Устройство для моделирования систем массового обслуживания Советский патент 1991 года по МПК G06N7/08 

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к специализированным средствам электронного моделирования, и может быть использовано при исследовании систем массового обслуживания (СМО) с неоднородным входным потоком заявок,

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования процесса многоприборного обслуживания неоднородного потока заявок сетью массового обслуживания, состоящей из двух систем массового обслуживания с потерями,

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит первый блок 1 задания кода числа обслуживающих приборов, первый шифратор 2, первый регистр 3 памяти, блок 4 элементов НЕ, первый блок

5 вычитания, первый регистр 6 свободных приборов, первый мультиплексор 7, третий элемент ИЛИ 8, первый блок 9 определения признака, блок 10 генераторов случайных импульсов, регистр 11 заявок, первый элемент ИЛИ 12, первый блок 13 управления, первый блок 14 элементов ЗАПРЕТА, первый блок 15 случайных временных задержек, второй элемент ИЛИ 16, счетчик 17 общего числа заявок, блок элементов И 18, второй шифратор 19, второй регистр 20 памяти, первый сумматор 21, счетчик 22 необслуженных заявок, второй блок 23 задания кода числа обслуживающих приборов, второй блок 24 вычитания, второй регистр 25 свободных приборов, второй мультиплексор 26, второй блок 27 определения признака, четвертый элемент ИЛИ 28, второй блок 29 управления, второй блок 30 элементов ЗАПРЕТА, второй блок 31 случайных врею

W 00

менных задержек, пятый элемент ИЛИ 32, третий шифратор 33. третий регистр 34 памяти, второй сумматор 35. Блоки 13, 29 управления и блоки 9, 27 определения признака выполнены как аналогичные блоки в устройстве-прототипе.

Вербальная модель работы устройства следующая.

В устройстве изначально устанавливается общее число приборов обслуживания N1 и N2 соответственно первой и второй СМО. Заявке соответствующего типа, поступающей на вход сети, ставится в соответствие число приборов М, требуемых для ее обслуживания. Числа N1 и М сравниваются; если разность N1-M больше или равна нулю, т.е. число свободных от обслуживания приборов больше или равно числу запрашиваемых заявкой приборов, то заявка обслуживается первой СМО.

По окончании обслуживания заявки соответствующего типа число М свободных приборов прибавляется к числу свободных от обслуживания приборов первой СМО. Если число свободных от обслуживания приборов меньше числа запрашиваемых заявкой приборов, то происходит отказ в обслуживании заявки соответствующего типа первой СМО и заявка поступает на вход второй СМО, числа N2 и М сравниваются; если разность N2-M больше или равна нулю, т.е. число свободных от обслуживания приборов больше или равно числу запрзвшива- емых заявкой приборов, то заявка обслуживается второй СМО.

По окончании обслуживания заявки соответствующего типа число М освобождаемых приборов прибавляется к числу свободных от обслуживания приборов второй СМО. Если число свободных от обслуживания приборов меньше числа запрашиваемых заявкой приборов, то происходит отказ в обслуживании заявки соответствующего типа второй СМО v, заявка покидает систему. Общее число заявок каждого типа подсчитываются соответствующими счетчиками.

Устройство работает следующим образом.

Режим предварительной установки (предназначен для приведения схемы в исходное положение и задания числа обслуживающих приборов).

Перед допуском счетчики 17,22 и регистры 6,25 обнуляются, блоки 13 и 29 приводятся в исходное состояние.

В блоке 1 и блоке 23 задается двоичный код N1 и N2 общего числа обслуживающих приборов первой и второй СМО соответственно, который записывается в регистр 6

свободных приборов и регистр 25 свободных приборов соответственно. Режим функционирования. Импульсы от блока 10, имитирующие

входной ординарный поток заявок, поступают на шифратор 2, преобразующий позиционный код импульса (заявки) в двоичный код числа приборов, запрашиваемых заявкой, который записывается в регистре 3. Кроме

того, импульсы от блока 10 генераторов случайных импульсов поступают на элемент ИЛИ 8, с выхода которого вырабатывается импульс записи позиционного кода числа запрашиваемых заявкой приборов в регистр 3. Импульс записи от элемента ИЛИ также поступает на вход блока 13, после чего с первого выхода блока 13 сигнал подключает информационный выход блока 5 через мультиплексор 7 к информационному

входу регистра 6 свободных приборов и разрешает работу блока 5, при этом сумматор 21 не может быть инициирован.

8 блоке 5 реализуется сложение прямого двоичного кода числа обслуживающих

приборов с инверсным двоичным кодом числа запрашиваемых заявкой приборов. После завершения операции вычитания в блоке 5 вырабатывается импульс, который поступает в блок 9 определения признака и

блок 13 управления, который дает сигнал разрешения суммирования сумматором 21.

Блок 9 определения признака анализирует результат операции в блоке 5 и по импульсу с выхода последнего вырабатывает соответствующий управляющий сигнал. Если результат операции - нуль, т.е. во всех разрядах блока 5 единицы, то блок 9 обнуляет регистр 6 свободных приборов и открывает блок 14 элементов ЗАПРЕТА, разрешая обслуживание заявки данного типа первой СМО, при этом импульс (заявка) на выходе блока 14 возбуждает соответствующий вход блока 15 случайных временных задержек.

Если результат операции больше нуля, т.е. в знаковом разряде блока 5 нуль, то блок 9 определения признака открывает блок 14 элементов ЗАПРЕТА, разрешая обслуживание заявки данного типа, и через элемент

ИЛИ 12 возбуждает вход регистра 6 свободных приборов, записывая в него через мультиплексор 7 результат операции. Если результат операции в блоке 5 меньше нуля, т.е. в знаковом разряде единица и хотя бы в

одном и другом разряде блока 5 нуль, то блок 9 вырабатывает сигнал ОТКАЗА, который поступает на блок 29 управления для обслуживания второй СМО.

Импульсы от блока 15 случайных временных задержек, появляющиеся на одном

из его выходов через время, равное случайной длительности обслуживания заявок соответствующего типа, поступают на шифратор 19, преобразующий позиционный код импульса в двоичный код числа приборов, обслуживающих заявку соответствующего типа, который записывается в регистре 20.

Кроме того, импульсы от блока 15 поступают на элемент ИЛИ 16. Импульс записи от элемента ИЛИ 16 поступает также на вход блока 13 управления, со второго выхода которого сигнал подключает информаци- снный выход суммзтсфа 21 через мультиплексор 7 к второму информационному входу регистров свободных приборов и обеспечивает запуск сумматора 21, при этом блок 5 не может быть инициирован, В сумматоре 21 реализуется сложение в прямом коде двоичного числа свободных обслуживающих приборов с двоичным кодом числа приборов, обслуживающих заявку соответствующего типа. После завершения операции суммирования импульс с выхода сумматора 21 через элемент ИЛИ 12 поступает на вход регистра 6 свободных приборов, записывая результат операции сумматора 21 в регистр 6 свободных приборов. Одновременно импульс с выхода сумматора 21 поступает на вход блока 13 управления, что приводит к появлению сигнала разрешения работы блока 5.

После поступления сигнала ОТКАЗ от блока 9 на блок 29 управления с первого выхода блока 29 управления сигнал подключает информационный выход блока 24 через мультиплексор 26 к информационному входу регистра 25 свободных приборов и разрешает работу блока 24, при этом сумматор 35 не может быть инициирован.

В первом блоке 24 реализуется сложение прямого двоичного кода числа обслуживающих приборов с инверсным двоичным кодом числа запрашиваемых заявкой приборов. После завершения операций вычитания в блоке 24 вырабатывается импульс, который с выхода блока 24 поступает в блок 27 определения признака и блок 29 управления, который дает сигнал разрешения суммирования сумматора 35.

Блок 27 определения признака знали-, зирует результат операции в блоке 24 и по импульсу с выхода последнего вырабатывает соответствующий управляющий сигнал. Если результат операции нуль, то блок 27 обнуляет регистр 25 свободных приборов и открывает блок 30 элементов запрета, разрешая обслуживание заявки данного типа второй СМО, при этом импульс (заявка) на выходе блока 30 возбуждает соответствующий вход блока 31 случайных временных задержек. Если результат операции больше нуля, то блок 27 определения признака от- 5 крывает блок 30 элементов запрета, разрешая обслуживание заявки данного типа, и через элемент ИЛИ 28 возбуждает вход регистра 25 свободных приборов, записывая в него через мультиплексор 26 результат опе0 рации. Если результат операции в блоке 24 меньше нуля, то блок 27 вырабатывает сигнал отказа, открывая блок элементов И 18, имитируя поток заявок, получивших отказ в обслуживании. Число таких заявок каждого

5 типа подсчитывается счетчиком 22 заявок, получивших отказ з обслуживании.

Работа блока 31 случайных временных задержек осуществляется аналогично работе блока 15 случайных временных задержек.

0Соответствие типов заявок неоднородного потока достигается следующим образом. Число генераторов случайных (временных) интервалов в блоке 10 (а значит, и число выходов этого блока) равно чис5 лу типов потоков заявок, т.е. каждый генератор генерирует импульсы, имитирующие поступление заявок данного типа. Число элементов временных задержек в блоке 15 и 31 также равно числу типов обслужива0 емых заявок. Таким образом, объединение выходов блока 10 через регистр 11 заявок, блок 14 и 30 элементов запрета с соответствующими входами блоков 15 и 31 позволяет добиться соответствия типов заявок нео5 днородного потока. Регулируя элементы блока 15 и 31, можно варьировать параметры моделируемого процесса обслуживания неординарного потока заявок.

При наличии импульса и на выходе бло0 ка 10, и на выходе блока 15 случайных временных задержек блок 13 управления обеспечивает поочередное срабатывание обоих блоков 5 и 21, а при наличии сигнала на выходе блока 31 случайных временных

5 задержек блок 29 управления обеспечивает поочередное срабатывание обоих блоков 24 и 35. При этом линейный интервал между выходными импульсами блоков 10 и 15, а также 10 и 31 настраивается так, чтобы он был не меньше времени последовательного

0 срабатывания блоков 5 и 21, соответственно 24 и 35.

Статистические характеристики функционирования сети, моделируемой устройством, вычисляются известными методами на

5 основэ показаний счетчиков.

Формула изобретения Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее первый блок задания кода числа обслуживающих приборов, первый и второй шифраторы,

первый и второй регистры памяти, блок элементов НЕ, первый блок вычитания, первый регистр свободных приборов, первый мультиплексор, три элемента ИЛИ, первый блок определения признака, блок генераторов случайных импульсов, регистр заявок, первый блок управления, первый блок элементов запрета, первый блок случайных временных задержек, счетчик общего числа заявок, блок элементов И, первый сумматор, счетчик необслуженных заявок, выходы первого блока задания кода числа обслуживающих приборов подключены соответственно к разрядным входам первой группы первого регистра свободных приборов, разрядные выходы которого соединены соответственно с информационными входами первой группы первого блока вычитания и с информационными входами первой группы первого сумматора, информационные выходы которого подключены соответственно к информационным входам первой группы первого мультиплексора, выходы которого соединены соответственно с разрядными входами второй группы первого регистра свободных приборов, выходы первого шифратора подключены соответственно к разрядным входам первого регистра памяти, разрядные выходы которого подключены соответственно к входам блока элементов НЕ, выходы которого соединены соответственно с информационными входами второй группы первого блока вычитания, информационные выходы которого подключены соответственно к информационным входам первого блока определения признака и х информационным входам второй группы первого мультиплексора, выходы второго шифратора подключены соответственно к разрядным входам второго регистра памяти, разрядные выходы которого соединены соответственное информационными входами второй группы первого сумматора, выход сигналов окончания суммирования которого подключен к первому установочному входу первого блока управления и первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу записи первого регистра свободных приборов, выход сигнала окончания вычитания первого блока вычитания соединен с входом опроса первого блока определения признака и вторым установочным входом первого блока управления, первый выход которого подключен к первому управляющему входу первого мультиплексора и входу разрешения вычитания первого блока вычитания, выход знакового разряда которого подключен к информационному входу первого блока определения признака, выход сигналов обнуления которого подключен к входу обнуления первого регистра свободных приборов, выход второго элемента ИЛИ подключен к входу записи второго регистра памяти и

первому входу опроса первого блока управления, второй выход которого подключен к входу суммирования первого сумматора и второму упоавляющему входу первого мультиплексора, выход третьего элемента ИЛИ

0 подключен к входу записи первого регистра памяти, к второму входу опроса первого блока управления и входу записи регистра заявок, разрядные выходы которого подключены соответственно к инфоомацион5 ным входам счетчика общего числа заявок, блока элементов И и первого блока элементов запрета, выход сигнала запрета записи первого блока определения признака соединен с управляющим входом первого бло0 ка элементов запрета, выходы которого подключены соответственно к входам первого блока случайных временных задержек, выходы которого подключены соответственно к входам второго элемента ИЛИ и входам

5 второго шифратора, выходы блока элементов И подключены соответственно к счетным входам счетчика необслуженных заявок, выход сигнала записи первого блока определения признака подключен к второ0 му входу первого элемента ИЛИ, а выходы блока генераторов случайных импульсов - соответственно к входам первого шифратора, к входам третьего элемента ИЛИ и разрядным входам регистра заявок, о т л и ч а5 ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет моделирования процесса многоприборного обслуживания неоднородного потока заявок сетью массового обслуживания, оно до0 полнительно содержит аюрой блок задания кода числа обслуживающих приборов, третий шифратор, третий регистр памяти, второй блок вычитания, второй регистр свободных приборов, второй мультиплек5 сор, четвертый и пятый элементы ИЛИ, второй блок определения признака, второй блок управления, второй блок элементов запрета, второй блок случайных временных задержек, второй сумматор, причем раз0 рядные выходы регистра заявок подключены соответственно к информационным входам второго блока элементов запрета, выход сигнала отказа первого блока определения признака подключен к первому входу

5 опроса второго блока управления, выходы блока элементов НЕ подключены к информационным входам первой группы второго блока вычитания, выход сигналов отказа второго блока определения признака подключен к управляющему входу блок элементов И. выходы второго блока задания кода числа обслуживающих приборов подключены соответственно к разрядным входам первой группы второго регистра свободных приборов, разрядные выходы которого соединены соответственно с инфор- мационными входами второй группы второго блока вычитания и информационными входами первой группы второго сумматора, информационные выходы которого подключены соответственно к информационным входам первой группы второго мультиплексора, выходы которого подключены соответственно к разрядным входам второй группы второго регистра свободных приборов, выходы третьего шифратора соединены соответственно с разрядными входами третьего регистра памяти, разрядные выходы которого подключены соответственно к информационным входам второй группы второго сумматора, выход сигнала окончания суммирования которого подключен к первому установочному входу второго блока управления и к первому входу четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом записи второго регистра свободных приборов, выход сигнала окончания вычитания второго блока вычитания подключен к входу опроса второго блока определения признака и второму установочному входу второго блока управления, первый выход

которого подключен к первому управляющему входу второго мультиплексора и входу разрешения вычитания второго блока вычи- тания, выход знакового разряда которого

подключен к информационному входу второго блока определения признака, выход обнуления которого подключен к входу обнуления второго регистра свободных приборов, информационные выходы второго

блока вычитания подключены к информационным входам второй группы второго мультиплексора и информационным входам второго блока определения признака, выход записи которого подключен к второму

входу четвертого элемента ИЛИ, выход пятого элемента ИЛИ подключен к второму входу опроса второго блока управления и входу записи третьего регистра памяти, выход сигнала запрещения записи второго

блока определения признака подключен к управляющему входу второго блока элементов запрета, выходы которого подключены соответственно к входам второго блока случайных временных задержек, выходы которого подключены соответственно к входам пятого элемента ИЛИ и входам третьего шифратора, а второй выход второго блока управления подключен к второму управляющему входу второго мультиплексора и входу разрешения суммирования второго сумматора.

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для исследования систем массового обслуживания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования процесса многоприборного обслуживания неоднородного потока заявок сетью массового обслуживания, состоящей из систем массового обслуживания. Это достигается за счет введения в устройство сумматора, блока вычитания, блока задания кода числа обслуживающих приборов, мультиплексора, регистра свободных приборов, блока определения признака, двух элементов ИЛИ, блока управления, блока элементов задержки, шифратора, регистра кода, блока случайных временных задержке. 1 ил.