Устройство для моделирования систем массового обслуживания

ОП ИСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРШОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(и) БО 896 Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет 1) М. Кл.з б 06 Р 15/3 Государственный комитет Совета Министров СССР Опубликовано 15,06.76, Бюллетень22Дата опубликования описания 27.07.76 3) УДК 681,333(088.8) о делам изобретений и открытий(71) Заявитель сковский ордена Трудового Красного Знамени электротехнический институт связи 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАССОВОГОУстройство для моделирования "истем массового обслуживания относится к специализированным средствам электронного моделирования, предназначенным для исследования функционирования многоканальных систем массового обслуживания (СМО) с потерями,Известно устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генераторы случайных импульсов, элементы Запрет, причем выход первого элемента Запрет через первый элемент ИЛИ соединен с первым входом первого реверсивного счетчика, выходы которого соединены со входами многовходового элемента И, выход первого элемента Запрет подключен через нервный элемент случайных временных задержек ко входу второго элемента Запрет, выход которого соединен через второй элемент ИЛИ со вторым входом первого реверсивного счетчика, соединенные последовательно третий элемент Запрет, третий элемент ИЛИ и второй элемент случайных временных задержек, входы первого и второго счетчиков соединены с выходами первого элемента И, входы третьего и четвертого счетчиков подключены ко входам второго элемента И, а выходы генераторов импульсов соединены соответственно с первыми входами первого и третьего элементов Запрет и со входами первого и третьего счетчиков, выходы первого ОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТБСЛ УЖИ ВА Н ИЯ и второго элементов И соединены со вторыми входами первого и третьего элементов Запрет, а выход третьего элемента Запрет соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ. Однако в реальных условиях эксплуатации систем отдельные каналы обслуживания в случайные моменты времени могут выходить из строя и в течение некоторого (в общем случае) случайного времени, необходи мого для их восстановления, простаивать.Таким образом, поступившая в системузаявка теряется не только тогда, когда все обслуживающие каналы заняты, но и тогда, когда часть каналов занята обслуживанием, а 15 остальные - находятся в состоянии ремонта.Целью изобретения является увеличениеточности моделирования, связанное с необходимостью учета конечной надежности обслуживающих каналов, при выходе канала из 20 строя во время обслуживания им заявки, атакже и тогда, когда он не обслуживаетзаявку.Если канал вышел из строя в тот момент,когда он был занят обслуживанием заявки, 25 последняя передается любому другому свободному каналу либо, если таковых нет, теряется. Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит третий элемент И, третий элемент ИЛИ, второй реверсивный ЗО счетчик и дешифратор, причем выход первого5 10 На чертеже представлена блок-схема описываемого устройства.Оно содержит генератор 1 потока случайных импульсов, имитирующий поступление заявок на обслуживание, и управляемый генератор 2 случайного потока импульсов, имитирующий поток отказов каналов обслуживания (моменты выхода из строя отдельных каналов обслуживания), В состав устройства входит также логический блок, моделирующий работу собственно системы массового обслуживания, который содержит логические элементы Запрет 3 и 4, элементы ИЛИ 5 и б, многоканальный блок 7 случайных временных задержек и реверсивный счетчик 8, связанный разрядами с многовходовым элементом И 9 и дешифратором 10. Блок управления реализует изменения пропускной способности системы, вследствие выхода из строя отдельных каналов обслуживания, поток отказов которых задается генератором 2, и содержит логические элементы Запрет 11, ИЛИ 12, И 13, многоканальный блок 14 случайных временных задержек и реверсивный счетчик 15, связанный разрядами с многокодовым элементом ИЛИ 1 б. Кроме того, в состав устройства входят регистрирующий блок, содержащий элемент И 17, счетчик общего числа заявок 18 и счетчик потерянных заявок 19, и регистрирующий блок, содержащий элемент И 20, счетчик числа отказов каналов обслуживания 21 и счетчик 22 заявок, обслуживание которых было прервано отказами обслуживающих каналов, и ключ 23, с помощью которого устанавливаются два режима работы генератора 2: в замкнутом положении ключа генерируется поток отказов лишь тех каналов, которые заняты обслуживанием; в разомкнутом положении ключа генерируется поток отказов от всей совокупности каналов, независимо от их загрузки. Импульсы от генератора 1 поступают через открытый элемент Запрет 3 и элемент ИЛИ 5 на вход сложения счетчика занятых каналов 8 и одновременно входят в блок случайных временных задержек 7, имитирующий процесс обслуживания. Поступление импульса на вход сложения счетчика занятых каналов увеличивает его код на единицу, что означает занятие одного канала. Импульс блока случайных временных задержек, появившийся на выходе через время, равное случайной дли 55 60 65 элемента случайных временных задержек соединен через третий элемент И со вторым реверсивным счетчиком, выходы которого соединены через третий элемент ИЛИ со входами третьего элемента И и второго элемента Запрет, выход четвертого счетчика соединен с третьим входом элемента Запрет, а выход первого реверсивного счетчика через последовательно соединенные дешифратор и ключ соединен со входом второго генератора случайных импульсов. 15 20 25 Зо 35 40 45 50-ельпости обслуживания, поступает на вычитающий вход счетчика занятых каналов и списывает из него единицу, тем самым имитируя освобождение одного канала. В момент времени, когда все каналы заняты, на выходе многовходового элемента И 9, связанного с разрядами счетчика занятых каналов 8, появляется сигнал, поступающий на управляющий вход элемента Запрет 3 и на входы элементов И 17. При этом элемент Запрет 3 закрывается, элемент И 17 открывается, и импульсы от генератора 1 проходят через элемент И 17, имитируя поток заявок, получивших отказ в обслуживании, число которых подсчитывается счетчиками потерянных заявок 19.Имитация изменения пропускной способности системы, вследствие выхода из строя отдельных каналов обслуживания, производится следующим образом, Импульс, появившийся на выходе генератора случайного потока 2 и имитирующий момент выхода из строя одного из обслуживающих каналов, при отсутствии на выходе элемента И 9 сигнала, что означает наличие по крайней мере одного свободного (незанятого обслуживанием) канала, проходит через открытый элемент Запрет 11 и элемент ИЛИ 5 на вход сложения счетчика занятых каналов 8 и увеличивает его код на единицу, имитируя отключение одного канала, вследствие его неисправности, Одновременно с этим данный импульс проходит через элемент ИЛИ 12 на вход блока генераторов случайных временных интервалов 14, имитирующего процесс восстановления вышедших из строя каналов, и появившись на его выходе через время, равное случайной длительности восстановления, поступает на вычитающий вход счетчика занятых каналов и списывает из него единицу, тем самым имитируя включение восстановленного канала в работу. Таким образом, путем записи в счетчик 8 фиктивной единицы происходит отключение одного канала обслуживания в системе на время, необходимое для восстановления его работоспособности.При полном заполнении счетчика числа занятых каналов 8, когда в модели имитируется состояние, при котором часть каналов занята обслуживанием, а остальные - находятся в ремонте, элемент Запрет 11 закрывается, элемент И 20 открывается по управляемому входу, и импульсы от генератора случайного потока 2 проходят через элемент И 20, имитируя поток заявок, обслуживание которых было прервано выходом из строя отдельных обслуживающих каналов. Число заявок данного вида подсчитывается счетчиком не полностью обслуженных заявок 22. Одновременно импульсы от генератора 2 проходят через элемент ИЛИ 12 в блок случайных временных задержек 14 и поступают на вход сложения счетчика 15 неисправных 1 паходящихся в ремонте) каналов, увеличивая его код. Возникающий при этом сигнал на выходе элемента ИЛИ 1 б закрывает элемент Запрет 4 и открывает элемент И 13,В результате импульсы, появившиеся на выходе блоков слу;айных временных задержек 7 и 14, поступают соответственно на вычитающие входы счетчика неисправных каналов 15 и счетчика 8.Таким образом, каналы, занятые заявками (единицы, записанные в счетчике 8), обслуживание которых было прервано в результате выхода этих каналов из строя, освобождаются и становятся доступными для вновь поступающих заявок лишь через время, необходимое для восстановления их работоспособности (считывание единиц из счетчика 8 производится импульсами с блока случайных временных задержек 14, имитирующих продолжительность ремонта каналов). Импульсы блока генераторов случайных временных интервалов, имитирующих продолжительность обслуживания заявок, при этом режиме используются для списывания единиц из счетчика неисправных каналов 15, Необходимое соответствие между числом импульсов, поступивших на вычитающие входы счетчиков 8 и 15, достигается за счет наличия петли обратной связи, образованной элементами ИЛИ 1 б, И 13 и Запрет 4.Статистические характеристики функционирования СМО, моделируемой данным устройством, вычисляются известными методами на основе показаний счетчика общего числа поступивших заявок, соединенного непосредственно с генератором входного потока, счетчика заявок, получивших отказ в обслуживании пз-за отсутствия свободных каналов в системе, и счетчика неполностью обслуженных заявок (обслуживание которых было прервано выходом из строя тех или иных обслуживающих каналов). Формул а изобретенияУстройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генераторы случайных импульсов, элементы Запрет, причем выход первого элемента Запрет через первый элемент ИЛИ соединен с первым входом первого ревеосивного счетчика, выходы которого соединены со входами многовходового элемента И, выход первого эле мента Запрет подключен через первый элемент случайных временных задержек ко входу второго элемента Запрет, выход которого соединен через второй элемент ИЛИ со вторым входом первого реверсивного счетчика, 15 соединенные последовательно третий элементЗапрет, третий элемент ИЛИ. и второй элемент случайных временных задержек, входы первого и второго счетчиков соединены с выходами первого элемента И, входы третьего и четвертого счетчиков подключены ко входам второго элемента И, а выходы генераторов импульсов соединены соответственно с первыми входами первого и третьего элементов Запрет и со входами первого и третьего счетчиков, вы.(оды первого и второго элементов И соединены со вторыми входами первого и третьего элементов Запрет, а выход третьего элемента Запрет соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ, отл и ч а юнце еся тем, что, с целью увеличения то:ности моделирования, оно содержит третий элемент ИЛИ, третий элемент И, второй реверсивный счетчик, ключ и дешифратор, причем выход первого элемента случай ных временных задержек соединен через третий элемент И со вторым реверсивным счетчиком, выходы которого соединены через треий элемент ИЛИ со входами третьего элемента И и второго элемента Запрет, вы ход четвертого счетчика соединен с третьимвходом элемента Запрет, а выход первого реверсивного счетчика через последовательно соединенные дешифратор и ключ соединен со входом второго генератора случайных импульсов.С оста в птел ь Е. Т им ох и на Текред Т. Курилко Корректор А. Дзесова Тираж 864тета Совета Мипистропй и открытийаузискаи иаб., д. 4/5 Тпг 1 ография, пр. Сапунова, 2 Изд.1414 Государственного коьп по делаги изобрстс 113035, Москва, )К, 1