Устройство для моделирования систем массового обслуживания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИА ЛИСТ ИЧЕСКРЕСПУБЛИК А 6 Р 15(50 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН и низкого приоритетов. На обслуживании находится только одна заявка, Высокоприоритетная заявка может прерывать обслуживание низкоприоритетной заявки. Обслуживающий прибор мо" жет выходить из строя как частично (т.е. не способен обслуживать заявки одного приоритета), так и полностью, Устройство содержит входы заявок высокого и низкого приоритетов, первый и второй элементы И, первйй и второй триггеры, элемент ИЛИ-НЕ, элемент НЕ, элемент запрета, элемент И-НЕ, второй, третий, четвертый и первый элементы ИЛИ, Т-триггер, первый, второй и третий генераторы случайного потока импульсов, первый и второй генераторы случайных импульсов отказов, выходы обслуженных заявок высокого и низкого приоритетов, первый .и второй формирователи импульсов.1.В. Дени 1о Устроиство с ,заявок соответснизкого приорит рой 4 элементы 6 триггеры, эле мент НЕ 8, элем мент И-НЕ 10, в четвертый 13 и ИЛИ, Т-триггер рой 17 и третий ного потока импу второй 20 генер пульсов отказов луженных заявок ройств ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС 097697/24-245,07.86011.89. Бюп.,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕСИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИ(57) Устройство относиттельной технике и можетзовано при аппаратурномсистем массового обслизобретения является ра,функциональных возможноства за счет моделировамассового обслуживанияотказом обслуживающегоустройство поступают зая ство СССР /20, 1983.во СССР /20 1985ЛИРОВАНИЯ ВАНИЯ ся к вычислибыть испольисследовании уживания. Цельюшир ение тей устройния систем с частичным прибора, Навки высокого Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для моделирования процесса обслуживания, одним прибором двух потоков заявок с различными приоритетами.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей устройства за счет моделирования систем массового обслуживания с полным и частичным отказами обслуживающего прибора,теже приведена схема ус о жит входы и 2 т ыо высо ког и е , первый.3 и вто И, первый 5 и второй мент ИЛИ-НЕ 7, элеент 9 запрета, элеторой 11, третий 12, первый 14 элементы 15, первый 16, вто генераторы случайльсов, первый 19 и аторы случайных имвыходы 21 и 22 обссоответственно высо 1525713кого и низкого приоритетов, а такжепервый 23 и второй 24 формирователиимпульсов.На входы 1 и 2 устройства поступают случайные последовательностиимпульсов, интервалы между которымираспределены по определенным (разным или одним и тем же) законам,имитируя потоки заявок на обслуживание.Вербальная модель работы устройства состоит в следующем,Поток заявок высокого и низкогоприоритетов поступает на обслуживающий прибор, На обслуживании можетнаходиться в какой-то момент временилишь одна заявка, Если на обслуживании находится заявка, то следующиепоступившие заявки одного с ней илиболее низкого приоритета теряются.Если на обслуживании находится низкоприоритетная заявка, а в это время поступает заявка высокого приоритета, то последняя принимается кобслуживанию, а низкоприоритетнаятеряется, Могут происходить отказыобслуживающего прибора как полныйотказ, так и частичный. При полномотказе прерывается обслуживание заявки любого приоритета и все вновь поступившие заявки также теряются, При частичном отказе прерывается обслуживание и теряются заявки лишь какого-либо одного приоритета.Генераторы 16 и 17 имитируют обслуживающий прибор со случайным временем обслуживания заявок. Закон распределения случайных импульсов на выходах этих генераторов случайной последовательности импульсов один и тот же, так как они моделируют один и тот же обслуживающий прибор. Временной интервал от момента запуска генераторов до появления импульсов на их выходе случаен и распределен по выбранному закону обслуживания заявок, Генераторы 19 и 20 случайных импульсов отказов имитируют отказ обслуживающего прибора полный - ге,нератор 20 и частичный - генератор 19, Они генерируют импульсы со случайным периодом повторения и случайной длительностью, Длительность этих импульсов имитирует время восстановления обслуживающего прибора. Генератор 18 генерирует последовательность импульсов, которые, поступая на вход Т-триггера 5, переводят 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 его из одного состояния в другое, Навыходе Т-триггера 15 присутствуетили ноль, или единица. Когда происходит частичный отказобслуживающего прибора, состояниеТ-триггера 15 определяет, заявки какого приоритета не будут приниматьсяк обслуживанию - высокого или низкого. Формирователи 23 и 24 импульсовформируют положительный импульс вмомент времени, когда потенциал наих входах меняется с единичного нанулевой.Устройство может работать в следующих режимах: обслуживание заявокнизкого приоритета, обслуживаниезаявок высокого приоритета, обслуживание заявок высокого приоритета,поступивших в период обслуживаниязаявок низкого приоритета, полныйотказ обслуживающего прибора с дальнейшим полным или частичным восстановлением, частичный отказ обслуживающего прибора с последующим восстановлением или полным отказом,Обслуживание заявок низкого приоритета, В исходном состоянии на единичном выходе триггера 5 присутству. -ет низкий потенциал, а на выходахэлементов ИЛИ-НЕ 7, И-НЕ 10 и прямомвыходе триггера б находятся высокиепотенциалы, которые поступают на входы элементов И 4 и 3. С входа 2 устройства поступает импульс, имитирующий заявку низкого приоритета. Пройдя через открытый элемент И 4, онпоступает на единичный вход триггера 6 и вход запуска генератора 7,Триггер 6 при этом переходит в такоесостояние, при котором на его инверсном выходе появляется низкий потенциал, который поступает на вход элемента И 4 и запирает его для поступления следующих заявок низкого приоритета, которые будут теряться попричине занятости обслуживающегоприбора. По истечении некоторогослучайного времени на выходе генератора 17 появляется импульс, свидетельствующий об окончании обслуживания. Этот импульс поступает на выход 22 устройства и, кроме того,через элемент ИЛИ 12 поступает на нулевой вход триггера б, приводя устройство в исходное состояние,Обслуживание заявок высокого приоритета,В исходном состоянии высокий5 15потенциал с выхода элемента НЕ 8 цоступает на вход Формирователя 23 импульсов, а низкий потенциал с выходатриггера 5 проходит .на вход элемента ИЛИ-НЕ 7, высокий потенциал с выхода которого поступает на входыэлементов И 3 и 4С входа 1 устройства появляетсяпоявляется импульс, имитирующий заявку высокого приоритета. Этот импульспроходит через открытый элемент И 3,поступает на вход генератора: 16 случайной последовательности импульсови переводит триггер 5 в положениепри котором на его выходе появляется высокий потенциал, тогда низкийпотенциал с выхода элемента ИЛИ-НЕ7 закрывает элементы И 3 и 4. Следующие поступающие на устройство заявкикак низкого, так и высокого приоритетов будут теряться по причине занятости обслуживающего прибора. Ноистечении случайного времени обслуживания на выходе генератора 16 появляется импульс, свидетельствующийоб окончании обслуживания высокоприоритетной заявки. Ох поступает на выход 21 устройства,и, кроме того,через элемент ИЛИ 11 на вход триггера 5. На единичном выходе триггера5 появляется низкий потенциал, а навыходе элемента ИЛИ-НЕ 7 - высокийпотенциал. Схема пришла в исходнбесостояние.Обслуживание заявок высокого приоритета, поступивших в период обслуживания заявки низкого приоритета,Исходное состояние такое же, как ив предыдущих режимах,Устройство работает следующим образом. На вход 2 устройства поступает заявка низкого приоритета. Пройдя через открытый элемент И 4, оназапускает генератор 17 и переводиттриггер 6 в положение, при которомэлемент И 4 запирается. Началосьобслуживание низкоприоритетной заявки, Пусть теперь на вход 1 устройствапоступает импульс, имитирующий заявку высокого приоритета, Этот импульспроходит через открытый элемент И 3и запускает генератор 16, имитируяначало обслуживания высокоприоритетной заявки, кроме того, он поступает на единичный вход триггера 5, входэлемента ИЛИ 12 и через элемент ИЛИ13 останавливает генератор 17, имитируя прерывание обслуживания низко 25713 6приоритетной заявки, которая теряется. Импульс с выхода элемента ИЛИ 12 поступает на нулевой вход триггера 6, переводя его в исходное состояние.5Высокий потенциал с единичного выхода триггера 5 поступает на вход элемента ИЛИ-НЕ 7, низкий потенциал с выходакоторого закрывает элементы И 3 и 4,Поступающие на входы 1 и 2 устройства заявки низкого.приоритета будуттеряться по причине занятости обслу-живающего прибора. Через некотороеслучайное время на выходе генератора 16 появляется импульс, свьщетельствующий об окончании обслуживаниявысокоприоритетной ,заявки. Этот импульс поступает на выход 21 устройства и на вход элемента ИЛИ 11С вы" 20,хода элемента ИЛИ 11 этот импульспоступает на вход триггера 5, Устройство при этом переходит в,исходное,состояние.25 Полный отказ обслуживающего прибора с последующим полным или частичным восстановлением Пусть на выходе генератора 20 случайных импульсов отказ появляется- импульс, мо мент появления которого соответствует отказу обслуживающего прибора,а длительность - времени восстановления, Этот импульс поступает навход элемента ИЛИ-НЕ 7, на выходекоторого появляется высокий потенциал, который закрывает элементы И 3и 4 на время длительности этого импульса, Поступающие заявки высокогои низкого приоритета будут теряться 40 по причине отказа обслуживающего прибора. Тот же импульс поступает навход элемента ИЛИ 12, через элементИЛИ 13 проходит на вход генератора1 7, а через элемент ИЛИ 14 поступает ,15 на вход генератора 16 случайной пос,ледовательности импульсов и вход . элемента ИЛИ 11. Если в это время на обслуживании находилась заявка высокого или низкого приоритета, то ее обслуживание прерывается остановкой соответствующего генератора. Импульсы с выходов элементов ИЛИ 11 ы.12 поступают на входы триггеров 5, приводя их в исходное состояние, если до этого заявка какого-либо приоритета перебросила один из них. По окончаниидлительности импульса с выхода генератора 20 низкий потенциал поступает на вход элемента ИЛИ-НЕ 7, на выходе15 20 25 40 45 50 55 Которого появляется высокий потенциал. Устройство снова готово к, работе в трех первых режимах, т.е, прибор исправен, если только к этому омеиту времени не произошло частичого отказа обслуживающего прибора. сли он произошел, то считается, что бслуживающий прибор восстановлен астично.Частичный отказ обслуживающего рибора с последующим восстановлением или полным отказом, Генератор 18 гостоянно генерирует последователь- ость импульсов, которая поступая а Т-триггер 15, переводит его изного состояния в другое по случайму закону. Потенциал с выхода Т- иггера 15 поступает на управляющий ход элемента 9 запрета и вход элеента И-НЕ 10, Таким образом, когда,н из этих элементов закрыт, друой обязательно открыт, Тот элемент, оторый в данный момент открыт и опеделяет, какого рода частичный тказ обслуживающего прибора может роизойти 1 прибор не способен обслувать высокоприоритетные заявки или изкоприоритетные 1. Возможны два мучая.Первый случай. Пусть в момент повления импульса на выходе генератоа 19 на выходе Т-триггера 15 имеетя высокий потенциал Высокий потенпиал с выхода Т-триггера 15 поступает на управляющий входэлемента 9 анрета и вход элемента И-НЕ 10, аким образом элемент 9 запрета зак 1 ыт, элемент И-НЕ 10 открыт, Импульсвыхода генератора 19 поступает на управляющий вход генератора 18, оста навливая его, на информационный вход элемента 9 запрета и вход элемента Й-НЕ 10. Генератор 10 случайного Потока импульсов останавливается для того, чтобы на время восстановления обслуяивающего прибора не изменялось состояние на выходе Т-триггера 15, иначе устройство будет неправильно моделировать работу реальной системыНа выходе элемента И-НЕ 10 появля Ется низкий потенциал, который закрывает элемент И 4, так что поступающие с входа 2 заявки низкого приори тета будут теряться по причине отказа обслуживающего прибора, Формирователь 24 импульсов в это время формирует положительный импульс, который через элемент И 13 останавливает генератор 17 случайной последовательности импульсов, если в это время на обслуживании находилась низкоприоритетная заявка, и через элемент ИЛИ 12 приводит триггер6 в исходное состояние, если он былиз него выведен поступившей заявкойнизкого приоритета. Все произошедшие изменения не касаются элементов,имитирующих обслуживание заявок высокого приоритета. Если с входа 1 пос"1тупает высокоприоритетная заявка то 1 она обслуживает аналогично описанному для второго режима работы устройства.Через некоторое время на выходе генератора 19 появляется низкий потенциал. Это означает восстановление обслуживающего прибора после час-. тичного отказа. Этот низкий потенциал разрешает работу генератору 18 и, кроме того, поступает на информационный вход элемента 9 запре- та и вход элемента И-НЕ 1 О, На выходе элемента И-НЕ 10 появляется высокий потенциал, который открывает элемент И 4. Устройство восстановлено и снова готово к работе в любом из режимов. Второй случай. Пусть в момент по- явления импульса на выходе генератора 19 на выходе Т-триггера 15 присутствует низкий потенциал, который поступает на управляющий вход элемента 9 запрета и вход элемента И-НЕ 10. Таким образом элемент запрета открыт, а элемент И-НЕ закрыт. Импульс с выхода генератора 19 поступает на управляющий вход генератора18 случайной последовательности импульсов, на информационный вход элемента 9 запрета и вход элементаИ-НЕ 10. На выходе элемента запретапоявляется высокий потенциал, кото-.рый поступает на вход элемента НЕ 8,низкий потенциал с выхода которогопоступает на вход Формирователя 23импульсов и вход элемента И 3, запирая его. Поступившие теперь заявкивысокого потенциала теряются по причине частичного отказа обслуживающего прибора. Положительный импульсс выхода формирователя 23 импульсовпроходит через элемент ИЛИ 14, а затем поступает на вход генератора 16 ии через элемент ИЛИ 11 на нулевойвход триггера 5, Это необходимо для9 1525713 1 О того, чтобы, если в момент частично- импульсов, элемент И-НЕ, элемент НЕ го отказа обслуживающего прибора на об- и третий генератор случайного потослуживании находилась высокоприоритет- ка импульсов, выход которого соединен ная заявка, обнулить генератор 16 и пере- с тактовым входом Х-триггера, выход вести триггер 5 в исходное состояние. , которого подключен к первому входуВ этом случае состояние элементов, элемента И-НЕ и управляющему входу которые имитируют обслуживание заявок элемента запрета, выход которого ченизкого приоритета, не изменяется, рез элемент НЕ соединен с третьим поэтому низкоприоритетные заявки мо входом первого элемента И и входом гут обслуживаться аналогично описан- первого Формирователя импульсов, выному для первого режима. Через неко- ход которого подключен к первому торое время на выходе генератора 19 входу первого элемента ИЛИ, выход появляется низкий потенциал, Это которого соединен с первым входом означает восстановление обслуживаю второго элемента ИЛИ и входом оста- щего прибора после частичного отка- нова первого генератора случайного за. Этот низкий потенциал разрешает потока импульсов, выход которого подработу генератора 18 и, кроме того, ключен к второму входу второго элепоступает на информационный вход мента ИЛИ, выход которого соединен элемента запрета и вход элемента 20 с нулевым входом первого триггера, И-НЕ 10. На выходе элемента 9 запре- единичный вход которого подключен к та появляется низкий потенциал, кото- выходу первого элемента И, первому рый поступает на вход элемента НЕ 8, входу третьего элемента ИЛИ и перво- высокий потенциал с выхода которого му входу четвертого элемента ИЛИ, выоткрывает элемент И 3. Устройство 25 ход которого соединен с входом оста- восстановлено и снова готово к рабо- нова второго генератора случайного те в любом из режимов, потока импульсов, выход которого яв- Э о р м у л а и з о б р е т е н и я ляется выходом обслуженных заявокУстройство для моделирования сис- низкого приоритета устройства и соетем массового обслуживания, содержа динен с вторым входом третьего элещее два элемента И, первый и второй мента ИЛИ, выход которого подключен элементы ИЛИ, первый и второй триг-к нулевому входу второго триггера геры, элемент ИЛИ-НЕ, элемент запре- единичный вход которого и вход эата, первый и второй генераторы слу- пуска второго генератора случайного чайных импульсов отказов, первый и З 5 потока импульсов подключены к выховторой генераторы случайного. потока ду второго элемента И, первый вход импульсов, первый вход первого эле- которого является входом заявок низмента И является входом заявок вы- кого приоритета устройства, второй сокого приоритета, выход первого вход второго элемента И подключен элемента И подключен к входу запус" 10 к выходу элемента ИЛИ-НЕ, третий ка первого генератора случайного вход второго элемента И соединен с потока импульсов, выход которого яв- инверсным выходом второго триггера, ляется выходом обслуженных заявок а четвертый вход второго элемента высокого приоритета устройства, вы- И подключен к выходу элемента И-НЕ ход первого генератора случайных45 и входу второго формирователя импульимпульсов отказов подключен к инфор- сов, выход которого соединен с треть- мационному входу элемента запрета, им входом третьего элемента ИЛИ и прямой выход первого триггера соеди- вторым входом четвертого элемента нен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, ИЛИ, третий вход которого ичетвертый выход которого подключен к вто О вход третьего элемента ИЛИ подклюрому входу первого элемента И, чен к выходу второго генератора слуо т л и ч а ю щ е е с я тем, что, чайных импульсов отказов, второму с целью расширения функциональных входу первого элемента ИЛИ и второ- возможностей за счет моделирования му входу элемента ИЛИ-НЕ, а выход систем массового обслуживания с час первого генератора случайных импультичными отказами обслуживающего при- сов отказов соединен с вторым входом бора, оно дополнительно содержит тре" элемента И-НЕ и входом останова третьтий и четвертый элементы И 5 П 1, Т-триг- его генератора случайного потока имгер, первый и второй Формирователипульсов.1525713 Составитель В. Фукаловедактор А. Огар Техред А.Кравчук Корректор М, Васильев и ГКНТ СССР роизводственно-издательский комбинат Патент , г. Ужгород, ул. Гагарина Заказ 7228/45ВНИИПИ Государ Тираж 668 венного комитета по 113035, Москва, ЖПодписное обретениям и открытия Раушская наб., д, 4/5