Устройство для моделирования систем массового обслуживания

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ль бс ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССРУ 1236495, кл. С 06 Р 15/20, 1984,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ(57) Изобретение относится к специализированным средствам электронного моделирования и является усовершенствованием устройства по авт.св,Изобретение относится к специализированным средствам электронного моделирования, предназначено для исследования функционирования систем массового обслуживания (СМО) с потерями и является усовершенствованием изобретения по авт.св. М 1236495.Целью изобретения является расши" рение функциональных возможностей устройства за счет моделирования обслуживания групповых заявок со случайным количеством элементарных заявок в каждой группе.На фиг.1 приведена схема устройства; на фиг.2 - схема блока селекции заявок; на фиг.3 - схема блока обслуживания заявок; на фиг.4 - схема блока измерения времени занятости канала; на фиг,5 - схема блока управления пропускной способностью.Устройство содержит генератор 1потока заявок, состоящий из генера 2М 1236495. Устройство позволяет моделировать системы массового обслуживания с потерями при обработке одиноч ных и групповых заявок. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет моделирования об служивания групповых заявок .со случайным количеством элементарных заявок в группе. Устройство содержит генератор потока заявок, блок селекции заявок, блок управления пропускной способностью, блок формирования состава заявок, блок обслуживания заявок, блок измерения времени занятости каналов. 5 ил. тора 2 импульсов, элемента И 3, гене- Се ратора 4 случайных импульсов и блок 5 селекции заявок.В состав блока 5 селекции заявок входят счетчик 6 общего числа заявок, счетчик 7 числа заявок, пороговыйсчетчик 8 импу сов, счетчик 9 чис- фе ла отказов в о луживании важных заявок, первый 10, второй 11, третий вр 12 и четвертый 13 элементы задержки, счетчик 14 числа важных заявок, первый 15, второй 16 и третий 17 эле- ф менты запрета, первый 18 и второй 19 элементы И, выпрямительный элемент20, первый 21 и второй 22 счетчики а импульсов.Блок 23 измерения времени занятос- Я ти каналов (фиг.4) содержит генератор 24 эталонной частоты, элемент И 25 первый 26 и второй 27 элементы запрета, первый 28 и второй 29 счетчики импульсов.Блок 30 управления пропускной способностью фиг,5) содержит элементИЛИ 31, первый 32 и второй 33 элементы запрета, элемент И 34, реверсивныйсчетчик 35 отключенных каналов, дешифратор 36, группу элементов И 37,группу счетчиков 38 (импульсов).Блок 39 обслуживания заявок 1 фиг,Зсодержит реверсивный счетчик 40 чис Ола занятых каналов, многовходовой элемент И 41, первый 42 и второй 43 элементы ИЛИ, генератор 44 случайных временных интервалов, элемент И 45, элемент 46 запрета. В состав устройства 15входят также генератор 47 тактовыхИмпульсов и блок 48 формированиязаявок, содержащий переключатель 49режима моделирования, элемент 50 задержки, генератор 51 случайных импульсов, генератор 52 импульсов заяВок, счетчик 53 необслуженных элемен 1 арных заявок, первый элемент И 54,счетчик 55 принятых к обслуживаниюЭлементарных заявок, счетчик 56 элементарных заявок, третий 57 и второй58 элементы И, первый 59 и второй60 генераторы одиночных импульсов,элемент ИЛИ 61, выход 62, первый 63,второй 64 и третий 65 функциональные 30входы.Устройство работает в двух режимах: в режиме моделирования обслужиВания одиночных заявок и в режимемоделирования обслуживания групповых 35заявок. Переключение режимов моделирования осуществляется переключа,телем 49. Перед началом работы всесчетчики импульсов обнуляются,В режиме моделирования обслуживания одиночных заявок первый контактпереключателя 49 разомкнут, а второйнаходится в нормально-замкнутом положении. Тем самым второй функциональный вход блока 48 Формирования состава,заявок через указанные контакты переключателя 49 и второй вход элементаИЛИ 61 соединен с функциональным выходом 62 блока 48, что обеспечиваетмоделирование обслуживания одиночныхзаявок,В этом режиме устройство работаетследующим образом.Генератор 4 импульсов в случайныемоменты времени, соответствующие мо 55ментам поступления. заявок на обслуживание, генерирует импульсы, длитель" ность которых соответствует важности заявок, Эти импульсы открывают элемент И 3, который пропускает пакет импульсов генератора 2 эталонной частоты. Количество импульсов в пакетемоделирует важность заявки, поступившей на обслуживание. Первый импульспакета через открытый элемент 15 запрета блока 5 селекции заявок (иг.2)поступает в счетчик 6 общего числазаявок и через элемент 10 задержкина управляющий вход элемента 15 запрета, закрывая его для второго импульса пакета, второй импульс пакетапоступает через элемент 10 задержкина управляющий вход элемента 15 запрета, закрывая его для третьего импульса и т.д. Таким образом каждой пачкеимпульсов, моделирующей заявку, всчетчике 6 соответствует один импульс, а общее количество импульсовв счетчике 6 соответствует общему числу заявок, поступивших на обслуживание.Количество импульсов в счетчике 7с приходом каждого пакета импульсовувеличивается на число импульсов впакете и характеризует суммарную важность всех поступивших заявок,Первый импульс каждого пакета через открытый элемент 16 запрета поступает на вход установки в нуль порогового счетчика 8 импульсов и через элемент 11 задержки, задерживающий его на промежуток времени междудвумя последовательными импульсамипакета, на управляющий вход элемента16 запрета и счетный вход счетчика 8импульсов.Все последующие импульсы пакета поступают на счетный вход счетчика 8импульсов. Емкость последнего задаетпороговый уровень важности заявки,Если число импульсов в пакете достаточно для переполнения счетчика 8 импульсов,:, то импульс переполнения поступает в счетчик 14. Таким образом,каждой заявке с важностью выше пороговой на его выходе соответствуетодин импульс. Общее количество импульсов в счетчике 14 равно числу важных заявок, поступивших в СМО. Импульсы с выхода горогового счетчика8 поступают через элемент ИЛИ 61, открытый элемент 46 запрета и элементИЛИ 42 блока 39 обслуживания заявок(Фиг,3) на вход сложения счетчика 40числа занятых каналов, а также черезоткрытый элемент 17 запрета - на вход1562925 1 О счетчика 21 импульсов и через элемент 12 задержки, который задерживает их на интервал времени между двумя последовательными импульсами, на вход элемента И 18. Тем самым он пропустит следующий за импульсом переполнения импульс пакета в счетчике 21. Этот импульс поступает через элемент 12 задержки на вход элемента И 18 и, тем самым, обеспечивает прохождениев счетчик 21 следующего ймпульса и т.д., пока не закончится пачка импульсов, моделирующая данную заявку.Таким образом, количество импульсов в счетчике 21 с приходом каждой. принимаемой на обслуживание заявки увеличивается на величину, равную разности между количеством импульсов в пакете и количеством импульсов, за даваемым емкостью счетчика 8 (важностью заявки).Поступление импульса на вход сложения счетчика 40 увеличивает его код на единицу, что означает занятие од ного канала обслуживания. Импульс группы генераторов 44 случайных временных интервалов, появившийся на выходе через время, равное случайной длительности обслуживания, поступает 30 на вычитающий вход счетчика 40 и списывает с него единицу, тем самым имитируя освобождение одного канала. В момент времени, когда заняты все каналы, на выходе элемента И 41 появля 35 ется сигнал, поступающий на управляющие входы элементов 46 и 17 запрета и на входы элементов И 25 блока 23 измерения времени занятости каналов (фиг.4) и элемента И 45. При этом эле менты 17 и 46 запрета закрываются, а элементы И 25 и 45 открываются, Импульс с выхода счетчика 8 поступает через элемент И 45 в счетчик 9, а также через выпрямительный элемент 45 20 - в счетчик 22 и через элемент 13 задержки в элемент И 19, открывая его, для импульса, следующего за импульсом переполнения счетчика 8, Все последующие импульсы пакета, соответствующего данной заявке, поступают на вход счетчика 22. Элемент 20 обеспечивает развязку счетчиков 22 и 9, Таким образом, с приходом каждой заявки, не принятой на обслуживание из-за за 55 нятости каналов, количество импульсов в счетчике 9 увеличивается на единицу, а в счетчике 22 - на величи-, ну, равную разности между действительным числом импульсов в пакете(пороговой важностью).Содержание счетчика 9 моделируетчисло заявок, получивших отказ в обслуживании.Одновременно импульсы с генератора24 эталонной частоты через открытыйэлемент И 25 и открытые элементы 26и 27 запрета поступают на счетныевходы счетчиков 28 и 29, первый изкоторых может принять максимальноечисло импульсов, равное верхнему порогу, а второй - число импульсов, равное нижнему порогу критерия обслуживания системой заявок,При переполнении счетчика 29 закрывается элемент 27 запрета и открывается по управляющему входу элемент И 34 блока 30 управления пропускной способностью (Фиг.5). Аналогично,при переполнении счетчика 28 закрывается элемент 26 запрета и управляющий сигнал с выхода этого счетчикапроходит элемент ИЛИ 31 и поступаетна вход элемента 32 запрета, Генератор 47 тактовых импульсов через равные промежутки времени вырабатываетимпульсы, которые используются дляуправления системой. При этом, еслик моменту появления тактового им.пульса число в счетчике 28 меньшезаданного, то управляющий сигнал наего выходе отсутствует и сигнал сгенератора 47 тактовых импульсов проходит через открытый элемент 32 ипоступает на вход сложения счетчика35 числа отключенных каналов и черезэлемент ИЛИ 42 на вход сложения счетчика 40 числа занятых каналов, увеличивающего содержимое на единицу.Одновременно тактовый импульс поступает на входы установки в нуль счетчиков 28 и 29, подготавливая их длясчета в следующем такте. Таким образом, путем записи в счетчик 40 числазанятых каналов фиктивной единицыпроисходит отключение одного каналаобслуживания в системе. Число отключенных каналов фиксируется в счетчике 35.Если в последующие такты число всчетчике 28 не достигает заданногозначения, то отключение каналов производится до тех пор, пока код счетчика 35 числа отключенных каналов не становится равным некоторому числу,определяющему допустимое число каналов в системе, которые могут отключаться. При этом, на соответствующемданному числу выходе дешифратора 36,связанного с разрядами счетчика 355числа отключенных каналов, появляетсяунравляющий сигнал, поступающий через элемент ИЛИ 31 на запрещающийвход элемента 32 запрета, и дальнейшйе поступление тактовых импульсовна счетчике числа занятых и отключЕнных каналов (отключение каналов)п 1 екращается. Если к моменту появления очередного тактового импульсасчетчик 28 переполнен, а в счетчике29 содержится число, меньшее заданного, то закрытые элементы И 34 и элемент 33 запрета не пропустят тактовыйи изменений в системе не произойдет. Если в момент появления тактбвого импульса переполнены оба счетчика 28 и 29, то элемент 32 запретаоказывается закрытым, а элемент И 34,открытым, и сигнал с генератора 47тактовых импульсов пройдет через открытый элемент 33 запрета при условии, что в системе имеется хотя быодин отключенный канал, и поступитна вычитающий вход счетчика 35 числаотключенных каналов и через элементИЛИ 43 на вычитающий вход счетчика 40занятых каналовВычитание фиктивной единицы изсодержимого этих счетчиков соответст 35вует подключению канала в систему.Подключение каналов происходит дотех пор, пока на шине .дешифратора 36с минимальным номером не появляетсяимпульс, сигнализирующий о включении 40в системе всех имеющихся каналов. Этотимпульс поступает на запрещающий входэлемента 33 запрета и дальнейшее поступление тактовых импульсов черезэту систему прекращается. 45В режиме моделирования обслуживания групповых заявок первый контакт переключателя 49 замыкают, нормально замкнутый второй контакт это- .го переключателя размыкают, а нормаль 50но-разомкнутый - замыкают,При этом генератор 4 импульсов вслучайные моменты времени, соответствующие поступлению групповых заявокна обслуживание, генерирует импуль 55сы, длительность которых соответствует важности группы заявок. Эти импульсы с выхода генератора поступаютна функциональный выход 63 блока 48 Формировани состава заявок и через первый замкнутый контакт переключателя 49 поступают на вход элемента50 задержки, который задерживает сигнал на время выполнения операций в блоке 5, Фронт задержанного сигнала запускает генератор 51, который формирует импульс случайной длительности, пропорциональный числу заявок в группе, Сигнал с выхода этого генератора поступает на вход элемента И54, на второй вход которого поступаютимпульсы с выхода генератора 52 импульсов, частота следования которых значительно выше, чем частота следования импульсов с выхода генератора2, На выходе элемента И 54 формируется группа импульсов, количество которых равно количеству элементарныхзаявок на обслуживание в группе. Этиимпульсы поступают на счетный входсчетчика 56 и на вход элемента И 58.Если важность группы заявок превышаетпороговую, то на входе 64 блока 48 появляются импульсы, которые через замкнутый второй контакт переключателя 49 поступают на вход генератора59 одиночных импульсов. Фронт первогоиз них запускает этот генератор. Сигнал с выхода генератора поступает надругой вход элемента И 58, обеспечивая прохождение группы импульсов свыхода элемента И 54 на .счетный входсчетчика 55 на вход элемента И 57,а также на вход элемента ИЛИ 61 и через него на выход 62 блока 48. В случае, если все каналы моделируемой СМО заняты, сигнал с блока 39 обслуживания заявок поступает на вход 65 блока 48 и далее на вход генератора60 импульсов, запуская его. На выходеэтого генератора формируется импульс, который поступает на другой вход элемента И 57, обеспечивая прохождение группы импульсов с выхода элемента И 58 на. счетный вход счетчика 53 количества необслуженных элементарных заявок.Таким образом, содержимое счетчиков 53 - 56 соответствует количеству необслуженных элементарных заявок из числа важных, количеству принятых элементарных заявок, общему количеству элементарных заявок соответственно. Работа блоков 1, 5, 23, 30 и 39 в режиме моделирования обслуживания групповых заявок не отличается от ра5 нее описанной работы в режиме моделирования обслуживания одиночных заявок,Устройство для моделирования систем массового обслуживания по авт.св.9 1236495, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет моделирования обслуживания групповых заявок со случайным количеством элементарных заявок в каждой группе, оно дополнительно содержит блок формирования заявок, содержащий переключатель режима моделирования, элемент задержки, генератор случайных импульсов, генератор импульсов зая" вок, счетчик необслуженных элементарных заявок, три элемента И, счетчик элементарных заявок, счетчик принятых к обслуживанию элементарных заявок, элемент ИЛИ и два генератора одиночных импульсов, причем выход элемента задержки соединен с входом запуска генератора случайных импульсов, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов заявок, выход первого элемента И подключен к счетному входу счетчика, поступивших элементарных заявок и первому вход 1 второго элемента И, второй вход которого соедисостава заявок,Формула изобретения 62925 10нен с выходом первого генератора одиночных импульсов, а выход второгоэлемента И соединен с первым входом 5элемента ИЛИ, счетным входом счетчика принятых к обслуживанию элементарных заявок и первым входом третьегоэлемента И, второй вход которого соединен с выходом второго генератораодиночных импульсов, а выход третьего элемента И подключен к счетномувходу счетчика необслуженных элементарных заявок, вход элемента задержкичерез первый замыкающий контакт пе реключателя режима моделирования подключен к выходу генератора случайныхимпульсов генератора потока заявок,выход переполнения порогового счетчика импульсов блокаселекции заявокчерез второй замыкающий контакт переключателя режима моделирования соединен с входом запуска первого генератора одиночных импульсов, а черезпервый размыкающий контакт переклю чателя режимов моделирования - с вторым входом элемента ИЛИ блока формирования состава заявок, выход которогоподключен к информационному входуэлемента запрета и первому входу эле мента И блока обслуживания заявок, выход элемента И которого подключен квходу запуска второго генератора одиночных импульсов блока формирования1562925 7 оста Коррект нчакова ед раж 5 П В НИИПИ рственного комитета но из 113035, Москва, Ж,ения 4/ ская бинат "Лат Прои Ужгор ага едактор Н,Рогули енно-издательск ель В.ФУЧ.Сердечко крытиям при ГКНТ ССС