента запрета, второй

вход третьего элемента И и уттра ггяю- щий вход третьего элемента запрета объединены и подключены к выходу третьего многрвходового элемента И, входы которого соединены соответственно с разрядными выходами третьего реверсивного- счетчика, выход четвертого элемента И подключен к

0 первому входу шестого элемента И и информационно1-{у входу шестого элемента запрета, выходы которых соединены соответственно со -счетными входами второго счетчика числа зая

5 вок, получивших отказ в.обслуживании, и суммирующим входом четвертого реверсивного счетчика, разрядные вы ходы которого соединены соответственно с входами четвертого многовхо0 дового элемента И, выход которого подключен к второму входу шестого элемента И и управляющему шестого элемента запрета, вькод вто- . рого элемента И соединен с зторьи

5 входом третьего элемента ИЛИ и

вычитающим входом третьего реверсивного счетчика, а выход пятого элемента И подключен,к второму входу четвертого элемента ИЛИ и вычитающе0 му входу четвертого реверсивного счет- чика, выход третьего элемента запрета соединен с сум1чирующим входом третъв - го реверсивного счетчика первые выходы первого и второго блоков спучайg ных временных задержек- подключены соответственно к входам первого и вто рого вероятностно-распределительньгк; бло.ков, вторые выходы первого и второго блоков случайных временных за-

0 держек соединены с. первыми входами соответственно щестого и седьмого элементов ИШ-1, вторые входы которых соедине; ы соответственно с выходами первого и четвертого элементов за-

5 прета, а выходы шестого и седьмого элементов ИЛИ подключены к сзп -смирую- щим входам соответственно первого и второго реверсивных счетчиков, третьи выходы первого и второго блоков

0 случайных временных задержек соеди нены с третьими входш 1и соответствен™ но первого и пятого элементов ИЛИ, четвертые выходы первого и второго блоков случайных временных задержек

5 подключены к счетным входам соответственно первого и второго счетчиков числа заявок, получивших отказ в обслуживании из-за отказов обслуживающего прибора, отличающееся

TeMj что5 с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет моделирования повторного обслуживания заявок, кедообслу енных отказой обслуживающих прибо ров5 оно дополнительно содержит шестой и седьмой элементы И, восьмой элемент ИЛИ и триггерр входы которого Являются входами установки режима )аботы устройства5 прямой выход триггера подключен к первым входам седь- ого и восьмого элементов Ид вторые входы которых соединены с четверты ми выходами соответственно первого и второго блоков случайных временных задержек, выход седьмого элемента И подключен к третьему входу второго элемента ИЛИ, а выход восьмого элемента И соединен с первым входом восьмого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к второму выходу первого вероятностно-распределительного блока, а вьгход восьмого элемента ШШ подключен к второму входу четвертого элементами и информационному входу четвертого элемента запрета.

Изобретение относится к вычислк- тельной технике и может быть использовано при исследовании систем массового обслуживания и сетей массового обслуживания, состоящих из нескольких систем массового обслуживания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования повторного обслуживания заявок, недообслу- женных из-за отказов обслуживающих приборов. Цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены, элементы И, элемент ИЛИ и триггер. Данное устройство может быть использовано при исследовании фзпнкциониро- вания систем и сетей массового обслуживания с ненадежными каналами обслу- живания. 2 шт. iS

™

1-J.

Фи9.2