Устройство для моделирования систем массового обслуживания Советский патент 1993 года по МПК G06F15/20 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для статистического моделирования систем массового обслуживания.

Известно устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее каналы обслуживания заявок, каждый из которых состоит из трех элементов И, двух триггеров, элемента ИЛИ-НЕ, генератора импульсов, счетчика импульсов, блока элементов И и блока случайной временной задержки. В состав устройства входят также три элемента ИЛИ, блок элементов задержки, блок сравнения кодов, триггер управления и элемент И.

Недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет моделировать процесс последовательного использования одного обслуживающего прибора в ряде каналов группового ввода-вывода заявок.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности общих признаков к устройству является устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее каналы обслуживания заявок, каждый из которых состоит из генератора случайного потока заявок, четырех элементов И, двух элементов ИЛИ, двух элементов запрета, блока элементов И, реверсивного счетчика, элемента НЕ и блока случайной временной задержки, в состав устройства входят также три элемента И, элемент НЕ, элемент задержки, генератор импульсов, элемент ИЛИ и реверсивный счетчик, приXI о

(Л 4Ьь Ч О

чем в каждом канале обслуживания заявок выход генератора случайного потока заявок соединен с первым входом первого элемента И. .

Это устройство позволяет моделировать многоканальные системы массового обслуживания, в которых приоритет обслуживания поступивших заявок зависит от длительности нахождения заявок в очереди и на обслуживании находится в каждый момент времени только одна заявка. Однако, имеется значительное количество систем массового обслуживания, в которых на обслуживании в одном приборе может находиться несколько заявок и обслуживание заявок осуществляется группами со случай-, ным числом заявок в каждой группе. Обслуживающий прибор в этом случае поочередно через случайные промежутки времени подключается к ряду каналов ввода-вывода заявок. При подключении к очередному каналу ввода-вывода из обслуживающего прибора выводится группа обслуженных заявок случайной длины, а затем из очереди этого канала в обслуживающий прибор вводится очередная группа заявок. Например, в транспортной системе канал ввода-вывода заявок соответствует станции, на которой происходит накопление грузов (пассажиров), становящихся в очередь, Через случайные промежутки времени транспортное средство (обслуживающий прибор) перемещается от .станций к станции и на каждой из них производит разгрузку (вывод группы заявок после обслуживания), а затем погрузку(ввод в обслуживающий прибор заявок из очереди).

Известное устройство не позволяет моделировать процесс последовательного, через случайные моменты времени, использования одного обслуживающего прибора в ряде каналов группового ввода- вывода заявок. ...

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования процесса последовательного подключения одного обслуживающего прибора ко всем каналам обслуживания заявок.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее элемент И, первый элемент ИЛИ, реверсивный счетчик, генератор импульсов и М каналов обслуживания заявок, каждый из которых состоит из генератора случайного потока импульсов, первого, второго и третьего элементов А, элемента ИЛИ, первого триггера, первого блока случайной временной задержки и реверсивного счетчика, причем в каж0

5

0

дом канале обслуживания заявок выход генератора случайного потока импульсов подключен к первому входу первого элемента И, выход первого блока случайной временной задержки соединен с нулевым входом первого триггера, прямой выход которого подключен к первому входу второго элемента И, выходы третьих элементов И всех каналов обслуживания заявок соединены соответственно с входами первого элемента ИЛИ устройства, выход которого подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика устройства, выход генератора импульсов устройства соединен со вторыми входами вторых элементов И всех каналов обслуживания заявок, введены второй и третий элементы ИЛИ и переключатель, а в каждый канал обслуживания заявок дополнительно введены второй блок случайной временной задержки, второй триггер, элемент И-НЕ и элемент ИЛИ-НЕ, причем в каждом канале обслуживания заявок выход второго блока случайной временной задержки соединен с единичным входом первого 5 триггера и входом первого блока случайной временной задержки, выход которого подключен к единичному входу второго триггера, нулевой вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, прямой выход второго триггера подключен к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, разрядные выходы которого подключены соответственно к входам элемента ИЛИ-НЕ и элемента И-НЕ, выход которого соединен со вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика, выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход генератора импульсов подключен к вторым входам третьих элементов И всех каналов обслуживания заявок, выход второго элемента И К- го канала обслуживания заявок (К 1,М) подключен к соответствующему входу второго элемента ИЛИ устройства, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика устройства, разрядные выходы которого соединены соответственно с входами третьего элемента ИЛИ устройства и входами элементами И устройства, выход которого подключен ко вторым входам элементов ИЛИ всех каналов обслуживания заявок, выход третьего элемента ИЛИ устройства соединен с третьими входами вторых элементов И всех каналов обслуживания заявок, выход второго блока случайной временной задержки 1-го канала обслуживания,заявок (i 1, M-1) соединен с входом второго блока случайной временной

0

5

0

5

0

5

задержки (i+1)-ro канала обслуживания заявок, вход второго блока случайной временной задержки первого канала обслуживания заявок является входом запуска устройства и подключен через переключатель устройства к выходу второго блока случайной временной задержки последнего канала обслуживания заявок, входы сброса реверсивных счетчиков всех каналов обслуживания заявок и реверсивного счетчика устройства подключены к входу сброса устройства.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит каналы 1 обслуживания заявок, каждый из которых состоит из второго 2 и первого 3 блока случайной временной задержки, первого 4 и второго 5 . триггера, элемента ИЛИ 6, второго 7, третьего 8 и первого 9 элементов И, генератора 10 случайного потока заявок, реверсивного счетчика 11, элемента И-НЕ 12 и элемента ИЛИ-НЕ 13. В состав устройства входят также вход 14 запуска, переключатель 15, генератор 16 импульсов, первый 17 и второй 18 элементы ИЛИ, реверсивный счетчик 19, элемент И 20, третий элемент ИЛИ 21 и вход 22 сброса.

Вербальной моделью работы устройства является следующая.

Через случайные интервалы времени в каждый канал обслуживания заявок поступают заявки и становятся в очередь ограниченной длины. При заполнении очереди вновь поступающие заявки теряются. Устройство позволяет моделировать два режима подключения обслуживающего прибора к каналам обслуживания заявок - непрерывный и спорадический. При непрерывном режиме обслуживающий прибор подключается поочередно через случайные интервалы времени к отдельным каналам обслуживания заявок, переходя от последнего канала к первому.

При спорадическом режиме после запуска системы осуществляется одиночный цикл поочередного подключения обслуживающего прибора ко всем каналам обслуживания заявок, начиная с первого и кончая последним. .

Во время подключения обслуживающего прибора к очередному каналу обслуживания заявок из него в канал выводится группа заявок, которые оказались обслуженными к этому моменту, и затем из очереди в прибор вводится для обслуживания очередная группа заявок, число которых определяется количеством заявок в очереди и числом свободных мест в обслуживающем приборе.

Второй блок 2 случайной временной за- держки служит для моделирования случайных интервалов времени между моментами подключения одного обслуживающего при- 5 бора к отдельным каналам обслуживания заявок.

Первый блок 3 случайной временной задержки совместно с первым триггером А, вторым элементом И 7 и генератором 16

0 импульсов служат для формирования группы заявок (импульсов) случайной длины, которые оказались обслуженными в обслуживающем приборе к моменту его подключения к соответствующему каналу

5 обслуживания заявок и которые подлежат выводу из обслуживающего прибора.

Генератор 10 случайного потока заявок совместно с первым элементом И 9, реверсивным счетчиком 11 и элементом И-НЕ 12

0 имитируют процесс накопления заявок в очереди ограниченной длины.

Второй триггер 5 совместно с элементами ИЛИ б, третьим элементом И 8, генератором 16 импульсов и реверсивными

5 счетчиками 11 имитируют процесс перевода . группы накопления в канале обслуживания заявок из очереди в обслуживающий прибор при его подключении к данному каналу. Реверсивный счетчик 19 совместно с

0 первым 17 и вторым 18 элементами ИЛИ моделируют обслуживающий прибор. Элемент И 20 служит для ограничения длины группы заявок, поступающих в обслуживающий прибор по числу свободных мест в этом

5 приборе, Третий элемент ИЛИ 21 обеспечивает ограничение длины группы заявок выводимых из обслуживающего прибора при его полном освобождении.

Устройство работает следующим обра0 зом.

При моделировании спорадического режима обслуживания переключатель 15устанавливается в разомкнутое положение. Триггеры 4 и 5 устанавливаются в нулевое

5 положение. Реверсивные счетчики 11 всех каналов обслуживания заявок и реверсивный счетчик 19 устройства удерживаются в нулевом положении единичным сигналом, поступающим на вход 22 сброса устройства.

0 Для начала процедуры моделирования необходимо снять единичный сигнал с входа 22 сброса и подать импульс запуска на вход 14 запуска.

При этом запускается блок 2 случайной

5 временной задержки первого канала 1-1 обслуживания заявок и во всех каналах реверсивные счетчики 11 начинают подсчитывать импульсы, поступающие от генераторов 10 случайного потока заявок, имитируя организацию очередей. Через случайный интервал

времени на выходе блока 2 случайной временной задержки появляется импульс, который переводит триггер 4 в единичное положение, запускает блок 3 случайной временной задержки канала 1-1 и запускает блок 2 случайной временной задержки следующего канала 1-2. В связи стем, что перед запуском устройства реверсивный счетчик 19 находился в нулевом положении, на выходе элемента ИЛИ 21 отсутствует сигнал и элемент И 7 закрыт. Следовательно, при переводе триггера 4 в единичное положение импульсы от генератора 16 не могут поступать через элемент И 7 на вход вычитания реверсивного счетчика 19 (обслужен- ные заявки отсутствуют). Через случайный интервал времени после запуска на выходе блока 3 случайной временной задержки канала 1-1 появляется импульс, который переводит триггер 4 в нулевое, а триггер 5 - в единичное положение. Единичный сигнал с прямого выхода триггера 5 открывает элемент И 8 для импульсов от генератора 16 импульсов, которые начинают поступать на вычитающий вход реверсивного счетчика 11 канала Т-1 и через элемент ИЛИ 17 на суммирующий, вход реверсивного счетчика 19 устройства (имитация перевода заявок из очереди в обслуживающий прибор). Этот процесс закончится при обнулении ревер- сивного счетчика 11, когда единичный сигнал с выхода элемента ИЛИ-НЕ 13 через элемент ИЛИ 6.переведет триггер 5 в нулевое положение, или при заполнении реверсивного счетчика 19, когда сигнал с выхода элемента И 20 через элемент ИЛИ 6 переведет триггер 5 в нулевое положение. Через случайный интервал времени после запуска блока 2 случайной временной задержки второго канала .1-2 обслуживания заявок на вы- ходе этого блока появится Импульс, который переведет триггер 4 в единичное положение, запустит блок 3 случайной временной задержки канала 1-2 и запустит блок 2 случайной временной задержки следующего (третьего) канала обслуживания заявок.

Таким образом, обслуживающий прибор подключается ко второму каналу 1-2 обслуживания заявок. Единичный сигнал с прямого выхода триггера 14 в этом канале

откроет элемент И 7 для прохождения группы импульсов от генератора 16 импульсов через элемент ИЛИ 18 на вычитающий вход реверсивного счетчика 19. Количество импульсов в этой группе определяется частотой генератора 16 импульсов и временем пребывания триггера 4 в единичном состоянии, которое зависит от величины случайной временной задержки, реализованной блоком 3 случайной временной задержки (имитация процедуры вывода из обслуживающего прибора группы обслуженных заявок). Количество импульсов в этой группе ограничено числом заявок, находившихся в реверсивном счетчике 19 к моменту подключения обслуживающего прибора ко второму каналу обслуживания заявок, Это ограничение обеспечивается элементом ИЛИ 21, который снимает единичный сигнал с третьего входа элемента И 7 при обнулении реверсивного счетчика 19, Через случайный интервал времени после запуска на выходе блока 3 случайной временной задержки появляется импульс, который переводит триггер 4 второго канала 1-2 обслуживания заявок в нулевое, а триггер 5 о единичное положение. Перевод заявок из очереди второго канала 1-2 в обслуживающий прибор происходит аналогично этой процедуре в первом канале 1-1.

Поочередное подключение обслуживающего прибора к остальным каналам происходит соответствующим образом.

Если.после запуска устройства замкнуть переключатель 15, то будет реализован непрерывный режим работы, при котором импульс с выхода блока 2 случайной временной задержки последнего канала 1-М обслуживания заявок запускает блок 2 случайной временной задержки первого канала 1-1 случайной временной задержки и переключает обслуживающий прибор с 1-го на М-ный канал обслуживания заявок.

Статистические характеристики функционирования систем массового обслуживания, моделируемых данным устройством, рассчитываются известными методами на основании показаний счетчиков, которые могут быть подключены к характерным точкам устройства,

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для статистического моделирования систем массового обслуживания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования процесса последовательного подключения одного обслуживающего прибора ко всем каналам об- служивания заявок через .случайные интервалы времени. Устройство содержит переключатель, генератор импульсов, первый и второй элементы ИЛИ. реверсивный счетчик, элемент И, третий элемент ИЛИ, а в каждом канале обслуживания заявок второй и первый блоки случайной временной задержки, первый и второй триггеры, элементы ИЛИ, второй, третий и первый элементы И, генератор случайного потока заявок, реверсивный счетчик, элемент И-НЕ и элемент ИЛИ-НЕ. Устройство позволяет моделировать процесс поочередного подключения через случайные интервалы времени одного обслуживающего прибора к ряду каналов обслуживания заявок. 1 ил. ел

Формула изобретения Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее элемент И, первый элемент ИЛИ, реверсивный счетчик, генератор импульсов и М каналов

обслуживания заявок, каждый из которых .состоит из генератора случайного потока импульсов, первого,второго и третьего элементов И, элемента ИЛИ, первого триггера, первого блока случайной временной эадержки и реверсивного счетчика, причем в каждом канале обслуживания заявок выход.генератора случайного потока импульсов подключен к первому входу первого элемента И, выход первого блока случайной временной задержки соединен с нулевым входом первого триггера, прямой выход которого подключен к первому входу второго элемента И, выходы третьих элементов И всех каналов обслуживания заявок соединены соответственно с входами первого элемента ИЛИ устройства, выход которого подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика устройства, выход генератора импульсов соединен с вторыми входами вторых элементов И всех каналов обслуживания заявок, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет моделирования процесса последовательного подключения одного обслуживающего прибора ко всем каналам обслуживания заявок, оно содержит второй и третий элементы ИЛИ, переключатель, а каждый канал обслуживания заявок дополнительно содержит второй блок случайной временной задержки, второй триггер, элемент И-НЕ и элемент ИЛИ-НЕ, причем в каждом канале обслуживания заявок выход второго блока случайной временной задержки соединен с единичным входом первого триггера и входом первого блока случайной време-нной задержки, выход которого подключён к единичному входу второго триггера, нулевой вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ. прямой выход второго триггера подключен к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика,

разрядные выходы которого подключены соответственно к входам элемента ИЛИ-НЕ и элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика, выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход генератора импульсов подключен к вторым входам третьих элементов

И всех каналов обслуживания заявок, выход второго элемента И К-ro канала обслуживания заявок (К 1, М) подключен к соответствующему входу второго элемента ИЛИ устройства, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика устройства, разрядные выходы которого соединены соответственно с входами третьего элемента ИЛИ устройства и входами элемента И устройства, выход которого подключей к вторым входам элементов ИЛИ всех каналов обслуживания заявок, выход третьего элемента ИЛИ устройства соединен с третьими входами вторых элементов И всех каналов обслуживания заявок, выход

второго блока случайной временной задержки 1-го канала обслуживания заявок (I 1, М-1) соединен с входом второго блока случайной временной задержки (i+.1)-ro канала обслуживания заявок, вход второго блока

случайной временной задержки первого ка- . нала обслуживания заявок подключен к входу запуска устройства и соединен через переключатель устройства с выходом второго блока случайной временной задержки последнего канала обслуживания заявок, входы сброса реверсивных счетчиков всех каналов обслуживания заявок и реверсивного счетчика устройства подключены к входу сброса устройства.