Устройство для моделирования систем массового обслуживания

(50 4 С 06 Р 15/20 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Изобретение относи тельнбй технике и мож зовано при моделирова ных систем массового Цель изобретения функциональных возмож исключения потери зая каналов. На фиг,1 изображен ства, где раскрыт перся к вычислит быть исполь и многоканальбслуживания,расширениеостей за сче ок при отказа схема устроый канал; на ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО 1 ГГ МОЛЕЛИРОВАНИЯСИСТЕМ МАССОВОГО ОВСЛУИ 1 ВАН 1 Я(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при моделировании многоканальных систем массового обслуживанияс учетом динамики и режимов функционированияЦель изобретения - расширение функциональных возможностейза счет исключения потери заявокво время отказов каналов, В устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор случайного потока импульсов,генератор заявок, счетчик общегочисла заявок, К каналов моделирования обслуживания, каждый из которых содержит блок счетчиков, с первого поседьмой элементы И, первый, второй,третий и четвертый дифференцирующие.1 сменты, первый, второй и третийтриггеры, генератор случайных интервалов времени восстановления, генератор случайных интервалов времени технического обслуживания, генераторсчетных импульсов, реверсивный счетчик, регистр памяти, первый элементИЛИ, генератор случайных интерваловвремени обслуживания заявок, генератор случайных интервалов времени работы, а в последнем канале - второйэлемент ИЛИ и восьмой элемент И,введены четвертый триггер, пятыйдифференцирующий элемент, элементзадержки, восьмой элемент И, элементНЕ и третий элемент ИЛИ. Это позволяет улучшить дисциплину обслуживанияи сократить вероятность потери заявок, Число обслуженных задач в среднем увеличилось на 11 Х за счет рационального использования машинноговремени. 2 ил,фиг.2 - схема устройства, где раскрыт последний канал.Устройство содержит генератор 1 случайного потока импульсов, К каналов 2 моделирования, каждый из которых содержит генератор 3 счетных импульсов, первый элемент ИЛИ 4, генератор 5 случайных интервалов времени работы, первый элемент И 6, генератор 7 случайных интервалов времени1503044обслуживания заявок, первый дифферен. цирующий элемент 8, второй элемент И 9, блок 10 счетчиков, второй дифференцирующий элемент 11, третий элемент И 12, генератор 13 случайных интервалов времени восстановления, второй триггер 14, четвертый элемент И 15, в последнем канале второй элемент ИЛИ 16, третий дифференцирующий элемент 17, первый триггер 18, пятый элемент И 19, реверсивный счетчик 20, регистр 21 памяти, генератор 22 случайных интервалов времени технического обслуживания, третий триггер 23, шестой элемент И 24, четвертый дифференцирующий элемент 25, счетчик 26 общего количества заявок, в последнем канале - седьмой элемент И 27. Устройство также содержит группу элемен О тов ИЛИ 28 и группу элементов И 29, В состав каналов 2 моделирования обслуживания также входят четвертый триггер 30, пятый дифференцирующий элемент 31, элемент 32 задержки, 25 восьмой элемент И 33 и элемент НЕ 34. Позициями 35 - 45 обозначены входы и выходы отдельных элементов, В состав канала моделирования обслуживания входит третий элемент ИЛИ 46, а в 3 р состав устройства - генератор 47 заявок.устройство моделирует процесс функционирования СМО, имеющей К каналов обслуживания, каждый из которых может находиться в четырех режимах (состояниях): работа, отказ, восстановление, техническое обслуживание по наработке, Обслуживание заявок происходит только во время работы. Окончание режима работы соответствует наступлению отказа, при этом канал переходит в режим восстановления и одновременно открывает следующий канал, куда поступает очередная заяв 45 ка, необслуженная из-за отказа заявка возвращается на вход готового к работе канала, При истечении некоторого заданного времени наработки каждый К-й канал переходит в режим технического обслуживания, заявки, постулающие во время режимов восстановления или технического обслуживания в (К) канале, обслуживается в К-м канале.Устройство работает следующим образом.Генератор 1 случайного потока импульсов вырабатывает импульс, который запускает г енератор 47 заявок, в каждсм канале - генератор 3 счетных импульсов, а также, проходя через прямой вход элемента ИЛИ 4, в каждом канале запускает генератор 5 случайных интервалов времени работы, На выходе генератора 5 формируется слу" чайный интервал времени, соответст-. вующий продолжительности режима работы. Заявки с выхода генератора 47 поступают на второй вход открытого элемента И 6 и запускают генератор 7 случайных интервалов времени обслуживания, который формирует интервал времени обслуживания заявок, По окон чании этого интервала импульс с вы.- хода дифференцируюшего элемента 8 через элемент И 9 при наличии напряжения на генераторе 5 поступает на первый вход блока 10 счетчиков, где подсчитывается общее число обслуженных заявок в К-м канале системы.По окончании интервала времени работы импульс, имитирующий отказ, с выхода дифференцирующего элемента 11 через элемент И 12 запускает генератор 13 случайных интервалов времени восстановления. На выходе генератора 13 формируется интервал времени, соответствующий режиму восстановления, Этот же импульс поступает на единичный вход триггера 14 и опрокидывает его, после чего напряжение с выхода триггера 14 поступает на вход элемента И 15, На второй вход элемента И 15 поступают счетные импульсы от генератора 3, которые, проходят на третий вход блока 1 О счетчиков, подсчитывающего время восстановления канала, По окончанииинтервала времени восстановления импульс с выхода дифференцирующего элемента 17 через первый инверсный вход элемента ИЛИ 4 запускает генератор 5, вновь переводя К-й канал в режим работы, Этот же импульс поступает на нулевой вход триггера 14, после чего счетные импульсы не поступают на третий вход блока счетчиков 10. Импульс с выхода элемента ИЛИ 4 поступает также на единичный вход триггера 18, напряжение с выхода которого подается на вход элемента И 19, на второй вход которого поступают счетные импульсы от генератора 3. Счетные импульсы проходят на вычитающий вход реверсивного счетчика 20, и соответствующее заданному вре1 О 15 мени наработки число начинает умень-. шатьсяОдновременно счетные импульсы поступают на четвертый вход блока 10 счетчиков, где подсчитывается общее время нахождения системы в режиме работы, По окончании интервала времени работы импульс с выхода элемента И 12 поступает на нулевой вход триггера 18, после чего счетные импульсы не проходят на счетчик 20 и четвертый вход блока 10 счетчиков, Как только показания реверсивного счетчика 20 примут нулевое значение, импульс с его выхода запускает гене" ратср 22 случайных интервалов времени, который начинает формирование интервал времени, соответствующего режиму технического обслуживания, )тот же импульс поступает на устано" вочный вход генератора 5, при этом заканчивается интервал времени работы. Канал переходит в режим восс аловенияя, так как напряжение с выхода генератора 22 подается на второй инверсный вход элемента И 12 и запрешается прохождение импульса на генер тор 13. 11 мпульс с реверсивного счетчик 20 поступает также на единп.:ный н: од триггера 23, напряжение с выхода которого подается на второй ход элемента И 24, на первый вх;ц которого поступают счетные импульсы от генератора 3, Эти импульсы проходят на второй вход блока 10 счетчиков, где подсчитывается общее время нахождения системы в режиме технического обслуживани, По окончании интервала времени технического обслуживания на выходе дифференцируюшего элемента 25 появляется импульс, который через второй инверсный вход элемента ИЛИ 4 поступает на запуск генератора 5, переводя канал в режим работы. Этот же импульс поступает на нулевой вход триггера 23, после чего прекращается поступление счетных импульсов на второй вход блока 10 счетчиков, а также поступает на вход регистра 21, в котором записано число, соответствующее заданному времени наработки, Это число с приходом импульса записывается в параллельном коде в реверсивный счет.ик 20,В режимах работы восстановленияи технического обслуживания с выходовгенератора 22, 7, 13 соответственно 20 25 30 35 40 45 50 55 через элемент ИЛИ 28 поступает импульс на первый вход элемента И 29.На второй вход элемента И 29 поступают заявки от генератора 2 заявок и проходят на второй канал моделиро" вания для их обслуживания. Аналогично при отказе или техническом обслуживании во втором канапе заявки от генератора,2 поступают на третий канал и тд,Для подсчета числа иеобслуженных заявок, пришедших во время работы каналов, во время восстановления или технического обслуживания в последнем канале используются элементы ИЛИ 16 и И 27.По показаниям счетчиков мо.нооценить вероятностные показателиобслуживания заявок.Д.я устранения потери заявки,акодящейся иа обслуживании, притказо канала осуществляется возвратнеобслужсниой заявки на вход другогоканала, готового к работе, следующимобразом, заявка, принятая в канал наобслуживание, проходит через элементИ 6 и на единичный вход триггера 30,на выходе которого устанавливаетсявысокий уровень, Если в это времяпроисхсдит отказ канала, т,е, генератор интервалов случайных импульсовработы 5 прекращает работу. Запускается генератор 13 случайных импульсов восстановления, Высокий уровеньс его выхода поступает на вход элемента ИЛИ 46,и, проходя через него,; оступает на нулевой вход триггера30, Триггер 30 устанавливается внулевое состояние, На выходе дифференцирующего элемента 31 появляетсяимпульс, так как ои срабатывает позаднему фронту, Этот импульс поступает на вход элемента И 33. Импульс,свидетельствующий о том, что заявкаобслужена, на элементе И 9 не появляется, так как произошел отказ канала, Следовательно, на выходе элемента НЕ 34 устанавливается высокийуровень. Через элемент 32 задержкион поступает на второй вход элементаИ 33, на выходе которого в результате появляется импульс, имитирующийзаявку, Эта заявка поступает навходы каналов, и происходит повторноеобслуживание заявки,В случае, когда заявка в каналне поступила, а произошел отказ,схема работает следующим образом.Триггер 30 установлен в "0", Высокийуровень с генератора 13 не изменяетего состояние, Следовательно, на входе и выходе элемента И 33 "О". Следо вательно, возврата заявки не произойдет,Задержка необходима для обеспечения одновременного поступления импульсов на входы элемента И 33 с выхода дифференцирующего элемента 31и выхода элемента И 9. Время задержки равно времени срабатывания дифференцирующего элемента, В случае безотказной работы канала на выходе 15элемента И 9 присутствует импульс,который свидетельствует об обслуживании заявки, Рн поступает на входэлемента НЕ 34 и нулевой вход тригге"ра 30, на выходе которого устанавливается низкий уровень, на выходе дифференцирующего элемента 31 появляетсяимпульс и поступает на второй входэлемента И 33. В это время на первомвходе элемента И 33 низкий уровень, 25поэтому импульс, имитирующий заявку,на выходе элемента И 33 не появляетсяСледовательно, возврата заявки.не произойдет, так как в этом нетнеобходимости30формулаизобретенияУстройство для моделирования систем массового обслуживания, содержа 35 щее генератор случайнрго потока импульсов, выход которого подключен к входу запуска генератора заявок, Е каналов моделирования обслуживания, группу из (К)-го элемента ИЛИ,40 группу из (Е)-го элемента И, каждый канал моделирования обслуживания содержит с первого по шестой элементы И, с первого па четвертый дифференцирующие элементы, первый, второй и третий триггеры, генератор случайных интервалов времени восстановления, генератор случайных интервалов времени технического обслуживания, генератор счетных импульсов, реверсивный счетчик, регистр памяти, первый элемент ИЛИ, генератор случайных интервалов времени обслуживания заявок, генератор случайных интервалов времени работы, блок счетчиков, выход первого элемента И соединен с входом запуска генератора случайных интервалов времени обслуживания заявок, выход которого подключен через первый лифференцирующий элемент к инверсном, входу второго элемента И, выход которого соединен с первым ин:ормаци иным входом блока счетчиков, шкод генератора случайного потока импульсов устройства подключен к вхо. дам запуска генераторов счетных импульсов и прямым входам первых элементов ИЛИ всех каналов моделирования обслуживания, в каждом канале моделирования обслуживания выход первого элемента ИЛИ соединен с единичным входом первого триггера и входом запуска генератора случайных интервалов времени работы, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, прямому входу второго элемента И и входу второго дифференцирующего элемента, выход которого соединен с первым инверсным входом третьего элемента И, выход которогоподключен к нулевому входу первого триггера, единичному входу второго триггера и входу запуска генератора случайных интервалов времени восстановления, выход которого соединен с входом третьего дифференцирующего элемента, выход которого соединен с первым инверсным входом первого элемента ИЛИ и нулевым входом второго триггера, прямой выход которого подключен к первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора счетных импульсов и первыми входами пятого и шестого элементов И, выход шестого элемента И подключен к второму информационному входу блока счетчиков, выход четвертого элемента И соединен с третьим информационным входом блока счетчиков, прямой выход первого триггера подключен к второму входу пятого элемента И, выход которого соединен с четвертым информационным входом блока счетчиков и вычитающим входом реверсивного счетчика, выход обнуления которого подключен к входу останова генератора случайных интервалов времени работы, единичному входу третьего триггера и к входу запуска генератора случайных интервалов времени технического обслуживания, выход которого соединен с вторым инверсным входом третьего элемента И, входом четвертого дифференцирующего элемента, выход которого подключен к нулевому входу третьего триггера, второму инверсному входу первогоэлемента ИЛИ и входу считывания реги" стра памяти, разрядные выходы которого соединены соответственно с разрядными входами реверсивного счетчика, прямой выход третьего триггера под 5 ключен к второму входу шестого элемента И, К-й канал моделирования обслуживания содержит второй элемент ИЛИ и седьмой элемент И, выход которого подключен к пятому информационному входу блока счетчиков своего канала моделирования обслуживания, в К-м канале моделирования обслуживания первый и второй входы второго элемента ИЛИ подключены соответственно к выходам генератора случайных интервалов времени восстановления и генератора случайных интервалов времени технического обслуживания а) 20 выход второго элсмента ИЛИ соединен с первым входом седьмого элемента И, выход генератора заявок устройства соединен с вторым входом первого элемента И первого канала моделирова ния обслуживания и первыми входами элементов И группы устройства, вторые входы которых подключены соответственно к выходам элементов ИЛИ группы устройства, выход -го элемента И группы устройства (=1, К) соеди 30 нен с вторым входом первого элемента И (+1)-го канала моделирования обслуживания, а выход (К)-го элемента И группы устройства подключен к второму входу первого элемента И и второму входу седьмого элемента И К-. го канала моделирования обслуживания, а первый и второй входы 1-го элемента ИЛИ группы щ 1, К) под 40 ключены к выходам соответственногенератора случайных интервалов времени технического обслуживания и генератора случайных интервалов временивосстановления 1-го канала моделирования обслуживания, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностейза счет исключения потерь заявок приотказах каналов моделирования обслуживания, каждый канал моделированияобслуживания дополнительно содержитчетвертый триггер, пятый дифференцирующнй элемент, элемент задержки,восьмой элемент И, элемент НЕ, третийэлемент ИЛИ, причем первый вход третьего элемента ИЛИ подключен к выходугенератора случайных интервалов времени восстановления, выход третьегоэлемента ИЛИ соединен с нулевым входом четвертого триггера, прямой выходкоторого подключен к выходу пятогодифференцирующего элемента, выходкоторого соединен с первым входомвосьмого элемента И, выход которогосоединен с выходом генератора заявок,второй вход восьмого элемента И подключен к выходу элемента задержки,вход которого соединен с выходом элемента НЕ, вход которого подключенк выходу второго элемента И и второму входу третьего элемента ИЛИ, выходпервого элемента И подключен к единичному входу четвертого триггера,а третий вход 1-го элемента ИЛИгруппы соединен с выходом генератораслучайных интервалов времени обслуживания заявок 1-канала моделированияобслуживания.1503044Фиг. 2Составитель В.фукаловРедактор О,Головач Техред М,Ходанич Корректор Л,БескидЗаказ 5082/56 Тираж 668 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101