Устройство для моделирования систем массового обслуживания

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ Союз Соаетскнз Социалистических Республик(23) ПриоритетОпубликовано 23.08.81. Бюллетень Й 9 З 1Дата опубликования описания 23.0881 51)Кз 6 Об Г 15/20 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(088.8) 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯИзобретение относится к в тельной. технике и может быть зовано при исследовании систе вого обслуживания (СМО).Известно устройство длявания СМО, содержащее Логигенератор входного потокауправления, генератор тактпульсов, счетчики, блок измени занятости каналов обсния Х ).Недостаток этого устройства - н кая точность моделирования.Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устрой ство, содержащее генераторы случайных чисел, элементы ЗАПРЕТ, ИЛИ, И и счетчики, позволяющее исследовать СМО, в которых происходит обслуживание однородного потока заявок 2 ).Однако в реальных условиях ( к при меру в вичислительных системах коллективного доступ на вход СМО поступает к 31 потоков заявок. Поток заявок (-го типа характеризуется функцией А (с) распределения длин интервалс 1 в между последовате моментами поступления заявокпа и функ:цией В (с) распреде времени обслуживания заявок па,= 1,К. Кроме того, устройство не обеспечивает достаточную точность моделирования.Цель изобретения - повышение точности моделирования и расширение . функциональных возможностей устройства эа счет моделирования процесса обслуживания неоднородного потока за явок.Для достижения поставленной цели в устройство для моделирования СОМ, содержащее управляемый генератор случайного потока импульсов, выход котО" рого соединен с входом счетчика числа отказов и с первыми входами первого элемента ЗАПРЕТ, и первого элемента И, выход которого подключен к входу счетчика неполностью обслуживаемых заявок и к первым входам счетчика неисправных каналов и первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ЗАПРЕТ, первый блок генераторов слу" чайных временных интервалов, втсод которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, а выход соединен с первым входом второго элемента ИЛИ,второй вход которого подключен к выходу второго элемента ЗАПРЕТ, выходы счетчика неисправных каналов соединены свходами третьего элемента ИЛИ,выходкоторого подключен к первым входамвторого элемента ЗАПРЕТ и второгоэлемента И, выход которого соединен .с вторым входом счетчика неисправныхканалов, счетчик числа занятых каналов, вычитающий вход которого соеди"нен с выходом второго элемента ИЛИ,первая группа выходов счетчика числа,занятых каналов через последовательно соединенные дешифратор и ключ под- оключены к входу управляемого генератора случайного потока импульсов,вторая группа выходов счетчика числа занятых каналов соединена с входами третьего элемента И, выход которого подключен к вторым входам первого 15элемента ЗАПРЕТ и первого элемента И,введены четвертый и пятый элементыИЛИ, блок элементов И, блок элементов ЗАПРЕТ, блок случайных временныхзадержек, счетчик необслуженных заявок, счетчик общего числа заявок ивторой блок генераторов случайныхвременных интервалов, группа выходовкоторого подключена соответственно кгруппам входов счетчика общего числазаявок, блока элементов ЗАПРЕТ иблока элементов И, выходы которогосоединены с входами счетчика необслуженных заявок, выход третьего элемента И подключен к входам блока элементов И и блока элементов ЗАПРЕТ,выходы которого соединены с входамичетвертого элемента ИЛИ и блока случайных временных задержек, выходыкоторого подключены к входам пятогоэлемента ИЛИ, выхбд которого соединен с вторым входом второго элементаЗАПРЕТ, выход четвертого элементаИЛИ подключен к суммирующему входусчетчика числа занятых каналов.На чертеже представлена схема устройства.Устройство содержит управляемыйгенератор 1 случайного потока импульсов, элементы ЗАПРЕТ 2 и З,элементы ИЛИ 4 и 5, элементы И 6 и 7,счетчик 8 числа занятых каналов,счетчик 9 неисправных каналов, счетчик 10.числа отказов каналов обслуживания, счетчик 11 неполностью обслуженных заявок, обслуживание кото-рых было прервано отказами обслуживающих каналов, блок 12 генераторовслучайных временных интервалов, многовходовый элемент ИЛИ 13, многовходовый элемент И 14, дешифратор 15 иключ 16. При этом выход управляемого генератора 1 импульсов соединен.с входами элемента И 6, счетчика 10числа отказов каналов ббслуживания,элемента ЗАПРЕТ 3, выход которогосоединен с первым входом элемента щоИЛИ 4, второй вход которого соединен с выходом элемента И 6, а такжес входом счетчика 11 и .одним иэ входов реверсивного счетчика 9, связан-ного разрядами с элементом, ИЛИ 13,выход которого соединен с входами элементов И 7 и ЗАПРЕТ 2, Выход элемента7 подключен к второму входу реверсивного счетчика 9. Выход злемента ИЛИ 4 через многоканальный блок12 случайных временных задержек подключен к одному из входов элемента ИЛИ 5, другой вход которого соединен с выходом элемента ЗАПРЕТ 2, а выход - с первым входом реверсивного счетчика 8, связанного разрядами с многовходовым элементом И 14, выход которого подключен к вторьм входам элемента ЗАПРЕТ 3 и элемента И б,выход которого соединен с счетчиком 11 числа заявок, а дешифратору 15,связанный разрядами с реверсивным счетчиком 8, через ключ 16 соединен с уп.1равляемым генератором 1 импульсов.Кроме того, устройство снабжено блоком 17 генераторов случайных временных интервалов, блоком 18 элементовЗАПРЕТ блоком 19 элементов И, много- .входовьм элементом ИЛИ 20, счетчиком21 общего числа заявок всех типов,счетчиком 22 необслуженных заявок,т.е. заявок всех типов, получившихотказ в обслуживании, блоком 23 слу" .ьчайных временных задержек, связаннымс многовходовым элементом ИЛИ 24.Выходы блока 17 генераторов случайныхвременных интервалов соединены с вхо"дами блока 18 элементов ЗАПРЕТ, счетчика 21 и блока 19 элементов И, вы"ходы которого соединены с входамисчетчика 22. Управляющие входы блока18 элементов ЗАПРЕТ и блока 19 элементов И подключены к выходу многовходового элемента И 14, выходы блока 18 элементов ЗАПРЕТ подключены квходам многовходового элемента ИЛИ20, выход которого подключен к второму входу реверсивного счетчика 8, атакже к входам блока 23 случайныхвременных задержек, который черезмноговходовый элемент ИЛИ 24 подключен к выходу элемента ЗАПРЕТ 2, авыход элемента ЗАПРЕТ 3 подключен кодному из входов многовходового элемента ИЛИ 20.Устройство, предназначенное дляимитации обслуживания неоднородногопотока заявок, работает следующим образом,Импульсы от блока 17 генераторовслучайных временных интервалов поступают через открытый блок 18 элементов ЗАПРЕТ и элемент ИЛИ 20 на суммирующий вхщ счетчика 8 числа занятыхканалов. Кроме того, импульсы с выхода блока 18 элементов ЗАПРЕТ поступают на один из входов блока 23 слу"чайных временных задержек, которыйимитирует процесс обслуживания неод"нородиого потока заявок. Поступлениеимпульса иа суммирующий вход счетчи"ка 8 числа занятых каналов увеличивает его код иа единицу, что озиача"ет занятие одного канала. Импульс сблока 23 случайных временных задержек, появившихся на одном иэ его вы" холов через время, равное случайной длительности обслуживания заявок соответствующего типа, через элемент ИЛИ 24, открытый элемент ЗАПРЕТ 2 и элемент ИЛИ 5 поступает на вычитающий вход счетчика 8 числа занятых каналов и "списываетф с него единицу,тем самым имитируя освобождение одного канала. В момент времени, когда все каналы заняты, на выходе элемента И 14, связанного с разрядами счетчика 8 числа занятых каналов, появляется сигнал, поступающий на управляющие входы блока 18 элементов ЗАПРЕТ и блока 19 элементов И. При 15 этом элементы ЗАПРЕТ блока 18 закрываются, элементы И блока 19 открываются, и импульсы от блока 17 генератсров проходят через элементы И. блока 19, имитируя потоки заявок,по лучивших отказ в обслуживании. Число таких заявок каждого типа подсчитывается счетчиком 29 заявок, получивших отказ в обслуживании.Соответствие типов заявок неодно родного потока достигается следующим путем. Число генераторов случайных временных интервалов в блоке 17 (а значит и число выходов этого блока) равно числу типов потоков заявок, Зо т.е. каждый генератор. генерирует импульсы, имитирующие поступление заявок одного типа. Число элементов случайных временных задержек в блоке 23 также равно числу типов обслуживаемых заявок. Каждый элемент этого блока имитирует обслуживание заявок. одного типа. Таким образом, обьединение выходов блока 17 генераторов .через блок 18 элементов ЗАПРЕТ с соответствующими входами блока 23 поз воляет добиться соответствия типов заявок неоднородного потока; Регулируя генераторы блока 17 и элементы блока 23 можно варьировать параметры моделируемого процесса обслуживання, ф 5 неоднородного потока заявок.Имитация изменения пропускной спв собности системы вслвдствне выхОда иэ строя отдельных каналов обслуживания производится следующе образом. 59 Импульс, появившийся на выходе генератора 1 случайного потока а иматирующий момент выхода из строя одного из обслуживающих каналов, при отсутствии на выходе элемента И 14 сигнала,.что означает наличие, по крайнвй мере, одного свободного (ив занято- го обслуаиванием) канала, проюдат через открытый элемент Э ЗАПРЕТ и элемент ИЛИ 20 на вход слоавниясчвтчика 8 и увеличивает вго код на едю- Фф ницу, имитируя отключение одного канала вследствие вго иеисправиост. Одновременно данный .импульс проходит через элемент ИЛИ 4 на вход блока.12 генераторов случайных временных И интервалов, имитирующего процесс ьосстановления вышедших из строя каналов, и,появившись на его вьиоде через время, равное случайной длительности восстановления, через элемент ИЛИ 5 поступает на вычитающий вход счетчика 8 и "списывает" из его со" держимого единицу, тем самым имитируя восстановление канала н включение его в работу. Все импульсы,появившиеся на выходе генератора 16, подсчитываются счетчиком 10 числа отказов каналов обслуживания.Имитация изменения пропускной способности системы вследствие выхода из сроя каналов обслуживания осуществляется при включенном положении ключа 16. При разомкнутом положении ключа 16 считается, что все каналы абсолютно надежны.При полном заполнении счетчика 8, когда в устройстве имитируется состояние, при котором часть каналовзанята обслуживанием, а остальные на"ходятся в ремонте, элемент ЗАПРЕТ 3 закрывает:я, элемент И б открывается по управляющему входу, и импульсы отгенератора 1 случайного потока прохбдят через элемент И б, имитируя поток заявок, обслуживание которых былопрервано выходом иэ строя отдельных обслуживающих каналов. Число заявок данного вида подсчитывается счетчиком 11 неполностью обслуженных заявок. Одновременно импульсы от генератора 1 проходят через элемент И 6 и далее через элемент ИЛИ 4 поступают в блок 12, а также на вход сложения счетчика 9 неисправных (находящихся в ремонте) каналов, увеличивая его код, Возникающий при этом сигнал на выходе элемента ИЛИ 13 закрывает элемент ЗАПРЕТ 2 и открывает элемент И 7.В результате импульсы, появившиеся на выходе блока 23 случайных временных задержек,через элемент ИЛИ 24 и элемент И 7 поступают на вычитающий вход счетчика 9, а импульсы,цоявившиеся на выходе блока 12, как и прежде, через элемент ИЛИ,5 поступают на вычитающий вход счетчика 8.Таким образом, каналы, занятые заявками (единицы, записанные в счетчике 8), обслуживание которых было прервано в результате выхода из строя этих каналов, освобождаются я становятся доступными для вновь пос" тупающих заявок лишь через время,необходимое для восстановления их работоспособности ("считыванием единиц аэ счетчика 8 производится импульсами с блока 12,имитирующими продолжительность ремонта каналов). Импульсы блока генераторов случайных временных интервалов, имитирующих продолжительность обслуживания заявок, при этом рваиме используются для фсписыванияф единиц из счетчика 9 неис 858000правных каналов. Необходимое соответствие между числом импульсов, поступающих на вычитающие входы счетчиков 8 и 9, достигается за счет наличия петли обратной связи, образованной элементами ИЛИ 13, И 7 и ЗАПРЕТ 2.Статистические характеристики функционирования СМО,моделируемой данным устройством, вычисляются известными методами йа основе показаний блока счетчиков общего числа поступающих заявок всех типов, соединенного непосредственно с блоком генераторов входящих потоков, блока счетчиков заявок, получивших отказ в обслуживании из-за отсутствия свободных каналов в системе, и счетчика неполностью 15 обслуженных заявок (обслуживание которых было прервано выходом из строя тех или иных обслуживающих каналов).Предлагаемое устройство по сравнению с известным обеспечивает более 2 О высокую точность моделирования СМО,формула изобретения25Устройство для моделирования сис" тем массового обслуживания, содержащее управляемый генератор случайногр потока импульсов, выход которого соединен с входом счетчика числа отказов и с первыми входами первого элемента ЗАПРЕТ и первого элемента И, выход которого подключен к входу счетчика неполностью обслуженных заявок и к первым входам счетчика неисправных каналов и первого элемен" З 5 та ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ЗАПРЕТ, первый блок генераторов случайных временных интервалов, вход которого подключен к выходу первого эле О мента ИЛИ, а,выход соединл с первым входом второго элемента ИЛИ,второй вход которого подключен к выходу второго элемента ЗАПРЕТ, выходы счетчика неисправных каналов соеди иены с входами третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к первым входам второго элемента ЗАПРЕТ и второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом счетчика не" исправных каналов, счетчик числа занятых каналов, вычитающий вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первая группа выходов счетчика числа занятых каналов через последовательно соединенные дешифратор и ключ подключена к входу управляемого генератора случайного потока импульсов, вторая группа выходов счетчика числа занятых каналов соединена с входами третьего элемента И, выход которого подключен к вторым входам первого элемента ЗАПРЕТ и первого элемента И, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности в устройство введены четвертый и пятый элементы ИЛИ,блок элементов И, блок элементов ЗАПРЕТ, блок случайных временных задержек, счетчик необслуженных заявок, счетчик общего числа заявок и второй блок генераторов случайных временных интервалов, группа выходов которого подключена соответственно к группам входов счетчика общего числа заявок, блока элементов ЗАПРЕТ и блока эле- . ментов И, выходы которого соединены с входами счетчика необслуженных заявок, выход третьего элемента И подключен к входам блока элементов И и блока элементов ЗАПРЕТ, выходы которого соединены со входами четвертого элемента ИЛИ и блока случайных временных задержек, выходы которого подключены к входам пятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ЗАПРЕТ, выход четвертого элемента ИЛИ подключен к суммирующему входу счетчика числа занятых каналов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР 9 415674, кл. 6 06 6 7/50, 1971,2. Авторское свидетельство СССР 9 517896, кл. О 06 Г 15/36, 1973 (прототип).858000 Составитель И,Загорбннинаедактор О. Половка Техред А.Ач Реыетник оррек Зака одписно 4/ филиал ППП "Патент", г, Уагород. Ул. Проектная,4 246/80 ВНИЯПИ по д 113035