Устройство для моделирования систем массового обслуживания Советский патент 1981 года по МПК G06N7/08 

I

Изобретение относится к вычисли- тельной технике н может быть использовано при исследовании качества и эффективности функционирования систем массового обслуживания (СМО), а также автоматизированных систем управления и информационно-справочных систем обработки данных.

Известно устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор, формирователь входного потока импульсов, регистр сдвига, шифратор, счетчик, блок статистической обработки. Управляемый вход регистра сдвига подключен к Лервому выходу генератора, второй выход которого присоединен через делитель частоты к выходу регистра сдвига, а выходы счетчика через шифратор подключены к блоку статистической обработки.Данное устройство позволяет осуществить формирование входного потока неоднородных требований

Недостатком устройства является отсутствие возможности моделировать различное по качеству обслуживание

требований.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является

устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генераторы входных требований, наборное поле, реверсивные счетчики, которых через логические элементы И соединены с генераторами требований, регистр управляющего слова, дешифратор, входы которого подключены к выходам регистра, а вы10ходы соединены через элементы И со входами элементов ИЛИ. С помощью такого устройства можно моделировать CMC с различными приоритетами требовании 2.

15

Однако данное устройство неточно и сравнительно медленно воспроизводит реальные процессы функционирования СМО. Кроме того, оно не поз20воляет определять расходы на обслуживание требований в каналах с неодинаковым качеством-обслуживания. При исследовании современных СМО обязательно должно учитываться качество

25 работы обслуживающих каналов, а получаемое за качественное обслуживание доходы являются важной составной частью эффективности СМО.

Цель изобретения.- повышение точ30ности и быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для моделирования систем массового обслуживания,содержащее генератор потока заявок, первый выход которого соединен с входом распределителя, второй выход генератора потока заявок подключен к первому входу формирователя интервалов времени обслуживания, выход которого соединен с первым входом блока задержки, первый выход которого подключен к входу первого дешифратора, второй и третий выходы блока задержки соединены с входами первого блока счетчиков, введены второй дешифратор, блок элементов запрета, второй блок счетчиков и бло задания показателей качества обслуживания, выход которого соединен с входом второго дешифратора, первый выход которого подключен к второму входу формирователя интервалов времени обслуживания, выход распределителя соединен с первым входом блока элементов запрета, выход которого подключен к второму входу блока задержки, первый выход первого дешифратора соединен с вторым входом блока элементов запрета, вторые выходы первого и второго дешифраторов и выход первого блока счетчиков соединены соответственно с входами второго блока счетчиков.

На чертеже представлена блок-схема устройства для моделирования систем массового обслуживания.

Устройство содержит генератор 1 потоков случайных событий, преобразователь 2, формирователь 3 интервалов времени обслуживания, распределитель 4, блок 5 элементов запрета, блок 6 задержки, первый блок 7 счетчиков, второй блок 8 счетчиков, первый и второй дешифраторы 9 и 10, блок 11 задания показателей качества обслуживания; генератор 1 и преобразователь 2 образуют генератор 12 потока заявок.

Генератор 1 содержит функциональные узлы типовых датчиков случайных потоков импульсов.Интенсивности Пуассоновских потоков изменяются с помощью операции прореживания.В состав преобразователя 2 входят логические Элементы И и триггеры. Необходимые характеристики случайных потоков задаются путем выбора соответствующей структуры преобразователя 2 или регулирования параметров его компонентоэ. Первый выход преобразователя 2 соединен со входом формирователя 3, а второй - со входом распределителя 4. Формирователь 3 содержит интегрирующие элементы,например, операционные усилители в режиме интегрирования, а также электронные ключи. С помощью электронных ключей осуществляется дозирование заряда емкостных елементов в цепях

обратных связей операционных усилителей. Распределитель 4 представляет собой типовой регистр сдвига на потенциальных элементах и служит для приема информации о входном потоке импульсов. Кроме того, распределител 4 выполняет перемещение (сдвиг) вхо ного потока импульсов в направлении от приборов с повышенным качеством обслуживания к приборам с менее высоким качеством обслуживания. Выход распределителя 4 подключен к первому входу блока 5 элементов запрета. Блок 5 состоит из логических элементов ЗАПРЕТ, число которых равно количеству обслуживающих приборов СМО в блоке 6. В качестве обслуживающих приборов блока 6 используются схемы временной задержки, управляемые сигналами, поступающими на n+1-й входы от формирователя 3 интервалов времени обслуживания.Модели обслуживающих приборов объединяются согласно структурной схеме, исследуемой СМО. При этом качество обслуживания убывает с ростом порядкового номера обслуживающего прибора. Первый и второй выходы блока 6 подключены ко входам блока 7 (реверсивных счетчиков).Третий выход блока 6 соединен со входом дешифратора 9. Дешифратор 9 содержит универсальные логические элементы ИЛИ-НЕ, которые могут быть выполнены, например на МДП-транзисторах. На входы элементов ИЛИ-НЕ поступают сигналы с выходов обслуживающих приборов блока 6 , представляющие собой некоторые переменные , i 1,2,...п и их отрицания. Причем переменным х соответствуют свободные обслуживающие приборы, а их отрицаниям x.j - занятые обслуживанием заявок приборы блока 6. Выход дешифратора 9 соединен со входом блока 8 счетчиков. Блок 8 счетчиков содержит типовые счетчики импульсов, которые разбиты на три группы. Первую группу составляют счетчики для фиксирования длительностей простоя обслуживающих приборов из-за отсутствия заявок. Вторая группа счетчиков служит для регистрации длительносРги обслуживания приборами блока 6 поступивших заявок (требований). Третья группа счетчиков предназначается для накопления импульсов, количество которых пропорционошьно качеству обслуживания. Каждый счетчик указанных групп зак- репляется за соответствующим обслуживающим прибором.

Блок 11 содержит типовые регистры для фиксирования информации о качестве обслуживания поступающих требований приборами блока 6. В каждый из регистров вводятся признаки качества обслуживания в виде многозначного двоичного кода. Устройство работает следующим образом. Случайные ,потоки импульсов с выхо да генератора 1 поступают на вход преобразователя 2, где преобразуются в потоки требований на обслуживание с заданными характеристиками функций распределения пауз между требованиям и определенными коэффициентами корре ляции между моментами их появления, Потоки требований на обслуживание с первого выхода преобразователя 2 подаются на распределитель 4. Со второ го выхода .преобразователя 2 на первы вход блока 3 поступает поток импульсов, из которого с помощью интегрирующих элементов формируются интерва лы времени, имитирующие длительности обслуживания в блоке 6. В виде пока зателей качества СМО принимаются удельные затраты ресурсов (времени, труда, средств), приходящиеся на единицу обслуживаемых требований. Указанные типы ресурсов определениьом образом взаимосвязаны между собой. В силу этого для моделирования изменения качества обслуживания достаточ но изменить один из них. Наиболее удобным является варьирование временем обслуживания. Изменение длительностей обслуживания в соответствии с заданным качеством .обслуживания осуществляетс с помощью дозирующих электронных клю чей формирователя 3. Ключи управляют ся кодовыми сигналами, которые с выхода блока 11 задания качества посту пают на второй вход формирователя 3 через дешифратор 10. Переменные состояния (занято или свободно) схем временной задержки - моделей обслуживающих приборов блока 6 фиксируются с помощью дешифратора 9. При занятости i-го обслуживающего прибора на запрещающий вход соответствующего элемента в блоке 5 подается положительный перепад напряжения, который препятствует подаче на i-ый обслуживаемый прибор очередного требования из распределителя 4. Это требование с помощью сдвигового регистра распределителя 4 перемещает ся на вход i+1-го обслуживающего прибора. В моменты времени поступления требований на обслуживающие приборы реверсивные счетчики в блоке 7 начинают фиксировать импульсы по вычитающим входам, а в течение пауз между обслуживанием - по суммирующим В результате моделирования длительного периода функционирования СМО в .счетчиках блока 7 устанавливаются числа, пропорциональные времени простоя обслуживающих приборов из-за отсутствия требований. Эти числа переписываются в первую группу счетчиков блока 8. Для подсчета величины дохода в моделируемой СМО показания счетчикоп первой группы блока iB умножаются на стоимости простоев в единицу времени,, суммируются и сопоставляются с затратами на обслуживание в СМО с приборами , не различающимися друг от друга по качеству обслуживания. Информация, зафиксированная в счетчиках первой и второй групп, позволяет вычислять коэффициенты простоя и занятости обслуживающих приборов. Уровни качества обслуживания в данной СМО фиксируются с помощью третьей группы счетчиков блока 8. Таким образом, пр1 менение в составе устройства дополнительных блоков позволяет промоделировать диспетчеризацию входного потока требований с учетом качества их обслуживания.Это повышает точность моделирования,так как позволяет определить оценки характеристик функционирования СМО: расходы за простой, доходы от качества обслуживания, коэффициенты простоя и занятости обслуживающих приборов, а также оптимальные по критерию стоимости уровни качества обслуживания в проектируемых СМО и др. Формула изобретения Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор потока заявок, первый выход которого соединен с входом распределителя, второй выход генератора потока заявок подключен к первому входу формирователя интервалов времени обслуживания, выход которого соединен с первым входом блока задержки, первый выход которого подключен к входу первого дешифратора, второй и третий выходы блока задержки соединены с входами первого блока счетчиков, отличающееся тем, что, сЦелью повышения точности и быстродействия, в него введены второй дешифратор, блок элементов запрета, второй блок счетчиков и блок задания показателей качества обслуживания, выход которого соединен с входом второго дешифратора, первый выход которого подключен к второму входу формирователя интервалов времени обслуживания, выход распределителя соединен с первым входом блока элементов запрета, выход которого подключен к второму входу блока задержки, первый выход первого дешифратора соединен с вторым входом блока элементов запрета, вторые выходы первого и второго дешифраторов и вьосод первого блока счетчиков соелийены соответственно с входами второго блока счетчиков,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР I 636614, кл. G 06 F 15/20, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР 590748, кл. G 06 F 1Ь/20, 1975 (прототип).