Устройство для моделирования систем массового обслуживания

СОЮЗ СОВЕТСКИХШЭВЛИЙМЧепежРЕСПУБЛИН 0% ОИ3(50 06 Г 15 20 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОБРЕТЕНИ ТВУ алов ельство С 20, 1979 ьство. СС 20, 1979(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ,содержащее первый канал моделирования, состоящий из генератора заявок,выход которого соединен с входомсчетчика числа заявоктри элементазапрета, первый элемент ИЛИ, блокслучайных временных задержек, дваэлемента И, два реверсивных счетчика, два многовходовых элемента И,многовходовый элемент ИЛИ, выход первого элемента запрета соединен с ин-.формационным входом второго элемента запрета, выход кОторого подключенк суммирующему входу первого ревер"сивного счетчика и первому входу первого элемента ИЛИ, выход которогоподключен к входу блока случаййьхвременных задержек, выход которогосоединен с первым входом первого эле"мента И н информационным входомтретьего элемента запрета, управлявщий вход которого подключен к второму входу первого элемента И и выходумноговходового элемента ИЛИ, а выход третьего элемента запрета соединен с вычитающим входом первого реверсивного счетчика, разрядные выхоОПИСАНИЕ ИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(прототип). ды которого соединены сортветственно с входами первого многовходового элемента И, выход которого подключенк первому входу второго элемента И и управляющему входу второго элемента запрета, выход первого элемента И соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и вычитающим входом второ" го реверсивного счетчика, суммирующий вход которого подключен к выходу второго элемента И, а разрядные выходы второго реверсивного счетчика соединены соответственно с входами второго многовходового элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функ" Я циональных возможностей путем обес" 1 йечения возможности моделирования сетей массового обслуживания оно дополнительно содержит общий элемент ИЛИ, счетчик потерянных заявок и второй канал моделирования, идентичный первому каналу моделирования, а в каждый канал моделирования дополнительно введены второй элемент ИЛИ, третий, четвертый и пятый элементы И, четвертый элемент запрета и элемент задержки, причем в каждом" канале моделирования первый вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом генератора заявок, а выход второго элемента ИЛИ соединен с первым входом третьего элемента И и информационным входом первого элемента запрета, управляющий вход которого подключен к второму входу третьего элемента И и выходу четвертого элемента И, первый вход которого соединен с выходом второго многовходового элемента И, управляющим входом четвертого элемен-, та запрета и первым входом пятого эле1095187 мента И, выход которого соединен свходом элемента задержки, а второйвход пятого элемента И подключен квыходу первого элемента запрета и информационному входу четвертого элемента запрета, выход которого соединен с, вторым входом второго элемента И, выходы третьих элементов И каждого канала моделирования подключенык соответствующим входам общего элемента ИЛИ, выход которого соединен свходом счетчика потерянных заявок,выход элемента задержки первого канала моделирования подключен к второму Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь. зовано при аппаратурном исследовании сетей массового обслуживания.Известно устройство для моделиро вания систем массового обслуживания (СИО), содержащее реверсивные счетчики, генераторы случайных импульсов, элементы ЗАПРЕТ, ИЛИ и И, счетчик общего числа заявок, счетчик потерянО ных заявок, счетчик числа отказов каналов обслуживания и счетчик заявок, обслуживание которых прервано откаваии обслуживающих каналов Ц .Однако это устройство не позволя ет моделировать сети массового обслуживания с очередями.Наиболее близким по, технической сущности к предлагаемому является устройство для моделирования систем 20 массового обслуживания, содержащее генератор потока случайных импульсов, счетчики, элементы ЗАПРЕТ, И, ИЛИ, блок случайных временных задержек, многовходовые схемы И, ревер сивные счетчики и многовходовую схему ИЛИ и позволяющее исследовать системы массового обслуживания с очередями 2 .Цель изобретения - моделирование Зо сети массового обслуживания.11 оставленная цель достигается тем что в устройство для моделирования систем массового обслуживания, содер. жащее иерип 1 канал моделирования,состоя 1 уий и. генератора заявок,входу второго элемента ИЛИ второгоканала моделирования, а выход элемента задержки второго каналамоделирования соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ первого канала моделирования, выход второго многовходового элемента И первого канала моделирования подключен к второму входучетвертого элемента И второго канала моделирования, а выход второгомноговходового элемента И второгоканала моделирования подключен к второму входу четвертого элемента Ипервого канала моделирования. выход которого соединен с входом счетчика числа заявок, три элемента запрета, первый элемент ИЛИ,блок случайных временных задержек,два элемента И, два реверсивных счетчика, два многовходовых элемента И,многовходовый элемент ИЛИ, выходпервого элемента запрета соединен синформационным входом второго элемента запрета, выход которого подключен к суммирующему входу первогореверсивного .счетчика и первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу блока случайных временных задержек, выход которого соединен с первым входом первого элемента И и информационным входом третьего элемента запрета, управляющий вход которого подключен квторому входу первого элемента Ии выходу многовходового элемента ИЛИ,а выход третьего элемента запретасоединен с вычитающим входом первого реверсивного счетчика, разрядныевыходы которого соединены соответственно с входами первого многовходового элемента И, выход которогоподключен к первому входу второгоэлемента И и управляюп(ему входу второго элемента запрета, выход первогоэлемента И соединен с вторым входомпервого элемента ИЛИ и вычитающимвходом второго реверсивного счетчика, суммирующий вход которого подключен к выходу второго элемента И,а разрядные выходы второго реверсивного счетчика соединены соответственно с входами второго многовходового элемента И и входами многовходового элемента ИЛИ, дополнительно введены общий элемент ИЛИ, счетчик потерянных заявок и второй канал моделирования, идентичный первому каналу моделирования, а в каждый канал моделиро-. вания введены дополнительно второй.1 О элемент ИЛИ, третий, четвертый и пя-тый элементы И, четвертый элемент запрета, элемент задержки, причем в каждом канале моделирования первый вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом генератора заявок, а выход5 второго элемента ИЛИ соединен с первым входом третьего элемента И и информационным входом первого элемента запрета, управляющий вход которого подключен к второму входу третьего элемента И и выходу четвертого элемента И, первый вход которого соединен с выходом второго многовходового элемента И, управляющим входом25 четвертого элемента запрета и первым входом пятого элемента И, выход которого соединен с входом элемента задержки, а второй вход пятого элемента И подключен к выходу первого эле" мента запрета и информационному входу четвертого элемента запрета, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выходы третьих элементов И каждого канала моделирования подключены к соответствующим З 5 входам общего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом счетчика потерянных заявок, выход элемента задержки первого канала моделирования подключен к второму входу второ- фО го элемента ИЛИ второго канала моделирования, а выход элемента задержки второго канала моделирования подключен к второму входу второго эле 45 мента ИЛИ первого канала моделирования, выход второго многовходового элемента И первого канала моделирования подключен к второму входу четвертого элемента И второго канала моделирования, а выход второго многавходового элемента И второго канала моделирования подключен к второму входу четвертого элемента И первого канала моделирования. На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг, 2 - схема блока случайных временных задержек. Устройство содержит первый 1 и второй 2 каналы моделирования, каж.дый из которых содержит первый, четвертый элементы 3-6 запрета, второй, первый, третий - пятый элементы И 7- 11, блок 12 случайных временных задержек, второй 13 и первый 14 многовходовые элементы И, многовходовый элемент ИЛИ 15, второй 16 и первый 17реверсивные счетчики, элемент 18 задержки, первый 19 и второй 20элементы ИЛИ, генератор 21 заявок,счетчик 22 числа заявок. Кроме того,устройство содержит общий элемент И 23 и счетчик 24 потерянныхзаявок,Блок 12 случайных временных задержек содержит элементы ИЛИ-НЕ 25, элементы ИЛИ 26, элементы НЕ 27, элемент ИЛИ 28, элементы И 29, триггеры 30 и элементы 31 случайной задержки.Блок 12 работает следующим образом.В исходном состоянии триггеры 30 всех каналов находятся в единичном состоянии, обеспечивая при этом наличие нулевых потенциалов на выходах элементов ИЛИ-НЕ 25 с номерами, меньшими или равными номеру триггера 30. Лля открытия каждого из элементов И 29 требуется единичный потенциал с выхода соответствующего элемента ИЛИ-НЕ 25. Следовательно, если свободен один из каналов, предполо 1жим с номером 1, то ега триггер 30 находится в единичном состоянии и сигналом с его выхода (через последовательность элементов И 26, ИЛИНЕ 25 И 26 ИЛИ-НЕ 25) исключает возможность прохождения импульса, имитирующего поступление заявки на входы каналов с большими номерами. Импульс, поступивший на вход, через открытый элемент И 29 первого канала проходит на нулевой вход триггера 30 и на вход 31 случайной линии задержки первого канала. До тех пар, пока этот импульс не появится на выходе 31 случайной линии задержки, триггер 30 первого канала находится в пулевом состоянии и открытым оказывается лишь элемент И 29 второго канала, При поступлении следующего импульса он поступает на вход 31 случайной линии задержки второго кана1095187 Фла и устанавливает в нулевое состояние соответствующий триггер 30 и т.д,Импульс случайной линии задержки 31, появившийся на выходе через время, равное случайной длительности 5обслужйвания, устанавливает соответ- ,ствующий триггер 30 в единичное состояние и через элемент ИЛИ 28 поступает на вьщод блока линий случайных временных задержек.Устройство имеет два канала. К первой СМО относятся элементы с номерами беэ префикса (за исключени ем 21 и 22), а ко второй - элементы, имеющие в своем обозначении префикс. 15 Ниже описана работа первого канала, второй работает аналогично.В случае, когда в системе хотя бы один канал свободен, сигнал с выходов многовходового элемента И 13 отсутствует, импульсы от генератора 21 импульсов через элемент ИЛИ 20, через открытые элементы 3 и 4 запрета поступают на суммирующий вход счетчика 17 числа занятыхканалов и одно временно через элемент ИЛИ 19 - на вход блока 12 случайных временных задержек, имитирующий процесс обслуживания. Импульс блока случайных временных задержек, появившийся на выходе через время, равное случайному времени обслуживания, поступает через элемент 5 запрета, который в этот момент открыт, так как отсутствует сигнал с многовходового элемента ИЛИ 15, на вычитающий вход счетчика занятых каналов и списывает с него единицу, имитируя тем самым освобождение одного канала.40В момент времени, когда все каналы заняты, на выходе многовходовогоэлемента И 14, связанного с разрядами счетчика 17 числа занятых обслуживанием каналов, появляется сигнал,45 поступающий на управляющие входы элемента 4 запрета и элемента И 7, При этом элемент 4 запрета закрьвается, элемент И 7 открывается и импульсы от генератора 21, проходя через элемент ИЛИ 20, открытые элементы 3 и 6 запрета и элемент И 7 поступают на суммирующий вход счетчика числа заявок, стоящих в очереди, а импульсы от генератора 21 не проходят на блрк 12 случайных временных задержек,55 так как элемент 4 запрета закрыт. Поступление импульса на вход сложения счетчика числа заявок, стоящих в очереди, увеличивает его содержи" мое на единицу, что означает появле ние в очереди еще одной заявки. На выходе элемента ИЛИ 15 появляется сигнал, открывающий элемент И 8 и ;закрывающий элемент 5 запрета.Импульс с блока 12 случайных временных задержек, появившись на выходе через время, равное случайной длительности обслуживания, через эле" мент И 8 поступает на вычитающий вход счетчика заявок, стоящих в очереди и списывает с него единицу, имитируя тем самым завершение обслуживания одного задания. Одновременно с этим импульс с выхода блока 12 временных, задержек через открытый элемент И 8 и через элемент ИЛИ 19 поступает на вход блока 12 случайных временных задержек, имитируя тем самым принятие на обслуживание одной из заявок, стоящих в очереди.В момент времени, когда все места . в очереди заняты, на выходе многовходового элемента И 13, связанного с разрядами счетчика числа заявок, стоящих в очереди, появляется сигнал, поступающий на управляющий вход элемента И 11, и импульс от генерато- . ра 21 проходит через элемент И 11, имитируя заявку, получившую отказ в обслуживании и перебрасьваемую в другую систему массовогб обслуживания (другой канал). Этот импульс поступает на вход 18 линии задержек и появляется на ее выходе через время, равное случайной длительности передачи заявки в другую СМО, и поступает на вход другой СМО.В случае, когда в обеих системах массового обслуживания в обоих каналах все места в очередях заняты, сигналы с выходов многовходовых элементов И через элементы И 10 закрывают элементы 3 запрета и открывают элементы И 9, пропуская импульсы генераторов 21 через элемент И 23 на счетчик 24 числа потерянных заявок.Все импульсы, выработанные генератором 21 поступают также на счетчик 22 числа поступивших заявок,Статистические характеристики функционирования сети массового обслуживания, моделируемой устройством, вычисляются известными методами на основе показаний счетчиков общего числа поступивших заявок, счетчика заявок, получивших отказ1095187 и Заказ 3599/3Подписное ВНИИПИТираж 699 в обслуживании из-за отсутствиясвободных мест для ожидания в очереди,,Таким образом, предлагаемое уст-,ройство в отличие от прототипа позволяет моделировать сети массового обслуживания с очередямиПричем для .исключения потерь заявок предусмот рена возможность передачи их иэ одной системы в другую, а время, эатра- .5 чиваемое не передачу заявок между системами, учитывается. филиал ППП. фПатент",г, Ужгород, ул, Проектная,