Устройство для моделирования систем массового обслуживания Советский патент 1992 года по МПК G06F15/20 

(Л

С

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при статическом моделировании систем массового обслуживания с учетом ранга заявок равного приоритета. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования окончания работ по случайному числу исполнителей в соответствии с рангом заявки. Устройство содержит генератор случайного потока импульсов, элементы И, ИЛИ, ЗАПРЕТ , формирователь импульсов, реверсивный счетчик очереди, реверсивный счетчик обслуживания, группу элементов случайной временной задержки, генератор импульса случайной длительности, генератор счетных импульсов, триггер, счетчик поступивших заявок и счетчик потерянных заявок.1 ил.

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

Известно устройство, содержащее генератор случайного потока импульсов, счетчик общего числа заявок, счетчик потерянных заявок, пять элементов И, первый и второй элементы ИЛИ, три элемента ЗАПРЕТ, реверсивный счетчик длины очереди, триггер и группу элементов случайной временной задержки, а также группу триггеров, формирователь импульсов и элемент ИЛИ-НЕ }

Однако данное устройство не позволяет моделировать процесс окончания работ rib числу исполнителе, задаваемому случайным образом, и в зависимости от ранга заявок (задач).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство,

содержащее генератор случайного потока импульсов, выход которого соединен со

счетным входом первого счетчика, с прямым входом первого элемента ЗАПРЕТ и с первым входом первого элемента И, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика, выход второго элемента И соединен с вторым входом первого элемента И и

. с инверсным входом первого элемента ЗАПРЕТ, выход которого соединен с прямым входом второго элемента ЗАПРЕТ и с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, выходы разрядов которого соединены с входами второго элемента И соответственно с входами первого элемента ИЛИ соответственно, выход которого соединен с инверсным входом третьего элемента ЗАПРЕТ, с первым входом четвертого элемента И и первым входом пятого

ON СП СО СЛ

элемента И, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, выход второго элемента ЗАПРЕТ соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и с нулевым входом триггера, нулевой выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И и с инверсным входом второго элемента ЗАПРЕТ, выход третьего элемента ЗАПРЕТ соединен с единичным входом триггера, выход четвертого элемента И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входами линий случайной временной задержки группы, выходы которых подключены к счетному входу третьего счетчика, выход переполнения которого соединен с установочными входами линий случайной временной задержки группы, с прямым входом третьего элемента ЗАПРЕТ, с вторым входом четвертого элемента И и вторым входом пятого элемента И 2.

Недостатком исследуемого устройства является невозможность моделирования окончания работ по случайному числу исполнителей.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования окончания работ по числу исполнителей, задаваемому случайным образом, в зависимости от ранга заявок (задач).

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор случайного потока импульсов счетчик поступивших заявок, счетчик потерянных заявок, первый, второй и третий элементы ЗАПРЕТ, пять элементов И, триггер, первый и второй элементы ИЛИ, реверсивный счетчик очереди, группу элементов случайной временной задержки, причем выход генератора случайного потока импульсов соединен со счетным входом счетчика поступивших заявок и с информационным входом первого элемента ЗАПРЕТИ с первым входом первого элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика потерянных заявок, выход второго элемента И соединен с вторым входом первого элемента И и с управляющим входом первого элемента ЗАПРЕТ, выход которого соединен с информационным входом второго элемента ЗАПРЕТ и с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика очереди, выходы разрядов которого соединены соответственно с входами второго элемента И и входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом третьего элемента ЗАПРЕТ, первым входом четвертого элемента И и первым входом пятого элемента И, выход которого соединен с вычитающим входом

реверсивного счетчика очереди, выход второго элемента ЗАПРЕТ соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и с нулевым входом триггера, инверсный выход которого

соединен с вторым входом третьего элемента И и с управляющим входом второго элемента ЗАПРЕТ, выход третьего элемента ЗАПРЕТ соединён с единичным входом триггера, выход четвертого элемента И соединен с вторым

входом второго элемента ИЛИ, введены генератор импульса случайной длительности, генератор счетных импульсов, шестой элемент И, формирователь импульса, реверсивный счетчик обслуживания, третий элемент ИЛИ,

причем выход второго элемента ИЛИ соединен с входом запуска генератора импульса случайной длительности, выход которого соединен с входом формирователя импульса и с первым входом шестого элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора счетных импульсов, выход шестого элемента И соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика обслуживания, входы элементов случайной временной задержки группы объединены и соединены с выходом формирователя импульса, вычитающий вход второго реверсивного счетчика соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, входы которого соединены соответственно с выходами элементов случайной временной задержки группы, выход обнуления реверсивного счетчика обслуживания соединен с входами сброса элементов случайной временной задержки группы, с вторыми входами четвертого и пятого элементов И и информационным входом третьего элемента ЗАПРЕТ.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 случайного потока импульсов, счетчик 2 поступивших заявок, счетчик 3 потерянных заявок, первый 4, третий 5 и второй 6 элементы ЗАПРЕТ, первый 7, второй 8, четвертый 9, пятый 10, третий 11 элементы И, триггер 12, первый 13 и второй 14 элементы ИЛИ, реверсивный счетчик 15 очереди, реверсивный счетчик 16 обслуживания, группу элементов 17 случайной временной задержки, генератор 18 импульса случайной длительности, генератор 19 счетных импульсов, формирователь 20 импульса, шестой элемент И 21, третий элемент ИЛИ 22.

Устройство моделирует процесс функционирования СМО, имеющей группу исполнителей. Предполагается, что каждая заявка (задача), поступившая в систему, может затребовать для своего решения (обслуживания) случайное число исполнителей.

Это число называется рангом заявки. Заявка считается обслуженной, если она обработана исполнителями в соответствии со своим рангом. Заявки, поступившие в систему, когда исполнители заняты, становятся в очередь, а в случае переполнения очереди, поступившей заявке в обслуживании отказывается. Каждая заявка, поступающая непосредственно на обслуживание, имеет свой ранг. т.е. число исполнителей, необходимое для ее обслуживания. Все заявки, поступающие в систему, имеют равные приоритеты.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии все каналы обслуживания свободны от обслуживания, триггер 12 находится в состоянии, при котором на управляющем входе элемента б сигнал отсутствует, и он открыт, все счетчики в нулевом состоянии. Генератор 19 счетных импульсов вырабатывает последовательность импульсов с периодом Тс. Элемент И

21закрыт. Импульс от генератора 1 поступает на элементы ЗАПРЕТ 4 и б, элемент ИЛИ 14, а также на вход триггера 12, переключает его, закрывая тем самым элемент б ЗАПРЕТ, и открывает элемент И 11. Импульс с выхода элемента ИЛИ 14 запускает генератор 18 импульса случайной длительности, который, в свою очередь, открывает элемент И 21. Импульсы от генератора 19 счетных импульсов проходят через открытый элемент И 21 на суммирующий вход реверсивного счетчика 16, имитируя запись ранга заявки. По окончании работы генератора 18 элемент И 21 закрывается, а на выходе формирователя 20 появляется импульс, запускающий элемент 17 случайной временной задержки. До окончания обслуживания следующие заявки генератора 1 поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 15, имитируя образование очереди.

Через случайное время, равное продолжительности обслуживания заявки в каждом из каналов, на выходах элементов 17 случайной временной задержки появляются импульсы, которые через элемент ИЛИ

22поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 16. При обслуживании заявки М каналами, что соответствует рангу заявки, импульс с выхода обнуления реверсивного 16 счетчика сигнал через элемент И 10 поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 15, уменьшая очередь на единицу, и через элемент И 9, элемент ИЛИ 14 - на повторный запуск генератора 18, имитируя приход заявки из очереди, и устанавливает перед этим в исходное состояние

элементы 17 случайной временной задержки, Их установка в исходное состояние необходима для того, чтобы сигнаЯы, появившиеся на выходе остальных элемен-

5 тов 17 случайной временной задержки, не оказывали влияния на работу реверсивного счетчика 16 и не искажали работу устройства. Такая работа устройства имеет место в том случае, если в очереди находится хотя

0 бы одна заявка, при этом на выходе элемента ИЛИ 13 есть сигнал.

Если же в очереди нет заявок, то сигнал с выхода реверсивного счетчика 16 через элемент запрета 5 переключает триггер 12,

5 открывая элемент 6 запрета и закрывая элемент И 11.

При заполнении всей очереди на выходе элемента И 8 появляется сигнал, который закрывает элемент 4 запрета и открывает

0 элемент И 7. При этом новые знаявки поступают на вход счетчика 3 потерянных заявок. Среднее время длительности потенциального сигнала с выхода генератора 18 случайной длительности импульса (Тг) должно

5 быть намного больше периода длительности импульса, формируемого генератором 21 счетных импульсов, с целью более точного подсчета рангов реверсивным 16 счетчиком. Более того, необходимо выполнение

0 условия Тс« Tr« n Тс, где п - число исполнителей в устройстве.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее гене5 ратор случайного потока импульсов, счетчик поступивших заявок, счетчик потерянных заявок, пять элементов И, группу элементов случайной временной задержки, первый и второй элементы ИЛИ, три элемента ЗАПРЕТ, триггер, реверсивный счетчик очереди, причем выход генератора случайного потока импульсов соединен со счетным входом счетчика поспупивших заявок, с инфор- мационным входом первого элемента

5 ЗАПРЕТ, с первым входом первого элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика потерянных заявок, выход второго элемента И соединен с вторым входом первого элемента И и с управляющим

0 входом первого элемента ЗАПРЕТ, выход которого соединен с информационным входом второго элемента ЗАПРЕТ и с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с суммирующим входом ревер5 сивного счетчика очереди, выходы разрядов которого соединены соответственно с входами второго элемента И и входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом третьего элемента ЗАПРЕТ с первым входом четвертого элемента И и первым входом пятого элемента И, выход которого соединен с вычитающим входим реверсивного счетчика очереди, выход второго элемента ЗАПРЕТ соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и с нулевым входом триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И и с управляющим входом второго элемента ЗАПРЕТ, выход третьего элемента ЗАПРЕТ соединен с единичным входом триггера, выход четвертого элемента И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью расширения функциональных возможностей за счет моделирования окончания работ по числу исполнителей, задаваемому случайным образом, в зависимости от ранга.заявок, оно дополнительно содержит генератор импульса случайной длительности, генератор счетных импульсов, формирователь импульса, реверсивный счетчик обслуживания, шестой элемент И,

третий элемент ИЛИ, причем выход второго элемента ИЛИ соединен с входом запуска генератора импульса случайной длительности, выход которого соединен с первым входом шестого элемента И и входом формирователя импульса, выход которого соединен с входами запуска элементов случайной временной задержки группы, выход генератора счетчных импульсов соединен с

вторым входом шестого элемента И, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика обслуживания, выход обнуления которого соединен с входами сброса элементов случайной временной задержки группы, с вторыми входами четверто - го и пятого элементов И и информационным входом третьего элемента ЗАПРЕТ, выходы элементов случайной временной задержки группы соединены с соответствующими

входами третьего элемента ИЛ И, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика обслуживания.