Устройство для моделирования системы массового обслуживания с переменным числом каналов Советский патент 1991 года по МПК G06N7/08 

(Л

С

Устройство для моделирования системы массового обслуживания с переменным числом каналов относится к области вычислительной техники и может быть использовано при аппаратурном исследовании многоканальных систем массового обслуживания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования процессов двухступенчатого изменения числа каналов в зависимости от длины очереди заявок. Устройство содержит счетчик импульсов, дешифратор, триггер, первый, второй элементы И, элемент задержки, первый, второй, третий элементы ИЛИ, блок счетчиков импульсов, первый, второй каналы обслуживающего прибора и блок вероятностного распределения заявок. 2 ил.

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

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования процессов двухступенчатого изменения числа каналов в зависимости от длины очереди заявок.

На фиг. 1 представлена схема устройства для моделирования системы массового обслуживания с переменным числом каналов; на фиг. 2 - схема блока вероятностного распределения заявок.

Устройство для моделирования системы массового обслуживания с переменным числом каналов содержит счетчик 1 импульсов, дешифратор 2, триггер 3, первый 4, второй 5 элементы И, элемент 6 задержки, первый 7, второй 8, третий 9 элементы ИЛИ, блок 10 счетчиков импульсов, первый 11,

второй 12 каналы обслуживающего прибора, каждый из которых включает элемент И 13, триггер 14 и генератор 15 импульсов со случайным интервалом следования, вход 16 заявок устройства, мультиплексор 17, блок 18 вероятностного распределения заявок, содержащий управляющий триггер 19, первый 20, второй 21, третий 22, четвертый 23, пятый 24, шестой 25 элементы И, первый элемент ИЛИ 26 и второй элемент ИЛИ 27, вход устройства 28, входы 29 и 30 выбора первого 11 и второго 12 каналов.

Поток заявок на обслуживание, поступающих на вход 16, представляет случайную импульсную последовательность коротких импульсов. Модели 11 и 12 моделируют два канала обслуживающего прибора. Временной интервал от момента запуска моделей 11 и 12 до появления импульсов на их выходе случаен и распределен по принятому закону обслуживания заявок.

О х|

Ј 00

При этом закон распределения случайных импульсов на выходе генераторов 15 может быть один и тот же с одинаковыми параметрами (случай идентичных каналов) один и тот же с разными параметрами (среднее время обслуживания в каналах различно), разным.

Вербальная модель работы устройства сводится к следующему: при поступлении заявки на обслуживающий прибор производится ее обслуживание в первом канале об- служиваюш го прибора. Заявки могут образовывать очередь, максимальной длины N2, при этом по достижении максимальной длины очереди N2 вновь поступающие заявки теряются. Если длина очереди достигает Ni(M Ю.мявЬк , .раллольио первому каналу на обслуживание включается второй канал, выбирающий заявки на обслуживание из общей очереди. При очередях, меньших NI, второй канал занят обслуживанием требований MHV ; рода и участия в обслуживании данных заявок не принимает.

Второй канал отключается от обслуживания заявок при уменьшении длины очереди от величины N , где N N, до величины NI - к, где к - число, подаваемое на адресный вход мультиплексора. Таким образом, могут быть исследованы процессы функционирования СМО с переменным числом каналов, а изменение числа К позволяет найти оптимальные (в смысле минимизации числа переключений второго канала за интервал времени) пределы очереди, когда требуется подключение второго канала. Устройство работает следующим образом.

Заявки поступают на суммирующий вход счетчика 1, разрядные выходы которого соединены с соответствующими входами дешифратора 2, которые подключены к входам элемента ИЛИ 8 через элемент И 5, чем имитируется процесс организации очереди заявок длиной N2. После включения устройства триггер 3 находится в нулевом состоянии на прямом пыходе, что означает функционирование СМО как одноканаль- ной, поскольку нулевой потенциал на четвертом входе блока 18 вероятностного распределения заявок (БВРЗ) делает невозможным попадание заявок с третьего входа БВРЗ 18 во второй канал 12. В этом случае вероятности, реализуемые на входах 29 и 30, значения не имеют, поскольку все заявки попадают на обслуживание в первый канал 11. При возрастании очереди до величины NI триггер 3 устанавливается в единичное состояние и СМО превращается в

двухканальную. При этом БВРЗ осуществляет распределение заявок по каналам.

Заявки поступают на третий вход БВРЗ 18 и в зависимости от положения управляющего триггера 19 (в которое он устанавливается с заданной вероятностью сигналами, поступающими на его входы) поступают на элементы И 20 (И 21). через элементы ИЛИ 26 (ИЛИ 27) заягжи проходят на эле0 менты И 22 (И 23). Если, например, заявка направлена в первый канал, который занят обслуживанием заявки, то она не теряется, а через открытый элемент И 25 поступает на элемент ИЛИ 27 и перераспределяется во

5 второй канал. Элемент И 25 открыт по инверсному входу, поскольку на первом входе БВРЗ 18 низкий уровень, так как триггер 14 первого канала 11 установлен в ноль. Итак, перераспределение заявок (при занятых ка0 налах) происходит по цепям И 25 - ИЛИ 27 и И 24 - ИЛИ 26. Инициация перераспределения осуществляется сигналами низкого уровня на первом (при направлении заявки в первый канал) и втором (при направлении

5 заявки во второй канал) входах БВРЗ 18.

После окончания обслуживания заявок в одном из каналов импульс с выхода генератора 15 фиксируется блоком 10 счетчиков импульсов и через элемент ИЛИ 9 разреша0 ет прохождение очередной заявки через элемент И 5 в БВРЗ и далее на обслуживание и, одновременно с этим, уменьшает содержимое счетчика 1 на единицу, чем имитируется уменьшение длины очереди.

5Поскольку в реальном СМО требуется,

чтобы число переключений второго канала за определенный интервал времени было минимально, представляет интерес для исследования следующая модель: второй ка0 нал 12 отключается при уменьшении очереди не до величины NH - 1, а до величины NI - к. Число К устанавливается на входе 28 устройства, соединенном с адресным входом мультиплексора. При этом адрес

5 j на входе 28 означает подключение (J + 1)-го выхода дешифратора к нулевому входу триггера; максимальное число, устанавливаемое на входе 28, равно NI - 2. В этом случае второй канал системы будет вы0 ключаться сразу же после уменьшения очереди от величины NI до NI - 1. Поскольку можно принять такую дисциплину обслуживания заявок во втором канале, когда обслуживание в нем прекращается и заявки

5 теряются, если только он становится нужен настоящей СМО, то представляет интерес исследование взаимозависимостей1; величин К, интенсивности входящего потока, распределения времени обслуживания в каналах и среднего времени, когда второй

канал свободен для выполнения основной работы.

Если обслуживание в каналах 11 и 12 закончилось одновременно, то чтобы это привело к уменьшению содержимого счет- чика 1 на две, а не на одну заявку, используется формирователь двойного импульса, собранный на элементах И 4 - задержки 6 - ИЛИ 9. При этом на выходе элемента 6 задержки появляется задержанный относи- тельно появившегося на выходе элемента ИЛИ 9 импульс, что означает расщепление сдвоенного импульса (при одновременном окончании обслуживания в каналах 11 и 12) и формирование двойного импульса

Формула изобретения Устройство для моделирования системы массового обслуживания с переменным числом каналов, содержащее, счетчик им- пульсов, дешифратор, триггер, первый и второй элементы И, элемент задержки, первый, второй и третий элементы ИЛИ, блок счетчиков импульсов, первый и второй каналы обслуживающего прибора, каждый из которых включает элемент И, триггер, генератор импульсов со случайным интервалом следования, причем в каждом из каналов обслуживающего прибора выход генератора импульсов со случайным интер- валом следования соединен с единичным входом триггера, прямой выход которого подключен к первому входу элемента И, выход которого, соединен с нулевым входом триггера и входом запуска генератора им- пульсов со случайным интервалом следования, при этом суммирующий вход счетчика импульсов является входом заявок устройства, разрядные выходы счетчика импульсов соединены с соответствующими информационными входами дешифратора, первая и вторая группы выходов которого подключены к соответствующим входам первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, первый выход первой группы выходов дешифратора подключен к второму входу вторЬго элемента ИЛИ, N-ый выход первой группы выходов дешифратора соединен с единичным входом триггера, в каждом из каналов обслужи- вающего прибора выход генератора импульсов со случайным интервалом следования подключен к соответствующим счетному входу блока счетчиков импульсов, входу третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И и вычитающим входом счетчика импульсов, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет моделирования процессов изменения числа каналов в зависимости от длины очереди заявок, в него

введены мультиплексор и блок вероятностного распределения заявок, содержащий управляющий триггер, с первого по шестой элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, причем в блоке вероятностного распределения заявок первые входы первого и второго элементов И соединены соответ- венно с прямым и инверсным выходами управляющего триггера, единичный и нулевой входы которого являются соответственно входами выбора первого и втооого каналов обслуживающего прибора устройства, выходы первого и второго элементов И подключены к первым входам соответственно первого и второго элементов ИЛИ, выходы которых соединены с первыми входами соответственно третьего и четвертого элементов И, выходы которых подключены к вторым входам элементов И соответственно первого и второго каналов обслуживающего прибора, вторые входы первого и второго элементов И блока вероятностного распределения заявок объединены соответственно с первым входом пятого и входом шестого элементов И и подключены к выходу второго элемента ИЛИ устройства, выход пятого элемента И подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, выход шестого элемента И соединен с вторым входом второго) элемента ИЛИ, вторые входы третьего и четвертого элементов И подключены к инверсным входам соответственно шестого и пятого элементов И и к выходу триггера соответственно первого и второго каналов обслуживающего прибора, выход генератора импульсов со случайным интервалом следования каждого канала обслуживающего прибора подключен к соответствующему входу первого элемента И, выход которого через элемент задержки соединен с третьим входом третьего элемента ИЛИ, выходы первой группы дешифратора, кроме первого, подключены к информационным входам мультиплексора, выход которого соединен с нулевым входом триггера, выход которого подключен к третьему входу четвертого элемента И и второму входу пятого элемента И блока вероятностного распределения заявок, адресный вход мультиплексора является управляющим входом устройства.

Г

,ijb

/71

г:

Збход

I Г

Фиг I