Устройство для моделирования систем массового обслуживания

(54)(5 НИЯ СИ Ар эле- ЗГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВА содержащее генератор случайных потоков импульсов, выход которогоподключен к первому входу первогоэлемента ИЛИ, генератор заявок, генератор счетных импуЛьсов, счетчикобщего количества заявок, счетчикколичества неполностью обслуженныхзаявок, первый элемент И, выход которого соединен с вычитающим входомреверсивного счетчика, второй элемент И, выход которого подключенк входу счетчика количества обслуженных заявок, второй элемент ИЛИ,выход которого соединен с первымвходом третьего элемента И, о тл и ч аю щ е е с я тем, что, сцелью расширения функциональных возможностей за счет учета режима технического обслуживания по наработкеустройство содержит пять элементов И, генератор случайных интервалов времени работы, генератор случайных интервалов времени обслуживания заявок, генератор случайныхинтервалов времени восстановления,генератор случайных интервалов времени технического обслуживания801086435 четыре дифференцирующих цепочки,триггеры, регистр сдвига, счетчиквремени восстановления, счетчиквремени работы системы счетчик временитехнического обслуживания,счетчик количества необслуженныхзаявок, причем. выход генератораслучайных потоков импульсов подключен к входу генератора заявок, вых оторого соединен с входом счетч общего количества заявок, спервым входом четвертого элемента Ии с вторым входом третьего элемента И, выход которого подключен квходу счетчика количества необслженных заявок, выход четвертогомента И соединен с входом генератора случайных интервалов времени обслуживания заявок, выход которогочерез первую дифференцирующую цепочку годключен к инверсному входу второго элемента И и к первому инверсному входу пятого элемента И, выходкоторого соединен с входом счетчикаколичества неполностью обслуженныхзаявок, выход первого элемента ИЛИподключен к единичному входу первоготриггера и входу запуска генератораслучайных интервалов времени работы,выход которого соединен с вторымивходами второго и четвертого элементов И, с. вторым инверсным входомпятого элемента И и с входом второйдифференцирующей цепочки, выход которой подключен к первому инверсному входу шестого элемента И, выходкоторого соединен с единичным входом второго и нулевым входом первого триггеров и входом генератораслучайных интервалов времени восстановления, выход которого подключен435 1086к первому входу второго элемента ИЛИ,и через третью дифференцирующуюцепочку соединен с первым инверснымвходом первого элемента ИЛИ и с нулевым входом второго триггера, вы"ход которого подключен к первомувходу седьмого элемента И, выходкоторого соединен с входом счетчикавремени восстановления, выход первого триггера подключен к первомувходу первого элемента И, выход кото.рого соединен с входом счетчикавремени работы системы, выход реверсивного счетчика подключен к входуостанова генератора случайных интервалов времени работы, единичномувходу третьего триггера и к входугенератора случайных интервалов времени технического обслуживания,выход которого соединен с вторым инверсным входом шестого элемента Иф с вторым входом второго элемента ИЛИ и с входом. четвертой дифференцирующей цепочки выход которой подключен к нулевому входу третьего триггера, к второму инверсному входу первого элемента ИЛИ и через регистр сдвига соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, выход третьего триггера соединен с первым входом восьмого элемента.И, выход которого подключен к входу счетчика времени технического обслуживания, выход генератора случайных потоков импульсов соединен с входом генератора счетных импульсов, выход которого подключен к вторым входам первого, седьмого и восьмого элементов И.И. обретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при моделировании систем массового обслуживания (СИО).Известно устройство для моделирования СИО, содержащее управляющий генератор случайного потбка импульсов, блоки генераторов случайных ийтервалов времени, блок случайных временных задержек, счетчики, дешифратор, элементы ИЛИ, элементы И, которое позволяет моделировать СИО с учетом возможности возникновения отказов и устранения этих отказов.Однако данное устройство не предусматривает других возможных режимов функционирования СИО, характерных для многих реальных систем, а именно режима технического обслуживания но наработке.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и по достигаемому эффекту является устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее первый генератор случайного потока импульсов, выход которого соединен с вхо" дом первого счетчика и с первым входом элемента ИЛИ, выход которого ,соединен с первьи входом элемента ЗАПРЕТ, выход которого соединенс суммирующим входом первого реверсивного счетчика и с входом многоканального блока случайных времен 5 ных задержек, выход которого соединен с первьм входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен свычитающим входом первого реверсивного счетчика, выход которого через 10 пороговыи элемент соединен с первымювходом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходувторого генератора случайного потока импульсов и объединен с первымвходом генератора импульсов, второйвход которого через первый элемент И соединен с разрядными выходами первого реверсивного счетчика, 20а выход генератора импульсов соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИсоединен с вторым входом элемента ЗАПРЕТ и с первым входом второгоэлемента И, второй вход которогообъединен с входом первого счетчика,второй счетчик, второй реверсивныйсчетчик, группу элементов И, сумматор, четвертый, пятый и шестой 30,элементы ИЛИ, третий элемент ИУформирователь серии импульсов, эле3 1086435 4мент задержки, переключатель и блок жащее генератор случайных потоковсинхронизации, первый и второй вы- импульсов, выходкоторого подключенходы которого соединены соответствен- К первому входу первого элемента ИЛИ,но с управляющими входами группы генератор заявок, генератор счетэлементов И и сумматора, входы,5ных импульсов сч бетчик о щего коликоторого соединены с выходами группы чества заявок, счетчик количестваэлементов И соответственно, входы неполностью обслуженных заявок, перкоторых подключены к разрядным вы- , вый элемент Иэлемент , выход которого соеди,ходам второго реверсивного счетчика нен с вычитающим входомвходом реверсивнои через четвертый элемент ИЛИ сое О го счетчика втор " И,ка, второи элемент И, выдинены с первым входом третьего эле- ход которого подкоподключен к входумента И, второй вход которого подклю- счетчика количества обслуженныхвыходчен к первому выходу переключателя, заявок, второй элемент ИЛИвторой выход которого соединен скоторого соедио орого соединен с первым .входомвходом второго счетчика, выход третье. третьего элемента И15 мента , введены пятьго элемента И через элемент задержки элементов И р р у а"ныхсоединен с вторым входом первого элегенератор случайныхмента И и непосредственно с вычитаинтервалов времени работы гене ающим входом второго реверсивногослучайных интервалов времени обсл -живания заявок, генератор случайныхсчетчика, суммирующий вход которогосоединен с выходом пятого элемен. интервалов времени восстанр тановления,та , входы которого соединены сИЛИо элемен- генератор случайных интервалов вреЭвыходом второго элемента И и с тре- ре ди е ен имени.технического обсл иванияуживания, четыи с тре ре дифференцирующих цепочки, триггетьим выходом переключателя соответ- ры, регистр сдвига, счетчик врественно, входы которого соединены мени восстановления, счетчик в емесоотве тственно с выходом генератора ни работы системы, счетчик времени25тчик времеимпульсов и с выходом шестого эле-. технического обслуживания, счетчикмента ИЛИ, входы которого соединены - количества необслуженных,заявоксоответственно с первым входом вто- причем выход генератора случайныхрого элемента ИЛИ и через формирователь потоков импульсов подключо подключен к входусерии импульсов с в ходом генератораЗОгенератора заявок, выход которогоимпульсов 2 Д. . соединен с входом счетчика общегоНедостатком данного устройства . количества заявок, с первым входомявляется отсутствие возможности мо- четвертого элемента И и с вторьмделирования режима технического обс- входом третьего элемента И, выходлуживания по наработке, характерно которого подключен к входу счетчиго для многих реальных систем. Такие ка количества:необслуженных зая системы имеют, как правило, следую- вок, выход четвертого элемента Ищий цикл функционирования: система соединен с входом генератора слунаходится в режиме работы, во время . чайных интеРвалов вРемени обслУжикоторого она обслуживает поступаю О вания заявок, выход которого черезщие в систему заявки. В этом режиме первую дифференцирующую цепочкувозможно возникновение отказа, пос- подключен к инверсному входу второле чего система сразу же переходит го элемента И и к первому инверсв режим восстановления, по оконча- ному входу пятого элемента И, выходнии которого возвращается в Режим 45 которого соединен с входом счетчиработы. Задается определенное время ка количества неполностью обслунаработки системы, по истечении ко- женных заявок, выход первого элеторого она переходит в режим техни- .мента ИЛИ подключен к единичномуческого обслуживания, после проведе- входу первого триггера и входу занйя технического обслуживания снс О пуска генератора случайных интерватема включается в рабочий режим. лов вРемени работы, выход котороготорыми входамц второгоЦелью изобретения является расши- .соединен с вторымирение функциональных возможностей , и четвертого элементов И.с вто ьиза счет чета ежиу режима технического, инверсным входом пятого элемента Иобслуживания по наработке. 5 и с входом второй дифференцирующейЭта цель достигается тем, что цепочки вьиод кв устройствоьиод которои подключенустройство для моделирования сис- к первому инверсному входу шестоготем массового обслуживания содер- эле ИЭ элемента , выход которого соединен1086435 1 О 15 20 25 30 35 с единичным входом второго и нулевым входом первого триггеров и входои генератора случайных интервалов времени восстановления, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ и через третью дифференцирующую цепочку соединен с первым инверсным входом первого элемента ИЛИ и с нулевым входом вто рого триггера, выход которого подключен к первому входу седьмого элемента И, выход которого соединен с входом счетчика времеви восстановления выход первого триггера под 1фключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с входом счетчика времени работы системы, выход реверсивного счетчика подключен к входу останова генератора случайных интервалов времени работы, единичному входу третьего триггера и входу генератора случайных интервалов времени технического обслуживания, выход которого соединен с вторым инверсным входом шестого элемента И, с вторым входом второго элемента ИЛИ и с входом четвертой дифференцирующей цепочки, выход которой подключен к нулевому входу третьего триггера, к второму инверс. ному входу первого элемента ИЛИ и через регистр сдвига соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика выход третьего триггера соединен с первым входом восьмого элемента И, выход которого подключен к входу счетчика времени технического обслуживания, выход генератора случайных потоков импульсов соединен с входом генератора счетных импульсов, выход к,дорого подключен к вторым входам первого, седьмого н восьмого элементов И. На чертеже изображена схема ус- - 45 ройства для моделирования систем массового обсликивания.Устройство содержит генератор 1 случайных потоков импульсов, генератор 2 заявок, генератор 3 счетных импульсов, первый элемент ИЛИ 4, генератор 5 случайных интервалов времени работы, четвертый элемент И 6, генератор 7 случайных интервалов времени обслуживания эая 55 вок, первую дифференцирующую цепочку 8, второй элемент И 9, счетчик 10 количества обслуженных заявок, вторую дифференцирующую цепочку 11,шестой элемент И 12, генератор 13случайных интервалов времени восстаноления, второй триггер 14, седьмой элемент И 15, счетчик 16 времени восстановления, третью дифференцирующую цепочку 17, первый триггер 18,первый элемент И 19, реверсивныйсчетчик 20, счетчик 21 времени работы системы, генератор 22 случайных интервалов времени технического обслуживания, третий триггер 23, восьмой элемент И 24, счетчик 25 времени технического обслуживания, четвертую дифференцирующую цепочку 26, регистр 27 сдвига, второй элемент ИЛИ 28,.третий элемент И 29, счетчик 30 количества необслуженных заявок, счетчик 3 1 общего количества заявок, пятый элемент И 32, счетчик 33 количества неполностью обслуженных заявок.Устройство моделирует работу СМО, имеющей три режима функционирования: работа, восстановление, техническое обслуживание, Обслуживание заявок происходит только во время режима работы. Окончание режима работы соответствует наступлению отказа, при этом система сразу же переходит в режим восстановления, По истечении некоторогозаданного времени.наработки система переходит в .режимтехнического обслуживания, послеокончания которого - вновь в режимработы. Заявки, поступившие во времярежимов восстановления и технического обслуживания, теряются, отказы,наступившие во время, обслуживаниязаявки, приводят к срыву обслуживания заявки,Устройство работает следующимобразом. Генератор 1 вырабатывает импульс, который запускает генератор 2 заявок, генератор 3 счетных импульсов, а также через элемент ИЛИ 4 запускает генератор 5 случайных интервалов времени. На выходе генератора 5 формируется случайный интервал времени, соответствующий продолжительности режима работы. Заявки с выхода генератора 2 через элемент И 6 запускают генератор 7 случайных интервалов времени, который формирует интервал времени обслуживания заявок. По окончании этого интервала импульс с выхода дифференцирую - щей цепочки 8 через элемент И 9 при1086435напичии напряжения на выходе генера" . тора 5 поступает на счетчик 10 количества обслуженных заявок, По окончании интервала времени работы импульс, имитирующий отказ, с выхода 5 дифференцирующей цепочки 11 через элемент И 12 запускает генератор 13 случайных интервалов времени восстановления, На выходе генератора 13 формируется интервал времени, соот ветствующий режиму восстановления. Этот же импульс поступает на единичный вход триггера 14 и опрокидывает его, после чего напряжение с выхода триггера 14 поступает на вход 15 элемента И,15На второй вход элемента И 15 поступают счетные импульсы от генератора 3, которые проходят на вход счетчика 16, подсчитывающего общее время восстановления сис 20 темы, По окончании интервала времени восстановления импульс с выхода дифференцирующей цепочки 17 через элемент ИЛИ 4 запускает генератор 5 случайных интервалов времени работы, 25 вновь переводя систему в режим работы, Этот же импульс поступает на нулевой вход триггера 14, после чего счетные импульсы не поступают на счетчик 16. Импульсы с выхода Зо элемента ИЛИ 4 поступают также на единичный вход триггера 18, Напряжение с выхода триггера 18 подается на вход элемента И 19, на второй вход которого поступают счетные. импульсы от генератора 3, проходящие на вычитающий вход реверсивного счетчика .20. Число, записанное в счетчике 20 и соответствующее заданному времени наработки, начинает 40 ,.уменьшаться. Одновременно счетные импульсы поступают на вход счетчика 21, который подсчитывает общее время нахождения системы в режиме работы. По окончании интервала вре 45 мени работы импульс с выхода элемента И 12 поступает на нулевой вход триггера 18, после чего счет ные импульсы не проходят на счетчики 20 и 21. Как только показание 50реверсивного счетчика 20 принимаетнулевое значение, импульс с его выхода запускает генератор 22, которыйначинает формирование интервала вре-мени, соответствующего режиму технического обслуживания. Этот .жеимпульс поступает на установочныйвход генератора 5, при этом заканПо показаниям счетчиков можно оценивать различные вероятностные характеристики СМО, в том числе вероятности обслуживания заявок, неполного обслуживания заявок, срывов обслуживания, а также комплексные показатели надежности, в том числе коэффициент готовности, коэффициент простоя, и другие показатели, харак10 1086435224 Р ъцд ю др,ППП Патеат, г. Ужгород,уи.Проектваа, 4 теризующие процесс обслуживания зая-вок и функционирование СМО. Предлагаемое устройство по сравнению с известными имеет блоее широкие 5 функциональные возможности за счет моделирования режимов восстановления, технического обслуживания по наработке, работы и отказов при работе, параметры которых могут изменятьсяпо,различным законам распределения.Устройство позволяет моделироватьСМО с учетом динамики и режимов функ".ционирования при различных законахраспределения временных параметров,характеризующих процесс функционирования обслуживающего прибора иобслуживание заявок в СМО.