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

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при исследовании систем массового обслуживания (СМО).

Цель изобретения - повышение точности моделирования

На фиГо1 приведена схема устройства; на фиг о 2 - схема блока случайных временных задержек о

Устройство содержит генератор 1 слз айного потока импульсов, элемент 2 запрета, реверсивный счетчик 3 числа занятых каналов, счетчик 4 общего числа заявок, счетчик 5 потерянных заявок, первый 6, второй 7 и третий 8 элементы И, триггер 9, элемент НЕ 10, дешифратор 11, элемент 12 случайной задержки и блок 13 случайных задержек.

Блок 13 содержит (К-1) узлов 14 управления, в которые.входят элементы. ШШ-НЕ 15, ИЛИ 16 и НЕ 17. Кроме того, в блок входят элемент К каналов 18 обслуживания, которые содержат элемент И 19, триггер 20, элемент 21 случайной задержки, элемент ИЛИ 22, элемент 23 запрета. Блок содержит также элемент ИЛИ 24, выход 25.

Устройство работает в двух режимах: в первом режиме моделируется одновременная подготовка всех каналов системы после поступления заявки в свободную сист ему по закону, отличному от закона обслуживания заявок Во втором режиме работы устройство имитирует обработку (тое одновременное начало обслуживания) заявок, Поступивших за время подготовки, а затем и последующих заявок по мере их поступления вплоть до освобождения системы, С поступлением первой заявки в систему режимы работы устройства повторяются.

Примером рассмотренного типа СМО являются многопроцессорные вычислительные системы, в которых после поступления заявки в свободную систему необходимо время на приведение ее в рабочее состояние

СП

о

D Ю

3150

Устройство работает следующим образоМо

Импульсы от генератора I поступают через открытый элемент 2 запрета на суммирующий вход реверсивного счетчика 3 числа занятых каналов.Поступление импульса на суммирующий вход реверсивного счетчика занятых каналов увеличивает его код на еди- йицу, что означает занятие одного канала

Имитация режима работы одновременной подготовкой всех каналов производится по следующей схеме. Пред- положим, что система полностью свободна от заявок и триггер 9 находится в единичном состоянии Тогда импульс, появившийся на выходе генератора 1, проходит через открытые эле- менты 2 запрета и элемент И 7, устанавливает в нулевое состояние триггер 9, исключая прохождение последующих импульсов через элемент И 8 на вход блока 13, и поступает на элемент 12, который моделирует случайное время подготовки всех каналов По истечении этого времени сигнал, имитирующий завершение подготовки каналов, с выхода элемента 12 устанавливает в единичное состояние триггер 9 и поступает в блок 13 (вход г), имитируя начало обслуживания всех заявок, поступивших за время подготовки каналов, и переход системы во второй режим работЫсКоли- чество заявок, пришедших за время подготовки определяется единичным сигналом на одном из управляющих входов блока 13, связанных с дешиф- ратором 11„ Работа устройства в первом режиме возможна лишь в случае, когда система бьша свободна, что определяется сигналом на нулевом выходе дешифратора 11 о Если хотя бы один канал системы занят, то отсутствие сигнала на нулевом выходе дешифратора 11 закрывает элемент И 7, что запрещает прохождение импульса на вход элемента 12,имитирующий подго- товку всех каналов обслуживания

Во втором режиме импульсы от генератора 1 проходят через открытые элемент 2 запрета и элемент И 8 на блок 13, имитирующий слзгчайную обра ботку заявок, и, появляясь на его выходе через время, равное случайной деятельности обработки, поступают на вычитаю1ций вход счетчика 3 числа

занятых каналов, списывая из него единицу, что означает освобождение одного канала в системе.

В момент времени, когда все каналы заняты, на последнем выходе дешифратора 11 появляется сигнал, закрывающий элемент 2 запрета и открывающий элемент И 6, При этом импульсы от генератора 1 проходят через элемент И 6, имитируя поток заявок,получивших отказ в обслуживании, число которых подсчитывается счетчиком 5. В счетчике 4 в процессе работы устройства накапливается суммарное число поступивших в систему заявок„

Блок 13 случайных временных задержек имитирует групповое обслз живание заявок, поступивших в свободную систему за время разогрева, а затем - обслуживание случайного потока заявок по мере их поступления и освобождения каналов о

Блок 13 работает след5тощим обра- зом,

В исходном состоянии триггеры 20 всех каналов обслуживания находятся в единичном состоянии, обеспечивая наличие нулевых потенциалов на выходах элементов.ИЛИ - НЕ 15 с номерами, большими или равными номеру канала, которому принадлежит триггер о Следовательно, элемент И 19 первого канала открыт, а элементы И 19 остальных каналов закрыты для сигналов с одиночного входа блока

В начале каждого цикла имитируется одновременное начало обслуживания группы заявок, поступивших в свободный блок о с этой целью в блок поступают сигнал на групповой вход Г и сигнал на один из управляющих входов У,определяющий количество заявок в группе

Сигнал с группового входа Г блока через элемент ИЛИ 22 первого канала I8 проходит на нулевой вход триггера 20 и на вход элемента 21 задержки первого канала, имитируя тем самым начало обслуживания первой заявки Этот же сигнал последовательно проходит через открытые элементы 23 запрета и элементы 22 на входы элементов 22 и нулевые входы триггеров 20 последующих каналов, пока на его пути не встретится элемент 23 запрета,закрытый сигналом с 5гправляки(его входа У; (где i - количество заявок в

группе). Это обеспечивает имитацию начала обслуживания группы заявок, поступивших в свободный блок, после чего блок обеспечивает имитацию обслуживания случайного потока заявок по мере их поступления на его одиночный вход. Если свободен один из каналов 18, предположим с номером j, то его триггер 20 находится в единичном состоянии, и сигналом с его выхода (через последовательность элементов ИЛИ 16 и ИЛИ-НЕ групп управления) исключается возможность прохождения импульса, имитирующего поступление заявки на входы каналов с большими номерамио Импульс, поступивший, на одиночный вход (при условии занятости каналов с меньшими, чем ,1 номерами) , через открытьгй элемент И 19 j-ro канала и элемент ИЛИ 22 .проходит на нулевой вход триггера 20 . и на вход элемента 21-0 До тех пор,пока импульс не появится на выходе эле I мента 21., триггер 20 соответствзто- щего канала находится в нулевом состоянии, обеспечивая закрытое состояние (через элементы.НЕ 17 и ИЛИ-НЕ 15) элемента И 19о

Очередной импульс с одиночного входа аналогичным образом поступает на вход свободного канала с меньшим номером.

Импульс элемента 21 ,. появившийся на выходе через время, равное случайной длительности обслуживания,устанавливает в единичное состояние соответствующий триггер 20 и одновременно через элемент ИЛИ 24 поступает на выход блока.

Статистические характеристики функционирования СМО вычисляются известными методами.

Формула изобретения

Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор случайного потока импульсов, элемент запрета, элемент случайной задержки, первый и второй элементы И, реверсивный счетчик числа занятых каналов, дегаифратор и блок случайных задержек, элемент случайной задержки, состоящий из К каналов обслуживания, (К-1) узлов управления и элемента ИЛИ, каждый канал обслуживания содержит элемент И, и триггер, нулевой вход которого соеди0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

нен с выходом элемента случайной задержки своего канала обслуживания и соответствующим входом элемента ИЛИ блока случайных задержек, прямой выход триггера i-ro канала обслуживания (i 2, к) подключен к первому входу (i-l)-ro узла управления, прямой выход триггера первого канала обслуживания подключен к второму входу первого узла управления, первый выход J-ro узла управления (j 1, К - 2) соединен с вторым входом (j + 1)-го уэла управления, прямой выход триггера первого канала обслу- живания соединен с первым входом элемента И своего канала обслуживания, а второй выход 1-го узла управления (, К-1) подключен к первому входу элемента И (l+l)-ro канала обслуживания, выход генератора случайного потока импульсов соединен с информационным входом элемента запрета и первым входом первого элемента И устройства, выход которого является выходом потеренных заявок устройства, а второй вход первого элемента И и управляющий вход элемента запрета подключены к последнему выходу дешифратора, первый выход которого соединен с первым входом второго элемента И устройства, выход которого под-:- ключен к входу элемента случайной задержки устройства, выход элемента запрета соединен с вторым входом второго элемента И устройства и реверсивного счетчика числа занятых каналов, вычитающий вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ блока случайных задержек, разрядные выходы реверсивного счетчика занятых каналов подключены соответственно к входам дещифратора, отличающееся тем, что, с целью повьше- ния точности моделирования,, оно дополнительно содержит триггер, элемент НЕ и третий элемент И, а каждый канал обслуживания блока случайных задержек дополнительно содержит элемент ИЛИ, i-й канал обслуживания дополнительно содержит элемент запрета,причем выход элемента запрета i-ro канала обслуживания соединен с первым входом элемента ЮШ своего канала обслуживания и управляющим входом элемента запрета (i+l)-ro канала обслуживания, в каждом канале обслуживания выход элемента И подключен к второму входу элемента ИЛИ, своего канала

обслуживания, выход которого подключен к входу элемента случайной задержки и единичному входу триггера сйоего канала обслуживания, первый вход элемента ИЛИ первого канала обслуживания и управляющий вход элемента запрета второго канала обслуживания объединены и подключены к выходу элемента случайной задержки устройст- ва и нулевому входу триггера устройства, единичный вход которого подключен к выходу второго элемента И устройства, вторые входы элемента И все каналов обслуживания объединены и

подключены к выходу третьего элемента И устройства, а информационные входы элементов запрета каналов обслужира- ния соединены соответственно с второго попредпоследний выходами дешифратора устройства, первый выход которого через элемент -НЕ устройства соединен с первым входом третьего элемента И устройства, второй и третий входы которого соединены соответственно с прямым выходом триггера устройства и выходом элемента запрета устройства

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к специализированным средствам электронного моделирования, предназначенным для исследования систем массового обслуживания. Цель изобретения - повышение точности моделирования. В устройство, содержащее блок случайных задержек, генератор случайного потока импульсов, элемент запрета, первый и второй элементы И, реверсивный счетчик числа занятых каналов, дешифратор, элемент случайной задержки, введены третий элемент И, триггер, элемент НЕ. 2 ил.

ФигЛ