Устройство для моделирования отказов в сложных системах

ится к вычи ыть испол случайных ет казам эле ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРГО ДЕЛАМ ИРОБРЕТЕКИЙ И ОТКРЫТИ(5/) Изобретение отнтельной технике и мозовано для.мопелировсобытий, соответствую ментов в сложных системах. Пель изобретения - повьппение достоверности результатов моделирования. Цель достигается введением в устройствб третьего регистра памяти, третьей и че ртой групп элементов И, дешифтора, первого и второго элементов ИПИ, группь: формирователей импульсов, группы триггеров и второго генератора равчомгрно распрел -пенных случайных ч .сел, устройство позволяет исключить на этапе моделирования повтор ный отказ одного и то элемента слож ной системы, за счет ч; в .- о повышается достоверность моделирования. 1Изобретение относится к вычислительной технике, может быть использовано для моделирования случайных событий, соответствующих отказам элементов в сложных системах, и являетсяусовершенствованием изобретения поавт.св. В 902020,Целью изобретения является повьппение достоверности результатов моделирования за счет исключения повторньиотказов одного и того же элемента системы.На чертеже приведена схема устройства, 15Устройство содержит датчик 1 первичного потока случайных импульсов,,элемент И 2, одновибратор 3, счетчик 4импульсов, арифметический блок 5,первый 6 и второй 7 регистры памяти, 20первый генератор 8 равномерно распределенньи случайных чисел, генератор 9случайньи чисел с заданным закономраспределения, элемент 10 задержкипервую группу элементов И 11, вторую 25группу элементов И 12, второй генератор 13 равномерно распределенньислучайных чисел, третий регистр 14памяти, третью группу элементов И 15,дешифратор 16, группу триггеров 17, 3 Огруппу формирователей 18 импульсов,четвертую группу элементов И 19, первый 20 и второй 21 элементы ИЛИ.Устройство ориентировано на слож-.ные системы, для которых характерноследующее: система содержит ряд эле-ментов с одинаковыми характеристиками надежности; отказавшие элементысистемы во время работы системы невосстанавливаются; появление коли. 4 Очества отказов элементов О, 1, 2,и за время работы системы подчиняется биномиальному закону, аппроксими,руемому пуассоновским законом распределения; время появления каждого отказа элемента в пределах всего времени работы подчиняется любому заданному закону распределения, в том числе полученному экспериментально.Устройство работает следующим об 50разом,Сигнал опроса, соответствующийочередной статистической реализации,сбрасывает счетчик 4 импульсов, навыходе которого появляется числоподсчитанньи импульсов, соответствующих количеству отказов элементов впредьдущей.реализации, устанавливаетгруппутриггеров 17 в исходное состояние и запускает одновибратор 3, который открывает элемент И 2 на заданное время, соответствующее времениработы системы. В течение этого времени импульсы от датчика 1 первичного (пуассоновского) потока случайныхимпульсов поступают на вход счетчика4 импульсов на входы генератора 8 равномерно распределенных случайных чисел, генератора 9 случайных чисел сзаданным законом распределения и че,рез элемент 10 задержки на управляющие входы элементов И 11 и 12. Элемент 10 задержки необходим для того,чтобы генераторы 8 и 9, работающиев ждущем режиме, успели сформироватьи установить на регистрах 6 и 7 памяти соответствующие случайные числадо прихода импульса на управляющиевходы элементов И 11 и 12 а такжеуспели отработать схемы,.обеспечивающие выявление и исключение одинаковых чисел, характеризующих номер отказавшего элемента, до поступленияследующего импульса от датчика 1 первичного потока случайных импульсов,С приходом каждого импульса от элемента И 2 после задержки на входыэлементов И 1 1 и 12 с регистра 6 памяти случайное число Е;, соответствующее временному распределению отказов элементов в пределах времениработы системы, параллельным кодомчерез элементы И 11 поступает на первый вход арифметического блока 5,а с регистра 7 памяти - другое случайное число Е. соответствующее номеру отказавшего элемента, параллель"ным кодом через элементы И 12 поступает на второй вход, арифметического блока 5, В арифметическом блоке 5 первоеслучайное число Я. умножается на Д йи поступает на первый выход арифметического блока 5, являющийся первымвыходом устройства, а второе случайное число , умножается на количествоэлементов системы Я, округляется доближайшего целого и поступает на второй выход арифметического блока 5.С соответствующих разрядов второговыхода арифметического блока 5 числопараллельным кодом поступает на входы дешифратора 16 и запоминается врегистре 14 памяти, Последний служитдля запоминания чистка, выработанногогенераторами 1 или, 13 равномерно распределенных случайных чисел и отрабо"танного арифметическим блоком 5. Раз 1432549рядность регистра определяется количеством разрядов числа, выдаваемых параллельным кодом с генератора равномерно распределенных случайных чи 5 сел. Дешифратор 16 производит сопоставление позиционного,.кода, содержащего последовательность единиц и нулей, на входе дешифратора 16 унитарному коду на выходе дешифратора 16, 10 содержащего единицу на К-м выходе, соответствующем номеру отказавшего элемента. Сигнал с К-го выхода дешифратора 16 поступает на первые входы К-го триггера 17 и К-го элемента И 19. 15 Группа триггеров 17, количество которых равно количеству элементов исследуемой системы, служит ддя запоминания разового факта выдачи числа с арифметического блока 5Если число, 20 поступившее на дешифратор 16, в данной реализации появилось впервые (один раз), то К-й триггер 17 устанавливается в единичное состояние и с его выхода сигнал высокого урон ня поступает на второй вход К-го элемента И 19, который в этом случае не срабатывает, а также на вход К-го формирователя 18 импульсов, импульс с выхода которого через элемент ИЛИ 20 30 поступает на управляющие входы элементов И 15, после чего производится выдача числа с регистра 14 памяти на второй выход устройства. Формирователи 18 импульсов, количество которых равно количеству триггеров 17, необходимы для выработки одиночного импульса, поступающего на элемент ИЛИ 20, При повторном поступлении одного и того же числа (второй, третий и т.д. 4 О раз), что соответствует повторным отказам одного и того же элемента си.стемы, на вход дешифратора 16 К-й триггер 17 не срабатывает, т.е. остается в единичном состоянии, а с выхо б да К-го элемента И 19 через элемент ИЛИ 21 сигнал поступает на запуск генератора 13 равномерно распределенных случайных чисел, формирующего новое случайное число., которое парал- БО лельным кодом поступает на вторую группу входов арифметического блока 5. Тем самым производится выявление и исключение одинаковых чисел, характеризующих номер отказавшего элемента, т.е. исключение случаев появления двух и более отказов одного и того же невосстанавливаемого элемента в данной реализации. По окончании реализации на счетчике 4 импульсов накоплено число, соответствующее количеству отказов в системе за время моделирования реализации. С приходом очередного импульса опроса цикл работы устройства повторяется до новой стратегической реализации.Формула изобретенияУстройство для моделирования отказов в сложных системах по авт.св. ,У 902020, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения достоверности моделйрования, оно дополнительно содержит второй генератор равномерно распределенных случайных чисел, третий регистр памяти, третью и четвертую группы элементов И, дешифратор, группу триггеров, группу формирователей импульсов, первый и второй элементы ИЛИ, причем входы дешифратора соединены соответственно с выходами второй группы арифметического блока и разрядными входами третьего регистра памяти, разрядные выходы которого подключены соответственно к первым выходам элементов И третьей группы, вьжоды которых являются выходом номера отказавшего элемента устройства, а вторые входы элементов И третьей группы соединены с выходом первого элемента ИЛИ, входы которого подключены соответственно к выходам формирователей импульсов группы, каждый выход дешифратора соединен с единичным входом соответствующего триггера группы и с первым входом соответствующего элемента И четвертой группы, а нулевые входы всех триггеров группы подключены к входу устройства, прямой выход каждого триггера группы соединен с входом соответствующего формирователя импульсов группы и вторым входом соответствующего элемента И четвертой группы, выходы элементов И четвертой группы подключены соответственно к входам второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом запуска второго генератора равномерно распределенных случайных чисел, разрядные выходы которого соединены соответственно с выходами элементов И второй группы через монтажное ИЛИ.