Устройство для моделирования систем массового обслуживания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 3(59 С 06 Р 15 20 расев ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1.Авторское свидетельство СССР В 858000, кл. С 06 Р 15/20, 1979.2. Авторское свидетельство СССР В 807309, кл. С 06 Р 15/20, 1977, (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ, содер" жащее первый генератор случайных последовательностей импульсов, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, элемент задержки, второй и третий элементы ИЛИ, первый, второй и третий элементы И, первый и второй счетчики, второй генератор случайных последовательностей импульсов, выход первого элемента И соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е - с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет воспроизведения режимов ожидания, подготовки, работы и восстановления, в него введены первая, вторая, третья и четвертая дифференцирующие цепочки, генератор заявок, третий и четвертый генераторы случайных последовательностей импульсов,. четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый элементы И, генератор случайных интервалов времени подготовки, генератор случайных интервалов времени работы, генератор случайных интервалов вре" мени восстановления, счетчик несостоявшихся работ, счетчик общего количества заявок и триггер, выход кото,801089582 рого соединен с входом первой дифференцирующей цепочки, выход которой подключен к первому инверсному входу второго элемента И, выход которого соединен с входом запуска генератора случайных интервалов времени подготовки, выход которого подключен к первым входам первого и восьмого элементов И и к входу второй дифференцирующей цепочки,выход которой соединен с первым инверсным входом третьего элемента И, выход которого подключен к входу запуска генератора случайных интервалов времени работы, выход которого через третью дифференциальную цепочку соединен с первым инверсным .входом четвертого элемента И:и с первыми входами шестого и девятого элементов И, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ н к входу второго счетчика, выход четвертого элемента И соединен с входом первого счетчика и с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход фкоторого подключен к единичному входу .триггера, выход которого соединен с первым входом пятого элемента И, выход которого подключен к нулевому входу триггера, выход которого соединен с первым входом седьмого элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго генератора случайных последоватыьностей импульсов, выход седьмого элемента И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого через генератор случайных интервалов времени восстановления подключен к входам останова генераторов случайных интервалов времени подготовки и работы, к вторым инверс1089582 ным входам второго, третьего и четвертого элементов И и к первому входудесятого элемента И, выход которогосоединен с вторым входом третьегоэлемента ИЛИ, выход которого подключен к входу счетчика несостоящихся работ, выход генератора случайных интервалов времени восстановления соединен через четвертую дифференцирующую цепочку с инверсным входом первого элемента ИЛИ, выход третьегогенератора случайных последовательностей импульсов соединен с вторымвходом восьмого элемента И, выходкоторого подключен к третьим входам Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при исследовании систем массо" вого обслуживания (СМО) .Известно устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее управляемый генератор случайного потока импульсов, выход которого соединен с входом счетчика числа отказов и с первыми входами пер вого элемента ЗАПРЕТ и первого элемента И, выход которого подключен к входу счетчика неполностью обслуженных заявок и к первым входам счетчика неисправных каналов и первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ЗАПРЕТ, первый блок генератора случайных интервалов времени, вход 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 .5 соединены с входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к первым входам второго элемента ЗАПРЕТ и второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом счетчика30 неисправных каналов, счетчик числа занятых каналов, вычитающий вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первая группа выходов счетчика числа занятых каналов через)г последовательно соедиНенные дешифравторого и третьего элементовИЛИ, выход четвертого генератора случайных последовательностей импульсовсоединен с вторым входом девятогоэлемента И, выход первого генератораслучайных последовательностей импульсов через элемент задержки подключен к входу генератора заявок, вькодкоторого соединен с вторым входомдесятого элемента И, с входом счетчика общего количества заявок, с вторыми входами первого, пятого и шестого элементов И, выход которого подключен к четвертому входу третьегоэлемента ИЛИ. 2тор и ключ подключена к входу управляемого генератора случайных последовательностей импульсов, вторая группа выходов счетчика числа занятых каналов соединена с входами третьегоэлемента И, выход которого подключен к вторым входам первого элемента ЗАПРЕТ и первого элемента И, четвертый и пятый элементы ИЛИ, блок элементов И, блок элементов ЗАПРЕТ, блок случайных временных задержек, счетчик необслуженных заявок, счетчикобщего числа заявок и второй блокгенераторов случайных временных интервалов, группа выходов которого под-,ключена соответственно к группамвходов счетчика общего числа заявок,блока элементов ЗАПРЕТ и блока элементов И, выходы которого соединеныс входами счетчика необслуженныхзаявок, выход третьего элемента Иподключен к входам блока элементов И и блока элементов ЗАПРЕТ, выходыкоторого соединены с входами четвертого элемента ИЛИ и блока случайныхвременных задержек, выходы которогоподключены к входам пятого элементаИЛИ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ЗАПРЕТ,выход четвертого элемента ИЛИ подключен к суммирующему входу счетчикачисла занятых каналов 13. Недостатком данного устройстваявляется невозможность моделированиятаких режимов функционирования СМО,1089582 4 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 как режим ожидания и режим подготовки СИО к обслуживанию заявок.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее первый генератор случайного потока импульсов, выход которого соединен с .входом первого счетчика и с первым входом первого элемента ИЛИ, вькод которого соединен с первым входом элемента запрета, выход которого соединен с суммирующим входом первого реверсивного счетчика и с входом многоканального блока случайных временных задержек, вькод которого сое" динен с первым входом второго элемента ИЛИ, вькод которого соединен с вычитающим входом первого реверсивного счетчика, выход которого через пороговый элемент соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к вькоду второго генератора случайного потока импульсов и объединен с первым входом генератора импульсов, второй вход которого через первый элемент И соединен с разрядными выходами первого реверсивного счетчика, а выход генератора импульсов соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ соединен с вторым входом элемента запрета и первым входом второго элемента И, второй вход которого объединен с входом первого счетчика, первый и второй выходы блока синхронизации соединены се -: тственно с управляющими входами уиг.1 элементов И и, сумматора, входы которого соединены с вькодами группы элементов И соотве ственно, входы которых подключены к. разрядным входам второго реверсивного счетчика и через четвертый элемент ИЛИ соединены с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен к первому вькоду переключателя, второй выход которого соединен с входом второго счетчика, вькод третьего элемента И через элемент задержки соединен с вторым входом первого элемента И и непосредственно с вычитающим входом второго реверсивного счетчика, суммирующий вход которого соединен с вькодоьРпятого элемента ИЛИ, входы которого соединены с вькодом второго элемента И и с третьим вькодом переключателя соответственно, входы которого соединены соответственно с выходом генератора импульсов и с выходом шестого элемента ИЛИ, входы которого соединены соответственно с первым входом второго элемента ИЛИ и через формирователь серии импульсов с входом генератора импульсов 23.Данное устройство позволяет моде-. лировать.СМО с учетом воэможности возникновения отказов и устранения этих отказов,Однако это устройство не предусматривает других возможньм режимов функционирования СИО, характерных для многих реальньк систем, а именно режимов ожидания и подготовки. Большой класс реальных систем имеет следующий цикл функционирования: система находится в режиме ожидания, с приходом заявки система переводит-. ся в режим подготовки, по окончании которого система переходит в режим работы, После того, как заявка обслужена, система вновь переходит в ре" жим ожидания. В каждом из этих режимов в системе возможно наступление отказа. При этом система переводится в режим восстановления, по окончании которого система переходит в режим ожидания.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет воспроизведения режимовожидания, подготовки, работы и восстановления.Указанная цель достигается тем, что в устройство для моделирования системы массового обслуживания, содержащее первый генератор случайных последовательностей импульсов, вькод которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, элемент задержки, второй и третий элементы ИЛИ, первый, второй и третий элементы И, первый и второй счетчики, второй генератор случайных последовательностей импульсов, выход перво-, го элемента И соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, введены первая, вторая, третья и четвертая дифференцирующие цепочки, генератор заявок, третий и четвертый генераторы случайных последовательностей импульсов, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый элементы И, генератор случайных интервалов времени подготовки, генератор случайньк интервалов време-. ни работы, генератор случайньм ин1089582 5 О 15 20 25 30 ния: восстановление, ожидание, подготовка и работа обслуживание заявки). В каждом из трех последних режимов могут возникать отказы При 55возникновении отказа сразу начинается восстановление. При этом вновьпоступившие заявки, пришедшие в период восстановления, теряются, а отказы, наступившие в режимах подготовтервалов времени восстановления, счетчик несостоявшихся работ, счетчик общего количества заявок и триггер, выход которого соединен с входом первой дифференцирующей цепочки, выход которой подключен к первому инверсному входу второго элемента И, выход которого соединен со входом запуска генератора случайных интервалов времени подготовки, выход которого подключен к первым входам первого и восьмого элементов И и к входу второй дифференцирующей цепочки, выход которой соединен с первым инверсным входом третьего элемента И, выход которого подключен ко входу запуска генератора случайных интервалов времени работы, выход которого через третью дифференцирующую цепочку соединен с первым инверсным входом четвертого элемента И и с первыми входами шестого и девятого элементов И, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ и входу второго счетчика, выход четвертого элемента И соединен с входом первого счетчика и с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которогоподключен к единичному входу триггера, выход которого соединен с первым входом пятого элемента И, выход которого подключен к нулевому входу триггера, выход которого соединен с первым входом седьмого элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго генератора случайных последовательностей импульсов, выход седьмого элемента И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого через генератор случайных интервалов времени восстановления подключен к входам останова генераторов случайе ных интервалов времени подготовки и работы, к вторым инверсным входам второго, третьего и четвертого элементов И и к первому входу десятоГо элемента И выход которого соединеи с вторым входом третьего элемента ИЛИ выход которого подключен к вхоЭ5 ду счетчика несостоявшихся работ, выход генератора случайных интервалов времеви восстановления соединен через четвертую дифференцирующую цепочку с инверсным входом первого элемента ИЛИ,;выход третьего генератора случайных последовательностей импульсов соединен с вторым входом восьмого элемента И, выход которого подключен к третьим входам второго итретьего элемента ИЛИ, выход четвертого генератора случайных последовательностей импульсов соединен с вторым входом девятого элемента И, выход первого генератора случайных последовательностей импульсов черезэлемент задержки подключен к входугенератора заявок, выход которогосоединен с вторым входом десятого элемента И, с входом счетчика общего количества заявок, с вторыми входами первого, пятого и шестого элементов И, выход которого подключен к четвертому входу третьего элемента ИЛИ.На чертеже изображена схема устройства для моделирования систем массового обслуживания.Устройство содержит первый гене-. ратор 1 случайных носледовательностей импульсов, элемент 2 задержки,генератор 3 заявок, второй, третийи четвертый генераторы случайныхпоследовательностей имПульсов соответственно 4, 5 и 6, первый элементИЛИ 7 с двумя прямыми и одним инверсным входами, триггер 8, первую дифференцирующую цепочку 9, второй элемент И 10 с двумя инверсными входами,генератор 11 случайных интервалов времени подготовки, вторую дифференцирующую цепочку 12, третий элементИ 13 с двумя инверсными входамигенератор 14 случайных интервалов вре.мени работы, третью дифференцирующую цепочку 15, четвертый элементИ 16 с двумя инверсными входами, пеп. -вый счетчик 17 (состоявшихся работ),пятый, шестой, седьмой, юсьмой, девятый и десятый элементы И 18 24,второй элемент ИЛИ 25, генератор 26случайных интервалов времени восста-,новления, четвертую дифференцирую- .щую цепочку 27, второй счетчик 2810 20 25 30 35 40 50 7 1 ки и работы, приводят к срыву обслу". живания заявки.Импульс с выхода генератора 1 через элемент ИЛИ 7 поступает на единичный вход триггера 8, на выходе триггера 8 начинает формироваться временной интервал, соответствующий режиму ожидания. Этот же импульс, пройдя элемент задержки 2, запуска" ет генератор 3 заявок. Импульс с выхода генератора 3 заявок через элемент И 18 поступает на нулевой вход триггера 8, при этом напряжение на выходе триггера 8 исчезает, Перепад напряжения на выходе генератора 8 вызывает появление отрицательного импульса на выходе дифференцирующей цепочки 9, который поступает на инверсный вход элемента И 10, и, пройдя на единичный вход генератора 11 случайных интервалов времени, запускает его. На выходе генератора 11 начинает формироваться случайный интервал времени,. соответствующий режиму подготовки. По окончании этого. интервала времени на выходе дифференцирующей цепочки 12 появляется отрицательный импульс, который, пройдя через элемент И 13, запускает генератор 14 случайных интервалов времени работы. Случайный интервал времени на выходе генератора 14 соответствует режиму работы. По окончании этого интервала времени на выходе дифференцирующей цепочки 15 появляется отрицательный импульс, который, пройдя через элемент И 16 и элемент ИЛИ 7, поступает на единичный вход триггера 8, вновь переводя систему в режим ожидания. Этот же импульс по" ступает на счетчик 17 состоявшихся работ.Если заявка поступает в момент времени, когда система находится в режиме подготовки, то она через эле-. мент И 19 и элемент ИЛИ 29 проходит на счетчик 30 несостоявшихся работ. В режиме работы заявка проходит на счетчик 30 через элемент И 20 и элемент ИЛИ 29.В любом из режимов (ожидания, подготовки и работы) возможно возникновение отказа. Появлению отказа соответствует появление импульса на выходе генераторов 4, 5 и 6 случайных 089582 8 последовательностей импульсов соответственно для режимов ожидания, подготовки и работы.В режиме ожидания имнульс с выхода генератора 4 через элемент И 21 и элемент ИЛИ 25 запускает генератор 26 случайных интервалов времени восстановоения, на выходе которого формируется случайный интервал времени,соответствующий режиму восстановления.В режиме подготовки импульс с выхода генератора 5 запускает генератор 26 через элемент И 22 и элементИЛИ 25 и одновременно через элементИЛИ 29 поступает на счетчик 30В режиме работы импульс с выходагенератора 6 через элемент И 23 иэлемент ИЛИ 25 запускает генератор 26и одновременно поступает на счетчик28 количества срывов работ., По окончании интервала временивосстановления перепад напряженияна выходе генератора 28 вызовет появление на выходе дифференцирующей цепочки 27 отрицательного импульса, который через элемент ИЛИ 7 поступает на единичный вход триггера 8, переводя систему в режим ожидания. Заявка, поступившая во время восстановления системы через элемент И 24 и элемент ИЛИ 29, поступит на счетчик 30 несостоявшихся работ.Для исключения возможности нахождения системы одновременно в двух состояниях напряжение с выхода генератора 26 подается на нулевые входы генераторов 11 и 14, а также на инверсные входы элементов И 10,13 и 16.Счетчик 3 1 подсчитывает общее количество поступивших в систему заявок,Сравнивая показания счетчиков,можно оценить вероятности выполнения работ, несостоявшихся работ,и срывов работ за определенный промежуток времени.Предлагаемое устройство по сравнению с известным расширяет функциональные возможности моделируемой системы массового обслуживания и позволяет моделировать широкий класс реально существующих систем с учетомрежимов функционирования.1089582 Составит Техред И едактор М. Яно каэ 2936 одписное лиал ППП "Патент", г. Уагород, ул . Проектная, 4 46 . Ти ВНИИПИ Государспо делам изоб 3035, Москва, Жь И, Дубининаетелева Корректор М. Шар оши аю 699 П венного комитета СССР етений и открытий 5, Раушская наб., д.