Устройство для моделирования систем массового обслуживания

Изобретение относится к вычислй"тельной технике, а именно к специализированным средствам электронногомоделирования, и может быть использовано при исследовании многоприборных систем массового обслуживания(СМО) с неоднородным входным потоком заявок.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей устройства за счет моделирования процессамногоприборного обслуживания неоднородного потока заявок, в которомзаявку обслуживают последовательнослучайное число приборов, определяемое информацией, содержащейся в самой заявке.На фиг.1 представлена функциональ.ная схема устройства моделированиясистем массового обслуживания; наФиг,2 - функциональная схема блокауправления, вырабатывающего управляющие сигналы для мультиплексораи блоков вычислений; на фиг.3 - функциональная схема блока определенияпризнака,предназначенного для анализа результата операции в блоке вычис"лений и генерации соответствующихуправляющих сигналов,Устройство для моделирования сис"тем массового обслуживания содержитблок 1 задания кода, первый шифра.тор 2 первый регистр 3 кода, блок 4элементов НЕ, блок 5 вычитания, регистр 6 свободных приборов, мультиплексор 7, второй многовходовый элемент ИЛИ 8, блок 9 определения признака, блок 1 О генераторов случайныхимпульсов, регистр 11 заявок, элемент ИЛИ 12, блок 13 управления,блок 14 элементов ЗАПРЕТ , блок .15случайных временных задержек, первый многовходовый элемент ИЛИ 16,счетчик 17 общего числа заявок, блокэлементов И 18, второй шифратор 19,второй регистр 20 кода, сумматор 21,счетчик 22 необслуженных заявок.Блок 13 управления предназначендля выдачи на мультиплексор 7 иблоки 5 и 21 управляющего кода, вырабатываемого по фронту импульса отЗПР25 Блок 1 предназначен для начальной,установки двоичного кода числа обслуживающих приборов в регистре 6свободных приборов.З 0 111 ифраторы 2 н 19 представляютсобой комбинационные схемы, преоб-.разующие позиционный код в нормальный (п) - разрядный двоичный код,и реализованы на элементах ИЛИ,35 причеми - 1 = 1 о 8,НЬ,где Б - максимальное число обслуживающих приборов в моделируемой системе массовогообслуживания СМО);К - операция взятия целой части до ближайшего большегоот выражения, стоящего вскобках.45 Вербальная модель работы устройства следующая.В устройстве изначально устанавливается общее число приборов обслуживания И моделируемой СМО. Заявке50 соответствующего типа, поступившейна вход СМО, ставится в соответствиечисло приборов М, требуемых для ееобслуживания, Числа 0 и М сравниваются; если разность И-М больше или55 равна нулю, т.е. число свободных отобслуживания приборов больше илиравно числу запрашиваемых заявкойприборов, то заявка обслуживается. операции блока 5 и генерации управляющих сигналов, представляет комбинационную схему и состоит из первого элемента НЕ 29, второго 30 и треть 5 его 31 элементов И, второго элементаНЕ 32, четвертого элемента И 33, элемента ИЛИ 34, третьего элемента НЕ 35и первого элемента И 36; На выходеблока 9 признака реализуются следующие логические Функции:ЗАП = БЛ 5 Ы 1 ,ОТК Бл 5 П) л( Л бл 51 Д);ОБН =,Л, БА 5 Г 11;ЗПР = ОБН 11 ЗАП,15где БЛ 51 - значение 1- го разрядаблока 5 вычитания;ЗАП - управляющий сигналЗАПИСЬ;ОТК в ,управляющий сигналОТКАЗ;з 1 По окончании обслуживания заявки соответствующего типа число М освобождаемых приборов прибавляется к числу свободных от обслуживания приборов. Если число свободных от обслу живания приборов меньше числа запрашиваемых заявкой приборов, то происходит отказ в обслуживании заявки соответствующего типаОбщее число заявок каждого типа и число необслуживаемых заявок каждого типа подсчитываются. соответствующими счетчиками.Устройство работает следующим образом.Режим предварительной установки, (предназначен для приведения схемы в исходное положение и задания числа обслуживающих приборов 1.Перед запуском устройства счетчик17 общего числа заявок, счетчик 22 необслуживаемых заявок и регистр 6 свободных приборов обнуляются, блок 15 случайных временных задержек и блок 13 управления приводятся в исходное состояние.В блоке 1 задается двоичный кодобщего числа обслуживающих приборов, который записывается в регистр б свободных приборов.Режим функционированияИмпульсы от блока 1 О, имитирующие входной ординарный поток заявок, ,поступают на шифратор 2, преобразующий позиционный код импульса (заявки) в двоичный код числа приборов, запрашиваемых заявкой, который записывается в регистре 3. Кроме того, импульсы от блока 10 генераторов случайных импульсов поступают на элемент ИЛИ 8, с выхода которого вырабатывается импульс записи позиционного кода заявки в регистр 11 заявок и двоичного кода числа запрашиваемых заявкой приборов в регистр 3 кода. Импульс записи от элемента ИЛИ .8 также поступает на вход блока 3, переключая триггер 23 в единичное состояние, при этом, если триггер 24 находится в нулевом состоянии, то триг-. гер 27 тоже переключается в единичное состояние, Если триггер 24 находится в единичном состоянии, то происходит ожидание, когда он сбросится в нулевое состояние. Сигнал с прямого выхода триггера 27 подключает информационный выход блока 5 через мульти" плексор 7 к информационному входу регистра 6 свободных приборов и раз 223244 4решает работу блока 5, при этом сумматор 21 не может быть инициирован.В первом блоке 5 реализуется сложение прямого двоичного кода числаобслуживающих приборов с инверсным5двоичным кодом числа запрашиваемыхзаявкой приборов. После завершенияоперации вычитания в блоке 5 вырабатывается импульс, который с выхода 1 О блока 5 поступает в блок 9 определения признака и блок 13 управления, вкотором по срезу импульса триггер 23переключается в нулевое состояние,разрешая работу сумматора 21.Блок 9 опгеделения признакаанализирует результат операции вблоке 5 и по импульсу с выхода последнего вырабатывает соответствующийуправляющий сигнал. Если результатоперации - нуль, т.е. во всех разрядах блока 5 единицы, то блок 9 обнуляет регистр б свободных приборов иоткрывает блок 14 элементов ЗАПРЕТ,разрешая обслуживание заявки данноготипа, при этом импульс (заявка) навыходе блока 4 возбуждает соответствующий вход блока 15 случайныхвременных задержек. Если результатоперации больше нуля, т.е, в знаковом разряде блока 5 нуль, то блок 9определения признака открывает блок14 элементов ЗАПРЕТ, разрешая обслуживание заявки данного типа, и черезэлемент ИЛИ 12 возбуждает вход регистра 6 свободных приборов, запи=З 5 сывая в него через мультиплексор 7результат операции. Если результатоперации в блоке 5 меньше нуля,т.е. в знаковом разряде единица ихотя бы в одном и другом разряде4 О блока 5 нуль, то блок 9 вырабатыва. ет сигнал ОТКАЗ, открывая блокэлементов И 18, импульсы от регистра 11 заявок проходят через элементы И 18, имитируя поток заявок,45 получивших отказ в обслуживании.Число таких заявок калщого типа подсчитывается счетчиком 22 заявок,получивших отказ в обслуживании.Импульсы от блока 15 случайных5 О временных задержек, появляющиесяна одном из его выходов через время,равное случайной длительности обслуживания заявок соответствующеготипа, поступают на шифратор 19,55 преобразующий позиционный код импульса в двоичный код числа приборов, обслуживающих заявку соответствующего типа, который записываетсяво втором регистре 20 кода. Кроме того, импульсы от блока 15 поступают на элемент ИЛИ 16, с выхода которого вырабатывается импульс записи двоич 5 ного кода числа приборов, обслуживших заявку, Импульс записи от элемента ИЛИ 16 поступает также на вход блока 13 управления, переключая триггер 24 в единичное состояние, при этом, если триггер 23 находится в нулевом состоянии, то триггер 27 тоже переключится в единичное состояние, Если триггер 23 находится Ю единичном состоянии, то происходит ожидание, когда он сбросится в нулевое состояние.Сигнал с инверсного выхода триггера 27 подключает информационный выход сумматора 21 через мультиплексор 7 к второму информациойному входу регистра 6 свободных приборов и обеспечивает запуск сумматора 21, при этом блок 5 не может быть инициирован. В сумматоре 2 реализуется сложение в прямом .коде двоичного числа свободных обслуживающих приборов с двоичньв числом приборов, об служивающих заявку соответствующего типа. После завершения операции суммирования импульс с выхода сумматора 21 через элемент ИЛИ 1 2 поступает на синхровход регистра 6 свободных приборов, записывая резуль" тат операции сумматора 21 в регистр 6 свободных приборов. Одновременно35 импульс с выхода сумматора 21 поступает на вход блока 13 управления, где по срезу импульса триггер 24 перектпочается в нулевое состояние, разрешая работу блоку 5.Соответствие типов заявок неоднородного потока достигается следую" щим образом. Число генераторов случайных временных интервалов в блоке10 (а значит, и число выходов этого45блока) равно числу типов потока заявок, т.е. каждый генератор генерирует импульсы, имитирующие поступлениезаявок одного тина, Число элементоввременных задержек в блоке 15 также50равно числу типов обслуживаеьых заявок. Каждый элемент этого блока имитирует обслуживание заявок одноготипа. Таким образом, объединениевыходов блока 1 О через регистр 11заявок и блок 14 элементов ЗАПРЕТс соответствующими входами блока 15позволяет добиться соответствия типов заявок неоднородного потока. Регулируя элементы блока 15, можно варьировать параметры моделируемого процесса обслуживания неоднородного. потока заявок.При наличии импульса и на выходе блока 10, и на выходе блока 15 случайных временных задержек блок 13 управления обеспечивает поочередное срабатывание обоих блоков 5 и 21.При этом минимальный интервал между выходными импульсами блоков 10 и 15 настраивается так, чтобы он был не меньше времени последовательного срабатывания блоков 5 и 21,Статистические характеристики функционирования СМО, моделируемой предлагаемым устройством, вычисляются известными методами на основе показаний блока счетчиков общего числа поступающих заявок всех типов и блока счетчиков заявок, получивших отказ в обслуживании ввиду отсутствия свободных приборов в системе.Формула изобретенияУстройство для моделирования систем массового обслуживания, содер" жащее блок генераторов случайных импульсов, счетчик общего числа зая- вок, счетчик необслуженных заявок, блок элементов ЗАПРЕТ, блок случайных временных задержек, первый и второй многовходовые элементы ИЛИ, элемент ИЛИ, блок элементов И, выходы которого подключены соответственно к счетным входам счетчика необслуженных заявок, информационные входы блока элементов И подключены к счетным входам счетчика общего числа заявок и информационным входам блока элемен-, тов ЗАПРЕТ, выходы которого подклю" чены соответственно к входам запуска блока случайных временных задержек, выходы которого подключены соответственно к входам первого многовходового элемента ИЛИ, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расшире:- ния функциональных воэможностей за счет моделирования процесса много- приборного обслуживания неоднородного потока заявок, оно дополнитель" носодержит первый и второй шифраторы, блок элементов НЕ, блок вычитания, сумматор, блок определения приз. нака, блок управления, мультиплексор, блок задания кода, регистр свободных приборов, первый и второй регистры кода, регистр заявок, причем блок управления содержит два диф. ференцирующих элемента, три триггера, два элемента И, выходы первого и второго дифференцирующих элементов подключены соответственно к первым вхбдам первого и второго триггеров, прямые выходы которых подключены к первым входам первого и второго элементов И соответственно, инверсные выходы первого и второго триггеров соединены соответственно с вторыми входами второго и первого элементов И, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам 1 третьего триггера, прямой выход которого подключен к входу разрешения вычитания блока вычитания и первому20 управляющему входу мультиплексора, а инверсный выход третьего триггера. блока управления соединен с входом разрешения суммирования сумматора и вторым управляющим входом мультиплексора, блок определения признака содержит четыре элемента И, элемент ИЛИ и три элемента НЕ, причем выход первого элемента И соединен с первым входом второго элемента И и входом30 первого элемента НЕ, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, вторые входы второго и третьего элементов И и вход второго элемента НЕ объединены и подключены к выходу знакового разряда блока вычитания, выход второго элемента НЕ блока определения признака соеди нен с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого и третьи входы второго и третьего элементов И объединены и подключены к выходу окончания вычитания блокавычитания и входу первого дифференцирующего элемента блока управления, выход второго элемента И блока оп 45 ределения признака подключен к управляющему входу блока .элементов Иустройства, выход третьего элемента И блока определения признака соединен с первым входом элемента ИЛИ блока определения признака и входомобнуления регистра свободных приборов, выход четвертого элемента Иблока определения признака подключенк первому входу элемента ИЛИ устройства и второму входу элемента ИЛИблока определения признака, выход которого через третий элемент НЕ подключен к управляющему входу блокаэлементов запрета, выходы блока генераторов случайных импульсов соединены соответственно с входами первогошифратора, второго многовходовогоэлемента ИЛИ и разрядными входамирегистра заявок, разрядные выходыкоторого подключены соответственнок информационным входам блока элементов запрета, выходы первого шифратора соединены соответственно с разрядными входами первого регистра кода, разрядные выходы которого соединены соответственно с входами блокаэлементов НЕ, а вход разрешения записи подключен к выходу второго многовходового элемента ИЛИ, входу разрешения записи регистра заявок ивторому входу первого триггера блокауправления, выходы блока элементовНЕ подключены соответственно к первым информационным входам блока вычитания, информационные выходы которогосоединены соответственно с входамипервого элемента И блока определенияпризнака и информационными входамипервой группы мультиплексора, информационные входы второй группы которого подключены соответственно к выходам. сумматора, а выходы мультиплек.сора соединены соответственно с разрядными входами регистра свободныхприборов и выходами блока задания.кода, вход разрешения записи регистра свободных приборов подключен квыходу элемента ИЛИ устройства, аразрядные выходы регистра свободныхприборов соединены соответственно синформационными входами второй группы блока вычитания и информационнымивходами первой группы сумматора,выход окончания суммирования которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ устройства и входом второгодифференцирующего элемента блокауправления, выходы блока случайныхвременных задержек соединены соответственно с входами второго шифратора, выходы которого подключенысоответственно к разрядным входамвторого регистра кода, разрядныевыходы которого соединены соответственно с информационными входамивторой группы сумматора, а вход раз.решения записи второго регистра кода и второй вход второго триггераблока управления соединены с выходом первого многовходового элемента ИЛИ устройства.1223244 е) М актар В.Петр Тираж 671осударственного комитета СС елам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб. ПодписноеСР Заказ 1715/52 ВНИИПИ по д 113035, тная, 4 тент", г.ужгород, ул. илиал ППП ку) (гр) Составитель В,ФукаловТехред Л,Олейник Корректор.М.Максимишннец