Устройство для моделирования систем массового обслуживания Советский патент 1992 года по МПК G06F15/407 

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для моделирования работы систем массового обслуживания.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования обслуживания заявки несколькими обслуживающими приборами различного класса одновременно.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, генератор 2 заявок, счетчик 3 импульсов, счетчик 4 числа тактов, счетчик 5 поступивших заявок, третий 6, четвертый 7, второй 8 и первый 9 элементы И, третий 10, первый 11, второй 12 элементы ИЛИ, первый 13, второй 14 и третий 15 элементы запрета, элемент 16 задержки, первый дешифратор 17, второй дешифратор 18, второй 19 и первый 20 триггеры, реверсивный счетчик 21 числе заявок в очереди, формирователь 22 импульсов, М моделей 23 обслуживающего прибора, каждая из которых содержит реверсивный счетчик 24 обслуживаемых заявок, реверсивный счетчик 25 обслуженных заявок, первый 26 и второй 27 элементы И, первый 28 и второй 29 элементы ИЛИ, третий элемент ИЛИ 30, многоканальный блок 31 случайных временных задержек, первый 32 и второй 33 элементы запрета, счетчик 34 тактовых импульсов, делитель 35, группу элементов И 36 и группу регистров 37 памяти.

Устройство работает следующим образом.

Интервал моделирования разбит на К интервалов отображения. В конце каждого интервала отображения на соответствующих регистрах 37 формируется значение вероятности свободного состояния каждого из М видов обслуживающего прибора на данном интервале наблюдения.

В исходном состоянии все реверсивные счетчики обнулены, все счетчики также обнулены, триггер 20 находится в состоянии, при котором на его инверсном выходе имеется единичный потенциал, закрывающий элемент 13 запрета, а на инверсном выходе триггера 19 имеется потенциал логической единицы, который закрывает элементы 33 запрета.

Подачей управляющего сигнала на вход запуска триггера 20 устройство переводится в режим моделирования, при этом снимается запрещающий сигнал с управляющего входа элемента 13 запрета, и тактовые импульсы, вырабатываемые генератором 1 тактовых импульсов, начинают поступать на генератор 2 заявок, на счетные входы счетчиков 3 и 5 и через соответствующие элементы 32 запрета на счетные входы

соответствующих счетчиков 34.

При установке счетчика 3 кода, соответствующего окончанию интервала отображения, дешифратор 17 выдает единичный сигнал на единичный вход триггера 19. Этот

сигнал перзводит триггер в единичное состояние, при котором сигнал с прямого выхода закрывает элемент 13 запрета и открывает по соответствующему входу элемент И 9. Нулевой сигнал с инверсного выхода триггерра приводит к снятию запрещающего сигнала с управляющих входов элементов 33 запрета. При нулевом состоянии на выходе счетчика 4 дешифратор 18 подключает первые элементы И 36 в каждои группе. Поэтому содержимое делителей 35 поступает на соответствующие элементы И 36 и через них на соответствующие регистры 37 памяти, фиксируя вероятность свободного состояния в соответствующем

интервале отображения.

Тактовый импульс с выхода элемента И 9, задержанный на время переходных процессов, обнуляет счетчики 3, 5, 34 и триггер 19. Возвращение триггера 19 в исходное

состояние приводит к закрытию элементов 33 запрета. В счетчике 4 при этом фиксируется 1 и дешифратор 18 подключает по управляющему входу вторые элементы И 36 и регистры 37 памяти всех групп.

Таким образом, на каждом интервале отображения в соответствующие регистры памяти записывается информация о вероятности свободного состояния обслуживающего прибора данного типа в каждом интервале отображения.

Генератор 2 заявок при поступлении на вход тактового импульса вырабатывает импульсы, имитирующие поступление заявки в систему массового обслуживания. Через открытые элементы 14, 15 запрета сигнал поступает на суммирующие входы всех реверсивных счетчиков 24, имитируя поступления заявки в каналы 23 каждого класса обслуживающих приборов. Сигнал, появляющийся на выходе элементов ИЛИ 28, закрывает элементы 32 запрета на все время, пока в счетчиках 24 имеется хотя бы одна заявка. Поэтому через элементы 32 запрета проходят тактовые импульсы только в то время, когда обслуживающие приборы не заняты обслуживанием заявок. Одновременно сигналы с выхода элемента 15 запрета через элемент ИЛИ 29 поступают на вход многоканального блока 31, имитируя принятие заявки к обслуживанию. Через случайное время задержки, равное времени обслуживания заявок, сигнал с выходов блоков 31 поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 24, уменьшая число занятых каналов на 1 и на суммирующий вход реверсивного счетчика 28, что означает увеличение на 1 числа заявок, обслуженных в данном канале 23. Так как окончание обслуживания заявки считается по окончанию обслуживания ее в последнем из обслуживающих приборов, то число в счетчиках 25 определяет по сути разность между числом заявок, обслуженных в данной модели 23, и числом заявок, обслуженных устройством. Значение этой величины обусловлено вероятным характером обслуживания заявок.

При полном заполнении хотя бы одного из реверсивных счетчиков 24 на выходе соответствующего элемента И 26 появляется сигнал, который через элемент ИЛИ 10 закрывает элемент 15 запрета и открывает по соответствующему входу элемент И 6. При этом заявки начинают поступать в очередь на суммирующий вход реверсивного счетчика 21. Как только емкость счетчика 21 будет исчерпана, сигнал с выхода элемента И 8 закрывает элемент 14 запрета до тех пор, пока содержимое счетчика 21 не уменьшится. Заявки, поступившие в это время, теряются.

При появлении сигнала на выходе элемента ИЛИ 11 дополнительно через элемент

ИЛИ 10 закрывается по управляющему входу элемент 15 запрета. Условием открытия элемента 15 запрета по управляющему входу является выполнение следующих условий: отсутствие очереди в счетчике 21 и

отсутствие занятости всех обслуживающих приборов хотя бы в одной из моделей 23.

Если в очереди есть хотя бы одна заявка, то сигналом с выхода элемента ИЛИ 11 по соответствующему входу открыт элемент

И 7, а сигналом, соответствующим окончанию обслуживания заявок в устройстве, является сигнал формирователя 22 импульсов, с выхода которого сигнал поступает на вычитающие входы реверсивных счетчиков 25

и второй вход элемента И 7, сигнал с выхода которого, как было указано выше, в случае очереди уменьшает ее значение на единицу и через элементы ИЛИ 29 вновь занимает один канал обслуживания в каждом из обслуживающих приборов.

Реверсивные счетчики 30, элементы И 27 и формирователь 22 импульсов предназначены для формирования сигнала окончания обслуживания заявки устройством из

сигналов окончания обслуживания заявки каждым из каналов 23. Если какой-либо из каналов 23 окончил обслуживание заявки, то в счетчике 25 зафиксируется единица, при окончании обслуживания двух заявок еще единица и т. д. Единичные сигналы, появляющиеся при этом на выходах элементов ИЛИ 30, открывают по соответствующим входам элементы И 27. Как только будет набрана вся цепь, на входе формирователя 22 импульсов появляется сигнал запуска, сигнал с выхода которого уменьшает на единицу содержимое всех счетчиков 25, свидетельствуя о принятии к обслуживанию заявки из очереди при наличии сигнала на

втором входе элемента И 7, сигнал с выхода которого поступает также на входы блоков 31. Если хотя бы в одном из счетчиков 25 будет нулевой сигнал, что свидетельствует о том, что данный обслуживающий прибор занят полностью и не окончил ни одной из заявок, поступивших в него, то элемент И 27 соответствующего канала 23 будет закрыт, и формирование сигнала окончания обслуживания заявок устройством будет осуществляться только при освобождении в ксждой модели 23 хотя бы одного канала.

По окончанию каждого интервала отображения сигнал на выходе делителя равен вероятности свободного состояния данного

класса обслуживающего прибора на данном интервале.

При установлении на выходе счетчика 4 кода, соответствующего окончанию моделирования, дешифратор 18 выдает сигнал, обнуляющий триггер 20. При этом закрывается элемент 13 запрета и моделирование прекращается.

Вероятностные характеристики работы моделируемых систем массового обслуживания могут быть определены известными методами по показаниям счетчиков устройства и по показаниям счетчиков, подключенных к выходам требуемых элементов устройства.

Формула изобретения

Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор тактовых импульсов, генератор заявок, счетчик импульсов, счетчик числа тактов, первый и второй триггеры, первый и второй дешифраторы, четыре элемента И, три элемента запрета, реверсивный счетчик числа заявок в очереди, два элемента ИЛИ, элемент задержки, счетчик поступивших заявок, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом первого элемента И и информационным входом первого элемента запрета, выход которого подключен к счетному входу счетчика импульсов, счетному входу счетчика поступивших заявок и входу запуска генератора заявок, выход которого подключен к информационному входу второго элемента запрета, управляющий вход которого соединен с выходом второго элемента И, а выход второго элемента запрета подключен к информационному входу третьего элемента запрета и первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика числа заявок в очереди, разрядные выходы которого подключены соответственно к входам второго элемента И и первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика числа заявок в очереди, нулевой вход первого триггера является входом запуска устройства, а инверсный выход первого триггера подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом первого элемента запрета, а второй вход второго элемента ИЛИ и второй вход первого элемента И подключены к прямому выходу второго триггера, единичный вход которого соединен с выходом первого дешифратора, входы которого подключены соответственно к выходам счетчика импульсов, нулевой

вход первого триггера и установочный вход счетчика поступивших заявок подключены к выходу элемента задержки, вход которого соединен с выходом первого элемента И и

счетным входом счетчика числа тактов, разрядные выходы которого соединены соответственно с входами второго дешифратора, К-й выход второго дешифратора (К равно числу интервалов отображе0 ния информации, уменьшенному на единицу) соединен с единичным входом первого триггера, выход второго элемента ИЛИ соединен с управляющим входом первого элемента запрета, отличающееся

5 тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет моделирования об- служивания заявки одновременно несколькими обслуживающими приборами различного класса, в него введены третий эле0 мент ИЛИ, формирователь импульсов и М моделей обслуживающего прибора, где М - число видов обслуживающих приборов, каждая из моделей обслуживающего прибора содержит реверсивный счетчик обслужи5 ваемых заявок, реверсивный счетчик обслуженных заявок, многоканальный блок случайных временных задержек, три элемента ИЛИ, два элемента И, делитель, два элемента запрета, счетчик тактовых импуль0 сов, группу элементов И и группу регистров, причем в каждой модели обслуживающего прибора выходы элементов И группы соединены с информационными входами регистров памяти группы, разрядные выходы

5 реверсивного счетчика Числа обслуживаемых заявок подключены соответственно к входам первого элемента И и входам первого элемента ИЛИ, выходы первых элементов И всех моделей обслуживающего прибора

0 соединены соответственно с входами третьего элемента ИЛИ устройства, выход которого подключен к управляющему входу третьего элемента запрета устройства и второму входу третьего элемента И устройства,

5 а выход первого элемента ИЛИ устройства подключен к соответствующему входу третьего элемента ИЛИ устройства, в каждой модели обслуживающего прибора выход второго элемента ИЛИ соединен с

0 входом многоканального блока случайных временных задержек, выход которого подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика обслуживаемых заявок и суммирующему входу реверсивного счетчика обслу5 женных заявок, разрядные выходы которого подключены соответственно к входам третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, выход первого элемента ИЛИ соединен с управляющим входом первого элемента запрета, выход которого подключен к счетному входу счетчика тактовых импульсов, выходы которого подключены соответственно к информационным входам первой группы делителя, выходы которого соединены соответственно с информационными входами блока элементов запрета, выходы которого подключены соответственно в каждой модели обслуживающего прибора к информационным входам блоков элементов И, управляющие входы блоков элементов И j-й модели обслуживающего прибора подключены к j-му выходу второго дешифратора устройства 0 1, К), выход третьего элемента запрета устройства соединен с суммирующими входами реверсивных счетчиков числа обслуживаемых заявок и первыми входами вторых элементов ИЛИ всех моделей обслуживающего прибора, вторые входы всех вторых элементов ИЛИ подключены к выходу четвертого элемента И устройства, выход первого элемента запрета устройства соединен с информационными входами эле0

5

0

ментов запрета всех моделей обслуживающего прибора, а выход элемента задержки устройства подключен к управляющим входам счетчиков тактовых импульсов, информационные входы второй группы делителя соединены соответственно с выходами счетчика поступивших заявок, управляющие входы вторых элементов запрета объединены и подключены к инверсному выходу второго триггера, в первой модели обслуживающего прибора второй вход второго элемента И соединен с выходами третьего элемента ИЛИ, выход второго элемента И i-й модели обслуживающего прибора подключен к второму входу второго элемента И О + 1)-й модели обслуживающего прибора (i ), выход которого подключен к входу формирователя импульсов, выход которого соединен с вычитающими входами реверсивных счетчиков обслуженных заявок и информационным входом четвертого элемента И устройства.

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано для моделирования работы систем массового обслуживания. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования обслуживания заявки несколькими обслуживающими приборами различного класса одновременно. Цель достигается тем, что в устройство вводят элемент ИЛИ 10, организующий дисциплину принятия заявки к обслуживанию, формирователь 22 импульсов для фиксации момента окончания обслуживания и М моделей 23 обслуживающего прибора, где М - число видов обслуживающих приборов. Каждая из моделей 23 обслуживающего прибора включает реверсивный