Устройство для моделирования системы массового обслуживания Советский патент 1989 года по МПК G06N7/08 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при моделировании систем массового обслуживания (СМО) с учетом динамики и режимов функционирования.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет воспроизведения режимов работы системы в условиях возникновения отказов всей системы в целом, а также любого из обслуживающих приборов .

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 случайного потока импульсов, имитирующих запуск устройства, генератор 2 случайных импульсов команд, генератор 3 счетных импульсов, шестой элемент И4, второй дифференцирующий элемент 5, первый 6, второй 7 триггеры, пятый 8, седьмой 9 элементы И, первый элемент ИЛИ 10, девятый 11, десятый 12, восьмой 13 элементы И, генератор I4 случайных интервалов времени готовности, генератор 15 импульсов заявок, второй элемент И 16, генератор 17 случайных интервалов времени обслуживания заявок, первый дифференцирующий элемент 18, третий 19, первый 20, четвертый 21 элементы И, блок 22 счетчиков, п моделей (разнотипных) обслуживающих приборов, имеющих первый и второй входы 23 и 24. Устройство также содержит генератор 25 случайных импульсов отказа систе4Ь

го

со

мы, двенадцатый 26, одиннадцатый 27 элементы И, второй элемент ИЛИ 28. Каждая k-я (,n) модель обслуживающего прибора содержит третий 29, второй- 30, первый 31 дифференцирующи элементы, элемент И 32, генератор 33 импульсов подготовки, второй 34, первый 35 триггеры, генератор 36 случайных интервалов времени отказа.

Генератор 25(33) выполнен в виде генератора импульсов случайной длительности.

Устройство моделирует работу СМО, содержащей группы разнотипных обслуживающих приборов. Система может находиться в режимах ожидания, обслуживания, готовности к работе, отказа Отказы могут происходить и в каждом из разнотипных приборов. В исходном состоянии СМО находится в режиме ожидания .

С приходом распоряжения (команды) ъ системе начинается режим подготовки всей группы обслуживающих приборов . Окончание режима подготовки у каждого прибора случайное. По завершении режима подготовки всей группы приборов СМО переходит в режим готовности и обслуживания заявок, после чего цикл повторяется. В процессе функционирования могут возникнуть отказы обслуживающих приборов, а также других элементов системы, после чего имитируется режим восстановления.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 случайного потока импульсов вырабатывает импульс, который запускает генератор 2 случайных импульсов команд, генератор 3 счетных импульсов и генератор 25 случайных импульсов отказа всей системы. На выходе генератора 2 формируется импульс, длительность которого соответствует времени ожидания, который через прямой вход элемента И26 поступает на прямой вход элемента И4 и на нулевой вход триггера 6, устанавливая его в исходное состояние. С выхода элемента Й4 импульс поступает на дифференцирующий элемент 5. В момент окончания импульса команды на выходе генератора 2 на выходе дифференцирующего элемента 5 появляется отрицательный импульс, который через инверсный единичный вход триггера 6 опрокидывает его. Генератор 25 случайных импульсов отказа системы в

0

0

5

0

5

0

5

0

5

случайный момент времени вырабатывает импульс случайной длительности, который поступает на инверсный вход элемента И26, запрещая тем самым прохождение импульсов команд. Импульс с выхода генератора 25 поступает также на первый вход элемента Й27, на второй вход которого поступают счетные импульсы с генератора 3, которые через элемент И27 поступают на восьмой вход блока 22 счетчика, где подсчитывается общее время нахождения в отка- зовом состоянии всей системы. Кроме того импульс с выхода генератора 25 поступает через элемент ИЛИ 28 на нулевые входы триггеров 35, сбрасывая их в О, а запирает элемент И13 на время восстановления системы. С выхода триггера 6 напряжение поступает на прямой вход элемента И8 и при отсутствии сигнала на его инверсном входе запускает через вход 23 генератор 33, генератор 36 и через дифференцирующий элемент 30 устанавливает триггер 34 в нулевое состояние. В каждом из п моделей обслуживающих приборов на выходе генерато ра 33 формируется импульс, .длительность которого соответствует времени подготовки, причем в каждой из моделей эта длительность различна. С выхода генератора 33 импульс через дифференцирующий элемент 31 и прямой вход элемента И32 поступает на инверсный единичный вход триггера 35 и опрокидывает его своим задним фронтом. Напряжение с выхода триггера 35 первой из моделей поступает на первый вход элемента И 13, напряжение с выхода триггера 35 второй из п моделей поступает на второй вход элемента И13, а с выхода триггера 35 n-й модели - на n-й вход элемента И13.

Когда режим подготовки во всех моделях окончен, на выходе элемента И13 появляется сигнал, который запускает генератор 14 случайных интервалов времени готовности и генератор 15 импульсов заявок. Для сброса триггера 35 каждой из п моделей обслуживающих приборов выход элемента И13 также соединен через элемент ИЛИ 28 и вход 24 каждой из п моделей с нулевым входом триггера 35. На выходе генератора 14 формируется импульс, длительность которого соответствует времени пребывания системы в режиме готовности. С выхода генератора 14 импульс поступает на второй вход элемента И16, на первый вход которого поступают импульсы с выхода генератора 15, которые через элемент И16 поступают на пятый вход блока 22 счетчика, где подсчитывается общее число заявок, пришедших в систему в режиме готовности. На выходе генератора 36 в случайный момент времени формируется импульс, длительность которого соответствует времени нахождения п-го обслуживающего прибора в режиме отказа. С выхода генератора 36 через диф

на подготовку системы не происходит. По окончании этого импульса вход элемента И8 открывается и устройство готово к прохождению команд и подготовке обслуживающих приборов. С выхода генератора 17 напряжение также поступает на второй вход элемента И21, на первый вход которого поступают счетные импульсы с выхода генератора 3} которые через элемент И21 поступают на второй вход блока 22 счетчиков, где подсчитывается общее время нахождения устройства в

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при моделировании систем массового обслуживания с учетом динамики и режимов функционирования. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет воспроизведения режимов работы системы в условиях возникновения отказов всей системы в целом, а также любого из обслуживающих приборов. Для достижения цели в устройство введены генератор случайных импульсов отказа системы, два элемента ИЛИ,четыре элемента И, а в каждую из моделей обслуживающих приборов дополнительно введены два дифференцирующих элемента, элемент И, триггер и генератор случайных интервалов времени отказа. По показаниям счетчиков можно оценить различные вероятные и временные показатели процесса обслуживания заявок с учетом режимов и динамики функционирования системы массового обслуживания. 1 ил.

ференцирующий элемент 29 импульс пос- 15 режиме обслуживания заявок, тупает на единичный вход триггера 34 С выхода элемента И8 напряжение и опрокидывает его своим передним фронтом. С выхода триггера 34 напряжение поступает на инверсный вход элемента И32, запрещая прохождение им- 20 пульса с выхода генератора 33 на триггер 35 в каждой из моделей. Кроме тотакже поступает на единичный вход триггера 7 и опрокидывает его, посл чего напряжение с выхода триггера поступает на первый вход элемента И9, на второй вход которого -поступают счетные импульсы с выхода генератора 3, которые через элемент И9 поступают на третий вход блока 2 счетчиков, где подсчитывается время нахождения устройства в режиме подготовки. Моменту окончания режима подготовки соответствует появление импульса на выходе элемента И13, ко торый поступает на нулевой вход три гера 7, приводя его в исходное состояние, после чего счетные импульс не проходят через элемент И9 и подсчет времени подготовки прекращаетс С выхода генератора 2 импульс также поступает на второй вход элемента И20, на первьй вход которого поступают счетные импульсы от генератор 3, которые через элемент И20 поступают на первый вход блока 22 счетчи ков, где подсчитывается время нахож дения системы в режиме ожидания. С выхода генератора 14 напряжение так поступает на инверсный вход элемент

го, напряжение с выхода триггера 34

каждой из п моделей через элемент ИЛИ 10 поступает на первые входы эле- ментов И11, 12 и второй инверсный вход элемента И19. На второй вход элемента И11 поступают счетные импульсы с выхода генератора 3, которые затем поступают на шестой вход блока 22 счетчиков, где подсчитьгаа-, ется общее время нахождения обслуживающих приборов в неисправном состоянии. Заявки с выхода элемента И16 также запускают генератор 17 случайных интервалов времени обслуживания, длительность которого соответствует времени обслуживания заявок. С выхода генератора 17 импульсов через элемент И12 поступает на седьмой вход блока 22 счетчиков, где подсчитывается число отказов обслуживающих приборов, возникших в режиме обслуживания заявок. Импульс с выхода генератора 17 также поступает через дифференцирующий элемент 18 на второй инверсный вход элемента И19. Если на прямом входе элемента И19 находится напряжение с выхода генератора 14, то в момент окончания импульса на выходе генератора 17 на выходе дифференцирующего элемента 18 появляется импульс, который через элемент И19 поступает на четвертый вход блока 22 счетчиков, где подсчитывается число полностью обслуженных заявок.

С момента появления импульса на выходе генератора 14 закрывается элемент И8, тем самым прохождение команд

режиме обслуживания заявок, С выхода элемента И8 напряжение

также поступает на единичный вход триггера 7 и опрокидывает его, после чего напряжение с выхода триггера 7 поступает на первый вход элемента И9, на второй вход которого -поступают счетные импульсы с выхода генератора 3, которые через элемент И9 поступают на третий вход блока 22 счетчиков, где подсчитывается время нахождения устройства в режиме подготовки. Моменту окончания режима подготовки соответствует появление импульса на выходе элемента И13, который поступает на нулевой вход триггера 7, приводя его в исходное состояние, после чего счетные импульсы не проходят через элемент И9 и подсчет времени подготовки прекращается. С выхода генератора 2 импульс также поступает на второй вход элемента И20, на первьй вход которого поступают счетные импульсы от генератора 3, которые через элемент И20 поступают на первый вход блока 22 счетчиков, где подсчитывается время нахождения системы в режиме ожидания. С выхода генератора 14 напряжение также поступает на инверсный вход элемента

И4, что обеспечивает прохождение команды при отсутствии напряжения на выходе генератора 14, т.е. когда система не занята обслуживанием.

По показаниям счетчиков, объединенных в блоке 22 счетчиков, можно оценить различные вероятностные и временные показатели процесса обслу-- живания заявок с учетом режимов и динамики функционирования системы массового обслуживания.

Формула изобретения Устройство для моделирования системы массового обслуживания, содер

жащее генератор случайного потока импульсов, выход которого подключен к входам запуска генератора случайных импульсов команд и генератора счетных импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора случайных импульсов команд, генератор импульсов заявок, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, выход котом рого соединен с входом генератора случайных интервалов времени обслуживания заявок, выход которого через первый дифференцирующий элемент подключен к первому инверсному входу третьего элемента И, п моделей обслуживающих приборов, каждая из которых содержит генератор импульсов подго- товки, первый триггер и первый дифференцирующий элемент, вход которого соединен с выходом генератора импульсов подготовки, выход первого элемента И соединен с первым входом блока счетчиков, второй вход блока счетчиков подключен к выходу четвертого элемента И, первый и второй входа которого соединены соответственно- с выходами генератора счетных импульсов и генератора случайных интервалов времени обслуживания заявок, прямой вход третьего элемента И подключен к выходу генератора случайных интервалов времени готовности, второму входу второго элемента И, инверсным входам пятого и шестого элементов И, выход шестого элемента И через второй дифференцирующий элемент соединен с инверсным единичным входом.первого триггера устройства, выход первого триггера соединен с прямым входом пятого элемента И, выход которого подключен к входам генераторов импульсов подготовки в каждой из п моделей об- служивающих приборов, а также к единичному входу второго триггера устройства, выход которого подключен к первому входу седьмого элемента И, выход которого соединен с третьим входом блока счетчиков, четвертый и пятый входы которого подключены соответственно к выходам третьего и второго элементов И, второй вход седьмого элемента И подключен к выходу генератора счетных импульсов, в каждый из и моделей обслуживающих приборов выход первого триггера является первым выходом k-й (k,n) модели обслу

0

5 0 5

5

0

0

5

живающего прибора и подключен к k-му (,n) входу восьмого элемента И, выход которого соединен с нулевым входом второго триггера, входами запуска генератора импульсов заявок и генератора случайных интервалов времени готовности, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет воспроизведения режимов работы системы в условиях возникновения отказов всей системы в целом, а также любого из обслуживающих приборов, в него введены генератор случайных импульсов отказа системы, два элемента ИЛИ, четыре элемента и, а в каждую из п моделей обслуживающих приборов дополнительно введены два-дифференцирующих элемента, элемент И, второй триггер и генератор случайных интервалов времени отказа, причем выход пятого элемента И соединен с входами генератора случайных интервалов времени отказа и второго дифференцирующего элемента каждой модели обслуживающего прибора, в каждой из п моделей обслуживающих приборов выход генератора случайных интервалов времени отказа через третий дифференцирующий элемент соединен с нулевым входом второго триггера модели обслуживающего прибора, единичный вход которого подключен к выходу второго дифференцирующего элемента модели обслуживающего прибора, выход которого соединен с инверсным входом элемента И, прямой вход которого подключен к выходу первого дифференцирующего элемента модели обслуживающего прибора, выход элемента И соединен с инверсным единичным входом первого триггера модели обслуживающего прибора, выход второго триггера модели обслуживающего прибора является вторым выходом k-й (,п) модели обслуживающе- го прибора и подключен к k-му (,n) входу первого элемента ИЛИ устройства, выход которого соединен с вторым инверсным входом третьего элемента И и с первыми входами девятого и десятого элементов И, выходы которых подключены соответственно к шестому и седьмому входам блока счетчиков s выход генератора счетных импульсов соединен с вторым входом девятого элемента И и первым входом одиннадцатого элемента И, выход которого подключен к восьмому входу блока счетчиков, БЫход генератора случайных интервалов времени обслуживания заявок соединен с вторым входом десятого элемента И,/ выход генератора случайного потока импульсов соединен с входом запуска генератора случайных импульсов отказа системы, выход которого подключен к второму входу одиннадцатого элемента И, инверсному входу двенадцатого элемента И, первому входу второго элемента ИЛИ и инверсному входу восьмого элемента И, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к нулевым входам первых триггеров п моделей обслуживающих приборов, выход генератора случайных импульсов команд соединен с прямым входом двенадцатого элемента И, выход которого подключен к прямому входу шестого элемента И и нулевому входу первого триггера.