Устройство для моделирования систем массового обслуживания

ОЮЭ СОВЕТСНИХОЦИАЛИСТИЧЕСНИЕСПУбЛИН 7 48/ /С 06 Г 15/2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ Н ПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕ ОПИСАН МИТЕТ СССРЙ И ОТНЯТИЙ РЕТЕН(71) Московский ордена Трудового Краинститут инженеровго транспорта(56) 1. Авторское Р 36 .В. ЦружВоробьев ни Алимовена Ленного Знжелезнод на и омени входу первогока, выход шединен с другиммента ИЛИ .и сра, выход котрым входом пе,выходы первы,ков каналов етч еверсивного сч иого элемента И соевходом второго элетным входом триггеого соединен с втоого элемента ИЛИ, еверсивных счетчилуживания подключеоб ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ свидетельство СССРР 840915, кл. С 06 Е 15/20, 1980.2. Авторское свидетельство СССРР 526920, кл. С 06 Е 15/20, 1974.(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО 31 ЛЯ МОДЕ 31 ИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБС 31 УЖИВАНИЯ, содержащее генератор заявок,генератор тактовых импульсов, реверсивный счетчик и два счетчика,канал обслуживания игруппу элемен тов И, два элемента ИЛИ, выход генератора заявок подключен к суммирующему входу. реверсивного счетчика,выходы элементов И группы подключ 3 ны к соответствующим входам. первого элемента И 31 И, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширенияФункциональных возможностей за счетвоспроизведения режима взаимной помощи в обслуживании между каналамиобслуживания, оно дополнительносодержит коммутатор и (и) каналов обслуживания, а каждый каналобслуживания включает генератор импульсов, одновибратор, семь элементов И, два элемента И 31 И, элементИЛИ-НЕ, три элемента НЕ, триггер,делитель частоты, два реверсивныхсчетчика, выходы генератора импульсов и одновибратора подключены кпервым входам первого и второгоэлементов И соответственно, вторыевходы которых соединены с входомделителя частоты, входы генератора импульсов и одковибратора объединены, выход первого элемента И подключен к первым входам третьего и четвертого з;1 о;,;ектов И, выход второго элемента П соединен с вторым входом четвертого элемента И и входом первого эт;емекта НЕ, выход которого соединен с вторым входом третьего зле 1 е.:та И выход которого соедккек с сум.".крующкм входом перваго реверсивного счетчика, выход делителя частоты через пятый элемент И подключен к вычитающему входу второго реверсивного счетчика, суммирующий вход которого соединен с выходом пер.-:ого элемента И 31 ИС выход четвертого элемента И соеди нек с первьг входом первого элемента 11 ЛИ, выход второго реверсивного счетчика подключен к первому вхо" ду элемента ИЛИ-НЕ, входу второго С: элемента НЕ и другому входу пятого элемекта И, выход первого реверсив- Я кого счетчика соединен с вторым входом элемента И 31 И-НЕ к с первыми входами шестого и седьмого элементов 11 к вторым входам которых под-, ключен выход второго элемента НЕ, третьи входы шестого и седьмого элементов И соединены с входом делителя частоты, четвертый вход шестого элемента И соединен с входом третьего элемента НЕ, выход которого подключен к четвертому входу седьмого элемента И, выход которого подключен к третьему входу первого элемента ИЛИ и через второй элемент ИЛИ к вычитающему1045237 ны к первым входам соответствующихэлементов И группы, вторые входыкоторых объединены и соединены с, выходом второго элемента И 31 И, входы которого подключены к выходамэлементов ИЛИ-НЕ соответствующихканалов обслуживания и соответствующему входу коммутатора, выходгенератора тактовых импульсов соединен с входами делителей частотывсех каналов обслуживания и тактовым входом коммутатора, информационный вход которого подключен квыходу реверсивного счетчика, вычитающий вход которого соединен свходом первого счетчика и сигнальным выходом коммутатора, канальныевыходы которого подключены соответственно к входам одновибраторовканалов обслуживания, входы третьихэлементов НЕ которых соединены свыходом второго элемента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ подключенн входу второго счетчика,2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что коммутатор содержит два триггера, группу Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при проектировании тех)нического обеспечения эффективныхавтоматизированных систем управления, подсистем обработки справочно-информационных массивов, н системах. передачи данных, а такжепри создании СМО на транспорте(обслуживание пассажиров) при резервировании и продаже билетов,при организации поездной и маненро"вой работы на сортировочных станциях сети железных дорог,Известно устройство для моделирования систем массового обслужи,вания, содержащее блоки формирования потоков заявок, блоки образования очереди, каналы обслуживания,коммутатор и блок индикации11.Недостатком данного устройстваявляются ограниченные возможностирешения класса задач с различнымипринципами (дисциплинами) обслуживания заявок.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее пднухвходовыхэлементов И, инходовой элементИЛИ, регистр сдвига, последовательно соединенные генератор заявок,. 5 10 15 20 25 30 элементов И, элемент НЕ, элемент И 31 И, элемент И, первые входы эле" ментов И группы являются соответст. вующими входами коммутатора, первый вход элемента И является тактовым нходом коммутатора второй вход является информационным .входом коммутатора, а к третьему входу элемента И подключен выход элемента НЕ, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, входы которого соединены соответственно с выходами элементов И группы и являются каналь. ными ныходами коммутатора, сигнальным выходом которого является выход элемента ИЛИ, выход элемента И соединен со счетным входом первого триггера, инверсный выход которого подключен к вторым входам нечетных элементов И группы, а прямой выход первого триггера соединен с вторыми входами четных элементов И группы и со счетным входом второго триггера, инверсный выход которого соединен с третьими входами первой половины элементов И группы, а прямой выход - с третьими входами вто-, рой половины элементов И. реверсинный счетчик, элемент ИЛИ и блок обслуживающих приборов, блок имитации очереди. УстройсТво позволяет воспроизводить максимально допустимое время пребывания заявок в очереди и на обслуживании.Недостатком известного устройства является отсутствие возможности осуществлять взаимную помощь между каналами обслуживания н тех случаях, когда время обслуживания. в одном из каналов превышает предельно допустимое, а в это время имеются свободные (не занятые обслуживанием) каналы.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет воспроизведения режима взаимной помощи в обслуживании между каналами обслуживания.Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее генератор заявок, генератор тактовых импульсон, реверсивный счетчик и дэа счетчика, канал обслуживания и группу элементов И, два элемента ИЛИ, выход генератора заявок подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика, выходы элементов И группы подключены к соответствующим входам первого элемента ИЛИ, дополнительно содержит коммутатор и 1 И "1каналов обслуживания, а каждый канал обслуживания включает генератор импульсов, одновибратор семьэлементов И, два элемента ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ, три элемента НЕ, триггер, делитель частоты, два реверсивных счетчика, выходы генератораимпульсов и одновибратора подклю-,чены к первым входам первого и второго элементов И соответственно,вторые входы которых соединены с 10входом делителя частоты, входы гене-,ратора импульсов и одновибратораобъединены, выход первого элемента И подключен к первым входам тре. -тьего и четвертого элементов И, выход второго элемента И соединен свторым входом четвертого элементаИ и входом первого элемента НЕ,выход которого соединен с вторымвходом третьего элемента И, выходкоторого соединен с суммирующимвходом первого реверсивного счетчика, выход делителя частоты черезпятый элемент И подключен к вычитающему входу второго реверсивного 25счетчика, суммирующий вход которогосоединен с выходом первого элементаИЛИ, выход четвертого элемента Исоединен с первым входом первогоэлемента ИЛИ, выход второго реверсивного счетчика подключен к первому входу элемента ИЛИ-НЕ, входувторого элемента НЕ и другому входупятого элемента И, выход первогореверсивного счетчика соединен свторым входом элемента ИЛИ-НЕ и с З 5первыми входами шестого и седьмогоэлементов И, к вторым входам которого подключен выход второго элемента НЕ, третьи входы шестого иседьмого элементов И соединены с 4 Овходом делителя частоты, четвертыйвход шестого элемента И соединен свходом третьего элемента НЕ, выходкоторого подключен к четвертому входу седьмого элемента И, выход которого подключен к третьему входупервого элемента ИЛИ и через второйэлемент ИЛИ к вычитающему входупервого реверсивного счетчика,выход шестого элемента И соединенс другим входом второго элементаИЛИ и счетным входом триггера, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выходы первых реверсивных счетчиков каналовобслуживания подключены к первымвходам соответствующих элементов Игруппы, вторые входы которых объединены и соединены с выходом второго элемента ИЛИ, входЫ которого подключены к выходам элементов ИЛИ-НЕ 60соответствующих каналов обслуживания и соответствующему входу коммутатора, выход генератора тактовыхимпульсов соединен с входами делителей частоты всех каналов обслуживания и тактовым входом коммутатора, информационный вход которого подключен к выходу реверсивного счетчика, вычитающий вход которого соединен с входом первого счетчика и сигнальным выходом коммутатора, канальные выходы которого подключены соответственно к входам одновибраторов каналов обслуживания, входы третьих элементов НЕ которых соединены с выходом второго элемента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ подключен к входу второго счетчика.Причем коммутатор содержит первый и второй триггеры, группу элементов И, элемент НЕ, элемент И, элемент ИЛИ, первые входы элементов И группы являются соответствующими входами коммутатора, первый вход элемента И является такто- . вым входом коютутатора, второй вход является информационным входом коммутатора, а к третьему входу подключен выход элемента НЕ, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами элементов И группы и являются соответствующими канальными выходами коммутатора, сигнальным выходом которого является выход элемента ИЛИ, выход элемента И соединен со счетно входом первого триггера, инверсный выход которого подключен к вторьм входам нечетных элементов И группы, а прямой выход первого триггера соединен с вторыми входами четных элементов И группы и с счетным входом второго триггера, инверсный выход которого соединен с третьими входами первой половины элементов И группы, а .прямой выход - с третьими входами второй половины элементов И.На фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 коммутатор, на фиг. 3 - схема канала обслуживания.Устройство содержит генератор 1 заявок, представляющий собой датчик случайных по времени следования импульсов, реверсивный счетчик 2, генератор 3 тактовых импульсов, коммутатор 4, счетчик 5, каналы 6-9 обслуживания, группу элементов И 10-13, первый и второй элементы ИЛИ 14 и 15, счетчик 16.Коммутатор 4 состоит из триггеров 17 и 18, элемента И 19, группы элементов И 20-23, элемента ИЛИ 24, элемента НЕ 25. Каждый из каналов обслуживания содержит генератор 26 импульсов случайной длительности, одновибратор 27, первый и второй элементы. И 28 и 29, делитель 30 частоты,первый элемент НЕ 31, третий, четвертый и пятый элементы И 32-34, первый реверсивный счетчик 35, первый элемент ИЛИ 36, второй реверсив 4ный счетчик 37, элемент ИЛИ-НЕ 38, второй элемент НЕ 39, шестой элемент И 40, третий элемент НЕ 41, седьмой элемент И 42, триггер 43, второй элемент ИЛИ 44.Устройство работает следующим образом.В генераторе 1 в случайные моменты времени формируются импульсы имитирующие заявки (требования) на обслуживание. Заявки поступают 10 на суммирующий вход реверсивного счетчика 2. "1" с выхода счетчика 2 подается на второй вход элемента И 19 коммутатора 4. На третий вход элемента И 19 от элемента НЕ 25 15 также поступает "1". Эти условия обеспечивают поступление на счетный вход триггера 17 прямоугольных импульсов, частота которых задается генератором 3. Триггеры 17 и 18 образуют кольцевой счетчик, с помощью которого начинается поиск свободных каналов СМО. Канал СМО считается свободным, если на выходе его элемента ИЛИ-НЕ 38 имеется еди 25. ница. Эта единица через один из элементов И 20-23 подается на элемент ИЛИ 24На выходе этого элемента появляется "1", которая регистрируется счетчиком 5 как принятое на обслуживание требование и вычитается в счетчике 2 из имеющейся ,очереди.Появление на выходе элемента НЕ 25 "0" приостанавливает поиск свободных каналов триггерами 17-18 35 из-за занятости всех четырех каналов."1" с выходов элементов И 20-23 поступают на вторые входы соответствующих каналов СМО, что служит сиг налом появления на выходах генератора 26 и одновибратора 27 импульсов случайной и фиксированной длительностей соответственно. Импульсы случайной длительности моделируют случайное требуемое время обслуживания заявок, а импульсы фиксированной длительности имитируют предельно допустимое время обслуживания вканалах СМО.С помощью элементов И 28 и 29 и генератора 3 тактовых импульсов формируемые блоками 26 и 27 импульсы нормируются-заполняются тактовыми импульсами, Частота тактовых импульсов выбирается на порядок больше величины, обратной среднему значению периода импульсов случайной длительности.Количество импульсов на выходе элемента И 29 пропорционально вре- бО мени обслуживания данным каналом СМО, Эта последовательность импульсов подается на второй вход элемента И 33, на первый вход которого г,оступает последовательность случайного числа импульсов с выходаэлемента И 28. На выходе элемента И 33 появляется количество импульсов, меньшее или равное числу импульсов, пропорциональных времени обслуживания данным каналом, Далее эти импульсы поступают на первый вход элемента ИЛИ 36, на двух других входах которого при занятом данном канале поступают "0". При превышении количеством импульсов, фиксируемых счетчиком 37, нуля на еговыходе появляется "1", передаваемая на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 38 и элемента НЕ 39.Тотиз элементов И 20-23, на входе которого присутствует "1" при поступлении на первые входы"0", переключается в нулевое состояние. После этого на выходе элемента ИЛИ 24 появляется "0", а на выходе инвертора 25 - "1", Возникновение на третьем входе элемента 19единицы означает готовность коммутатора 4 к обслуживанию очереднойзаявки. Когда время обслуживания требования превышает предельно допустимое, на выходе элемента И 32 появляются импульсы, число которых равно разности между количеством тактовых импульсов, заполнивших импульс случайной длительности от генератора 26, и количеством тактовых, импульсов, заполнивших импульс эталонной длительности, генерируемый одновибратором 27. Регистрируемое реверсивным счетчиком 35 число импульсов пропорционально времени, требующегося на дообслуживание заявки, обрабатываемой в данном канале.При появлении первого положительного импульса в счетчике 37 с выхода делителя 30 частоты импульсы с меньшей в несколько раз частотой по сравнению с частотой срабатывания генератора тактовых импульсов начинают поступать на вычитающий вход счетчика 37. В итоге содержимое счетчика 37 постепенно начинает уменьшаться, что соответствует процедуре обслуживания в данном канале. Интенсивность обслуживания задается коэффициентом деления частоты в делителе 30,Если время обслуживания требова ния оказывается меньше, чем предельно допустимое, и соответственно на выходе реверсивного счетчика 35 присутствует "0", то через некоторое время содержимое реверсивного счетчика 37 окажется равным нулю, что соответствует концу обслуживания требования. На входах элемента ИЛИ-НЕ 38 оказывается два нуля на втором выходе канала10 ЗО появляется единица, что свидетельствует о готовности канала к приему новой заявки.Поскольку все вторые выходы каналов СМО подключены к входам элемента ИЛИ 15, то появление на его 5выходе единицы сигнализирует оналичии хотя бы одного свободногоканала СИО,Если время на обслуживание заявки превышает предельно допустимоевремя, то содержимое реверсивногосчетчика 35 .не равно нулю, и на еговыходе присутствует сигнал единицыВ момент времени, соответствующий обнулению счетчика 37, на ныходе элемента НЕ 39 появляется единица, передаваемая на вторые входыэлементов И 40 и 42, на третьи входы которых поступают тактовые импульсы с выхода генератора 3. Напервые входы элементов И 40 и 42подаются "1" с выхода счетчика 35,При наличии хотя бы одного свободного канала на третьем его нходепоявится "1", которая поступит начетвертый вход элемента И 40, Кактолько на первом, нтором и четвер+том входах элемента И 40 появится"1", а это происходит при возникновении нуля на ныходе счетчика 37,на вход триггера 43 со счетным входом начинают проходить импульсыот генератора 3. Эти же импульсычерез элемент ИЛИ 44 приходят навычитающий вход счетчика 35. 35Импульсы с выхода триггера 43через элемент ИЛИ 36 поступают насуммирующий вход счетчика 37. Поскольку количество импульсов навыходе триггера со счетным входом 4043 вдвое меньше, чем на его входе,счетчик 37 зарегистрирует толькополовину из последовательности тактоных импульсон, характеризующих объем той части обслуживания требования, которая выполняется двумя каналами (основным и оказывающим помощь), Обслуживание двумя каналами завершится в момент обнуления обоих счетчиков 35 и 37, поскольку скорость обслуживания двумя каналами вдвое больше. Если при дообслуживании заявки двумя каналами поступает следующая заявка, а свободные каналы отсутствуют, то дообслуживание заявки продолжается одним каналом, а канал, оказывающий помощь, начинает обслуживать нновь поступившую заявку.Элементы И 10-13 служат для ныявления фактов взаимной помощи между каналами СМО, Общее количестно осуществленных случаев помощи фиксируется на счетчике 16. Суммарное время, на которое сокращается весь процесс обслуживания всех поступивших в СМО требований за счет наличия взаимной помощи между каналами, определяется путем деления суммарого колества импульсов, зафиксированых счетчиками 37 во всех канала., СИО на частоту следования импульсов а выходе делителя 30,Примеение изобретения расширяет фукциональье вероятности модели С.1 О, а именно обеспечивает возможность моделирования процессов функционирования с учетом взаимной помощи между каналами при наличии не занятых (свободных) каналов.Необходимость в моделирующем устройстве такого типа обуславливается актуальными затачами создания Вы сокоэффективных адаптивных технических средств автоматизированных систем управления предприятиями и объектами авиационного, автомобильного и железнодорожного транспорта.врректор О,Бил Ковал 1 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна едактаказ 555/51 Тираж 706 ВНИИПИ Государственного кпо делам изобретений и 035, Москва, Ж, Раушск Подписимитета СССРоткрытий .я наб., д. 4/5