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

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике,пред- назначено для моделирования процессов образования и регулирования очередей и может быть использовано при исследовании и проектировании сложных систем.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования режима группового обслуживания заявок с переменным числом заявок в группе и контроля качества обслуживания.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 случайного потока заявок, счетчик 2 общего числа заявок, счетчик 3 числа потерянных заявок, первый 4, седьмой 5, третий 6, четвертый 7, шестой 8 элементы И, счетчик 9 повторов обслуживания, элемент Ю запрета, коммутатор 11, вероятностно-распределительный блок 12, второй элемент И 13, элемент ИЛИ 14, реверсивный счетчик. 15 длины очереди, - ретий триггер 16, группу блоков 17 случайной временной задержки, регистр 18 числа работающих каналов, первую схему 19 сравнения, счетчик 20 обслу Л

э ;л

SD

женных заявок, вторую схему 21 сравнения .

Вероятностно-распределительный

блок 12 содержит генераторы 22 и 23 импульсой,триггер 24,элементы И 25 и 26, вход 27, выходы 28 и 29.

Устройство содержит также третью схему 30 сравнения, восьмой 31, деперекидывает триггер 37 в единичное состояние. Единичньп сигнал с выхода триггера 37 через формирователь 4 перебрасывает триггер 16 в исходное (нулевое) состояние или подтверждает это состояние и одновременно через открытый элемент И 7 поступает на входы блоков 17 временной задерж

BHTbBi 32 и десятый 33 элементы И, ре- ю ки, имитируя поступпение группы за25

гистр 34 числа заявок в группе, реверсивный счетчик 35 числа заявок в группе, генератор 36 тактовых импульсов, первый 37 и второй 38 триггеры, пятый элемент И 39, формиро- 5 ватель 40 импульсов.

В исходном состоянии счетчики обнулены, на прямых выходах триггеров 16, 37 и 38 - нулевые сигналы, в регистр 18 занесено число К, равное 20 числу блоков 17, в регистр 34 занесено число М заявок в группе, равное или меньше К.

Устройство работает следующим образом.

В случае, когда очереди нет и каналы обслуживания свободны от заявок, импульсы,имитируюи1ие поток заявок,от генератора 1 через открытый элемент 10 о запрета поступают на суммирующий вход- .реверсивного счетчика 15 длины очереди, на выходе которого появляется сигнал, поступающий на входы схем 21 и 30 сравнения и на выход элемен та ИЛИ 14, что свидетельствует о нали чии заявок в очереди. По этому сигналу начинается формирование пачки импульсов, соответствующих заявкам группы для обслуживания в каналах.

Размер группы из М заявок определяется кодом числа, занесенного в регистр 34, либо числом заявок,остав- v шихся в очереди.

При поступлении заявки в очередь сигнал с выхода элемента ИЛИ 14 открывает элементы И 33, 39 и импульсы от генератора 36 начинают поступать через открытый элемент И 32 на счетчик- 35 числа заявок в группе. Когда число импульсов, подсчитанное счетчиком 35, станет равно числу,установленному в регистре 34, или числу оставшихся заявок в очереди, определяемому кодом на выходе счетчи- ка i5, если оно меньше числа в ре- гистре 34, на выходе схемы 21 сравнения появляет-ся сигнал, который, пройдя через открытый элемент И 33,

35

40

45

50

явок во всех каналах на одновременн обслуживание.

Через случайное время, равное продолжительности обслуживания груп пы заявок на каждом из каналов, на выходах каждого из блоков 17 случай ных временных задержек появляются импульсы, подсчитываемые счетчиком 20. При этом в регистр 18 заранее з писывается число, равное количеству работающих каналов обслуживания, и как только значение числа, записанного в регистр 18, совпадает со зн чением счетчика 20, схема 19 сравнения выдает разрешающий импульс на вход элемента И 8. При этом импульс с выхода элемента И 8 сбрасывает в нулевое состояние счетчик 20, что свидетельствует об освобождении кан лов обслуживания от заявок,поступает на единичный вход триггера 38 и через блок 12 (его первый выход) по ступает на единичный вход триггера 16, переводя его в единичное состояние и разрешая прохождение импульсов пачки с выхода элемента И 8 через элементы И 5 и 6 на вычитающий вход реверсивного .счетчика 15, умен шая его код на М единиц и имитируя тем самым снятие М заявок с обслуживания.

В случае некачественного обслу- яшвания группы заявок импульс с выхода элемента И 8 не проходит на вы ход 28 блока 12, а через второй его выход 29 поступает на вход счетчика 9 повторных групп, имитируя возвращение заявок в очередь на повторное обслуживание. При этом элемент И 5 закрыт и пачка из М импульсов в реверсивный счетчик 15 не поступает. При уменьшении числа заявок в счетчике 35 до нуля на его выходе появляется сигнал, который переводит триггеры 37 и 38 в нулевое состояни закрывая элемент И 31 и открывая эл мент И 32, в результате чего устрой ство переходит к формированию следующей пачки импульсов, соответству

перекидывает триггер 37 в единичное состояние. Единичньп сигнал с выхода триггера 37 через формирователь 40 перебрасывает триггер 16 в исходное (нулевое) состояние или подтверждает это состояние и одновременно через открытый элемент И 7 поступает на входы блоков 17 временной задержки, имитируя поступпение группы за5

5

0

о

35

40

45

50

явок во всех каналах на одновременное обслуживание.

Через случайное время, равное продолжительности обслуживания группы заявок на каждом из каналов, на выходах каждого из блоков 17 случайных временных задержек появляются импульсы, подсчитываемые счетчиком 20. При этом в регистр 18 заранее записывается число, равное количеству работающих каналов обслуживания, и как только значение числа, записанного в регистр 18, совпадает со значением счетчика 20, схема 19 сравнения выдает разрешающий импульс на вход элемента И 8. При этом импульс с выхода элемента И 8 сбрасывает в нулевое состояние счетчик 20, что свидетельствует об освобождении каналов обслуживания от заявок,поступает на единичный вход триггера 38 и через блок 12 (его первый выход) поступает на единичный вход триггера 16, переводя его в единичное состояние и разрешая прохождение импульсов пачки с выхода элемента И 8 через элементы И 5 и 6 на вычитающий вход реверсивного .счетчика 15, уменьшая его код на М единиц и имитируя тем самым снятие М заявок с обслуживания.

В случае некачественного обслу- яшвания группы заявок импульс с выхода элемента И 8 не проходит на выход 28 блока 12, а через второй его выход 29 поступает на вход счетчика 9 повторных групп, имитируя возвращение заявок в очередь на повторное обслуживание. При этом элемент И 5 закрыт и пачка из М импульсов в реверсивный счетчик 15 не поступает. При уменьшении числа заявок в счетчике 35 до нуля на его выходе появляется сигнал, который переводит триггеры 37 и 38 в нулевое состояние, закрывая элемент И 31 и открывая элемент И 32, в результате чего устройство переходит к формированию следующей пачки импульсов, соответствующей группе заявок на обслуживание.

Если заявок в очереди нет, то сигнал на выходе счетчика 15 отсутствует и устройство находится в режиме ожидания поступления заявок в очередь. В устройстве предусмотрено формирование группы заявок из оставшихс в очереди и меньше установленной в регистре 34 величины. Если код числа в счетчике 15 меньше числа, установленного в регистре 34, то сигнал с выхода схемы 30 сравнения не поступает на управляющий вход коммутатора 11, которьм пропускает код числа от счетчика 15 через второй информационный вход на схему 21 сравнения, для сравнения его с кодом числа, по- CTynaramjiM с выхода счетчика 35. В противном случае на схеме 21 сравнения код числа с выхода счетчика 35 сравнивается с кодом числа, установленного в регистре 34.

В мом.ент полного заполнения очереди на выходе элемента И 13 появляется сигнал, который закрывает элемент 10 и открывает элемент И 4. В результате импульсы от генератора 1 начинают поступать на счетчик 3. Блок 12 моделирует процесс оценки качества об.служивания.

Импульсы от обоих генераторов 22 и 23 поступают на входы триггера 24 со сдвигом Y с частотой, равной 1/X, где X - длина интервала между смежными импульсами для каждого генератора. Триггер 24 на любом промежутке времени длиной X в течение времени Y находится в единичном состоянии, в течение времени (X-Y) - в нулевом. С учетом этого поступивший на вход блока импульс с вероятностью Р окажется на первом выходе 28 блока и с дополнительной вероятностью 1 - Р

X -

окажется на втором выходе 29, где Р - вероятность качественного обслуживания.

Статистические характеристики функционирования системь} моделируемой устройством, вычисляются известными методами на основе показаний счетчиков. Формула изобретения

Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор случайного потока заявок, счетчик общего числа заявок, счетчик числа потерянных заявок, регистр числа работающих каналов, шесть элементов И, элемент ИЛИ, элемент запрета, реверсививп счетчик длины очереди, первый триггер, счетчик обслуженных заявок, схему сравнения и группу блоков случайной временной задержки, выход генератора случайного потока заявок соединен со счетным входом счетчика общего числа заявок, с первым входом первого элемента И 5 и информационным входом элемента запрета, управляющий вход которого и второй вход первого элемента И под- ключены к выходу второго элемента И, выход первого элемента И соединен со

0 счетным входом счетчика числа потерянных заявок, выход третьего элемента И подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика длины очереди, разрядные выходы которого соединены

5 соответственно с входами второго эле мента И и входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к первым входам третьего, четвертого и пятого элементов И, выходы блоков случайной вре0 менной задержки подключены к счетному входу счетчика обслуженных за- . явок и первому входу шестого элемента И, второй вход которого подключен к выходу Равно первой схемы сравнения, а выход шестого элемента И соединен с установочным входом счетчика обслуженных заявок, разрядные выходы которого соединены с первой группой информационных входов первой схемы

Q сравнения, вторая группа информационных входов которой подключена к разрядным выходам регистра числа работающих каналов, отличающееся тем, что, с целью расширения

5 функциональных возможностей за счет моделирования режима группового об- служивания заявок с переменным числом заявок в группе и контроля качества обслуживания, оно дополнительно со.

0 счетчик повторов обслуживания, вероятностно-распредапительный блок, генератор тактовых импульсов, с седьмого по десятьй элементы И, вторую и третью схемы сравнения, форми5 рователь импульсов, второй и третий триггеры, регистр числа заявок в группе, реверсивный счетчик числа заявок в группе и кoм гyтaтo p, причем информационные выходы коммутато pa подключены соответственно к информационным входам первой группы второй схемы сравнения, информационные входы второй группы-которой прдключе- ны соответственно к информационным . выходам реверсивного счетчика числа заявок в группе, выход обнуления которого соединен с нулевыми входами первого и второго триггеров, пря- мой выход первого триггера соединен с входом формирователя импульсов,выход которого подключен к нулевому входу третьего триггера и второму входу четвертого элемента И, выход которого подключен к входам блоков случайной временной задержки, выход шестого элемента И соединен с единичным входом второго триггера и входом вероятностно-распределительного блока, первый выход которого соеди- ,нен со счетным входом счетчика пов . торов обслуживания, а второй выход - JC единичным входом третьего триггера, ;прямой выход которого подключен к первому входу седьмого элемента И, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, а второй вхо седьмого элемента И подключен к выходу восьмого элемента И и суммирующе-

му входу реверсивного счетчика числа заявок в группе, вычитающий вход которого подключен к выходу девятого элемента И, первые входы восьмого и девятого элементов И объединены и соединены с выходом пятого элемента И второй вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а вторые входы восьмого и девятого элементов И соединены соответственно с прямым выходом второго триггера и инверсным выходом первого триггера, выход Равно второй схемы сравнения подключен к первому входу десятого элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а вых десятого элемента И подключен к единичному входу первого триггера, информационные выходы регистра числа заявок в группе подключены соответственно к информационным входам первой группы третьей схемы сравнения и коммутатора, информационные входы второй группы которой соединены соответственно с информационными вьосо- дами реверсивного счетчика длины оч реди, а выход Больше ипи равно третьей схемы сравнения подключен к управляющему входу коммутатора.

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной технике, предназначено для моделирования процессов образования и регулирования очередей и может быть использовано при исследовании сложных систем. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования режима группового обслуживания заявок с переменным числом заявок в группе и контроля качества обслуживания. Устройство содержит генератор случайного потока заявок, элементы И, ИЛИ, счетчики, регистры, элемент запрета, схемы сравнения, триггер, блоки случайной временной задержки, вероятностно-распределительный блок, триггеры, генератор тактовых импульсов, коммутатор. Устройство позволяет получить число обслуженных заявок при групповом поступлении их на параллельное обслуживание и вероятностном возвращении в очередь и тем самым вычислить вероятностные характеристики данной системы обслуживания. 1 ил.