Устройство для моделирования систем массового обслуживания Советский патент 1990 года по МПК G06N7/08 

Изобретение относится к специализированным средствам электронного моделирования, предназначенным для исследования систем массового обслуживания (СМО).

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем моделирования СМО с многофазным обслуживанием заявок.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 случайного потока импульсов заявок, счетчик 2 общего числа заявок,счетчик 3 числа потерянных заявок, первый 4, второй 5 и третий 6 элементы запрета, первый 7, второй 8 и пятый 9 элементы И, первый элемент ИЛИ 10, третий 11 и четвертый 12 элементы И, реверсивный счетчик 13 числа занятых каналов обслуживания, реверсивный счетчик 14 числа заявок в очереди, второй 15 и третий 16 эле-, менты ИЛИ, К каналов 17 обслуживания, в состав которых входят вторые вероятностно-распределительные блоки 18, элементы ИЛИ 19, блоки 20 случайной временной задержки, первые вероятностно-распределительные блоки 21, счетчики 22 обслуженных заявок.

ел

00

о

03

со ю

Когда в системе свободен хотя бы один канал, сигналы на выходе элементов И 11, 12 и элемента ИЛИ 15 отсутствуют. При этом элементы И 7-9 закрыты, а элементы 4-6 запрета открыты .

Импульсы от генератора 1 поступают на вход счетчика 2 поступивших заявок, через открытые элементы 4 и запрета - на суммирующий вход реверсивного счетчика 13 числа занятых каналов и через элемент ИЛИ 10 на вход блока 18 первого канала.

Поступление импульса на суммирую- щий вход счетчика занятых каналов увеличивает его код на единицу, что означает занятие одного канала обслуживания .

Поступивший на вход блока 18 перв го канала импульс с вероятностью РЧ может появиться на первом выходе блока 18 и с дополнительной.вероятностью (1-Р ) поступивший импульс окажется на входе второго канала. Этот импульс с вероятностью (1-Р,,)Р4 окажется на первом выходе блока 18 указанного канала и с вероятностью (1 -Р,)(1 - Р4) - на выходе блока 18 третьего канала и т.д. На втором вы- ходе блока 18 (К - 1)-го канала импульс появится с вероятностью (1 -P)(1 - Р г)... (1 - Рк - 1).

Таким образом, с вероятностью Р1 обслуживание заявки может начаться с первой фазы, с вероятностью (1 -Р.,)Р2- с второй фазы и т.д., с вероятностью (1 - Pf)(1 - Р4)...(1 -Рк - О - с К-й фазы. Эти события образуют полную группу событий

Имитация обслуживания заявок осуществляется с помощью БСВЗ соответствующих каналов, на вход которых импульсы поступают через элементы ИЛИ 19 (в первом канале элемент ИЛИ отсутствует).

Сигнал, появившийся . на выходе блока 20 1-го канала через время,равное случайной, длительности обслуживания заявок на i-й фазе, поступает на вход блока 21.

С вероятностью 0.обслуживание заявки может завершиться на данной фазе. В этом случае на первом выходе блока 21 появляется сигнал,поступаю- щий на вход счетчика 22 числа обслуженных заявок, и через элементы ИЛИ 16 и запрета 6 - на вычитающий вход счетчика 13 занятых каналов, списывая из него единицу, что означает освобождение одного канала обслуживания . Счетчики 22 подсчитывают количество заявок, обслуживание которых завершилось на данной фазе.

С вероятностью (1 - б() заявка может потребовать следующей фазы обслуживания (если это не последняя фаза). Тогда на втором выходе блока 21 появляется сигнал, который через элемент ИЛИ 19 поступает на вход блока 20 следующего канала.

Этот процесс продолжается до тех пор, пока обслуживание заявки не завершится на одной из фаз. На последней фазе обслуживание заявки завершается .

В момент, когда все каналы заняты, на выходе элемента И 11 появляется сигнал, поступающий на управляющие входы элементов запрета 5 и И 8 При этом, элемент 5 запрета закрывается, элемент И 8 открывается, и импульсы от генератора 1 через открытые элементы запрета 4 и И 8 поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 14, увеличивая его код на единицу и имитируя, тем самым, постановку заявки в очередь.

Пока в очереди находится хотя бы одна заявка, на выходе элемента ИЛИ 15 присутствует сигнал, поступающий на вход элемента И 9 и элемента 6 запрета. Наличие такого сигнала держит элемент И 9 в открытом состоянии, а элемент 6 запрета - в закрытом состоянии.

Сигнал с выхода элемента ИЛИ 16 через элемент И 9 поступает на вычитающий вход счетчика 14 заявок в очереди, списывает из него единицу, имитируя снятие заявки из очереди, и через элемент ИЛИ 10 поступает на вход блока 18 первого канала, что означает начало обслуживания снятой из очереди заявки.

В момент, когда очередь достигла своего предельного значения, т.е. все места в очереди заняты, на выходе элемента И 12 появляется сигнал, поступающий на управляющие входы элементов запрета 4 и И 7. Этот сигнал закрывает элемент 4 запрета и открывает элемент И 7. В этой ситуации импульсы, поступающие от генератора 1, попадают на вход счетчика 2 поступивших заявок и через открытый элемент И 7 попадают на вход

счетчика 3 заявок, получивших отказ в обслуживании.

Статистические характеристики функционирования СМО, моделируемой предложенным устройством, вычисляются известными методами на основе показаний счетчиков.

Формула изобретени

Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор случайного потока импульсов заявок, счетчик общего числа заявок, счетчик числа потерянных заявок, три элемента запрета, пять элементов И, три элемента ИЛИ, реверсивный счетчик числа занятых каналов обслуживания, реверсивный счетчик числа заявок в очереди, первый канал обслуживания, состоящий из блока случайной временной задержки, вероятностно-распределительного блока и счетчика обслуженных заявок, счетный вход которого соединен с первым выходом вероятностно-распределительного блока, вход которого подключен к выходу блока случайной временной задержки, выход генератора случайного потока импульсов заявок соединен со счетным входом счетчика общего числа заявок, с информационным входом первого элемента запрета и первым входом первого элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика числа потерянных заявок, выход первого элемента запрета под- ключей к информационному входу второго элемента запрета и первому входу второго элемента И, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика числа заявок в очереди, выход второго элемента запрета соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и с суммирующим входом реверсивного счетчика занятых каналов обслуживания, разрядные выходы которого соединены с соответствуюими входами третьего элемента И, выход которого соединен с управляющим входом второго элемента запрета и вторым входом второго элемента И,разрядные выходы реверсивного счетчика числа заявок в очереди подключены к соответствующим входам второго элеента ИЛИ и четвертого элемента И, выход которого соединен с управляюим входом первого элемента запрета

5

5

g

и вторым входем первого элемента И, выход второго элемента ИЛИ соединен с первым входом пятого элемента И и управляющим входом третьего элемента запрета, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика числа занятых каналов обслуживания, выход пятого элемента И соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика числа заявок в очереди, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет моделирования вероятностного задания числа фаз обслуживания в многофазных системах массовогр обслуживания, оно дополнительно содержит с второго по К-й каналы обслуживания, где К - число 0 фаз обслуживания, первый канал обслуживания содержит второй вероятностно-распределительный блок.первый выход которого подключен к входу блока .случайной временной задержки своего канала обслуживания, каналы обслуживания с второго по (К-1)-й содержат счетчик обслуженных заявок, последовательно соединенные элемент ИЛИ, блок случайной временной задержки и первый вероятностно-распределительный блок, а также второй вероятное тно-распределителькьй блок, первый выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ своего канала обслуживания, первый выход первого вероятностно-распределительного блока соединен со счетным входом счетчика обслуженных заявок, К-й канал обслуживания содержит последовательно соединенные элеме.чт ИЛИ, блок случайной временной задержки и счетчик обслуженных заявок, первые выходы вероятностно-распределительных блоков каналов обслуживания с первого по (К-1)-и выход блока случайной временной задержки К-го канала обслуживания подключены соответственно к входам третьего элемента ИЛИ устройства, выход которого соединен с управляющим входом третьего элемента запрета и вторым входом пятого элемента И устройства, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу второго вероятностно-распределительного блока первого канала обслуживания, второй выход второго вероятностно-распределительного блока 1-го

0

5

0

S

0

5

канала обслуживания -(i 1 К - 2) подключен к входу второго вероятностно-распределительного блока (1 + + 1)-го канала обслуживания, а второй выход вероятностно-распределительного блока (К-1)-го канала обслуживания соединен с первым входом

элемента ИЛИ К-го канала обслуживания, второй выход первого вероятностно-распределительного блока j-ro канала обслуживания (j 1,K-1) подключен к второму входу элемента ИЛИ (j+1)-ro канала обслуживания.

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к специализированным средствам электронного моделирования, предназначенным для исследования систем массового обслуживания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет моделирования систем с многофазным обслуживанием заявок. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор случайного потока импульсов, счетчик общего числа заявок, счетчик числа потерянных заявок, три элемента ЗАПРЕТ, пять элементов И, три элемента ИЛИ, реверсивный счетчик числа занятых каналов обслуживания, реверсивный счетчик числа заявок в очереди, дополнительно введены каналы обслуживания, каждый из которых содержит элемент ИЛИ, блок случайных временных задержек, первый и второй вероятности-распределительные блоки на два выхода, счетчик числа обслуженных заявок (в первом канале отсутствует элемент ИЛИ, а в последнем канале - вероятно-распределительные блоки). 1 ил.