Устройство для моделирования систем массового обслуживания

(51)5,6 06 Е 15/2 ТЕН 1) 4829334/242) 09.04.906) 30,01.92. Бюл. М 4 бретение о нным средс вания, пр вания систе Из зирова делир исслед ния (СМоносится к специалиам электронного модназначенным для, массового обслуживака моделироваор случайноый элемент етчик общего терянных зажки,элемент ой задержки, еверсивный мент ИЛИ, рой элемент но устройство для одержащее генератимпульсов, перв ервый элемент И, сч ок, счетчик числа по ент случайной задер элементов случайн овый элемент И, р ноговходовый эле емент запрета, вто Извес ния СМО,го потока запрета, и1в вдо- нт явок, элемИЛИ, бломноговходсчетчик,второй элИ. к,К из ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРВ 1229767, кл. 6 06 Е. 15/20, 1984.Авторское свидетельство СССР1 Ф 1278878, кл. 6 06 Е 15/20, 1985.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯСИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ(57) Устройство относится к вычислительнойтехнике, а именно к специализированнымсредствам электронного моделирования,предназначенным для исследования систем.массового обслуживания. Цель изобретения- повышение точности моделирования сис 1709339 А 1 тем массового обслуживания с последовательным "разогревом" каналов. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор случайного потока импульсов, счетчик общего числа заявок; реверсивный счетчик числа заявок в очереди, счетчик числа заявок, получивших отказ в обслуживании, первый и второй реверсивные счетчики очереди и шесть элементов И, элемент ИЛИ, четыре элемента запрета, блок случайных временных задержек дополнительно введен элемент ИЛИ-НЕ, а в каждый канал блока случайных временных задеРжек дополнйтельно введен триггер..Устройство может быть использовано при . исследовании функционирования систем массового обслуживания, в которых первое включение в работу каждого канала связаноЗ с дополнительными подготовительными действиями - "разогревом". 2 ил.( Однако это устройство не позволяетделировать СМО с последовательным "зогревом" каналов обслуживания,Наиболее близким к предлагаемомуляется устройство для моделирования СМсодержащее генератор случайного потоимпульсов, счетчик общего числа заявсчетчик числа заявок, получивших откаобслуживании, первый и второй реверсные счетчики, первый и второй многовховые элементы И, многовходовый элемеИЛИ, с первого по четвертый элементыпрета, с первого по четвертый элементыблоклиний случайных временных задержвключаюЩий (К) элементов ИЛИ-НЕ,2) элементов ИЛИ. (К) элементов НЕ,щий элемент ИЛИ, К каналов, каждый10 20 выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика числа заня 30 35 выход соединен с установочным входом блока случайных временных задержек, 40 Кроме того, блок случайных временныхзадержек содержит общий элемент ИЛИ, (К) элементов ИЛИ - НЕ; (К) элементов НЕ,(К) элементов ИЛИ и К каналов задержки, причем каждый из каналов задержки 45 включает два триггера, два элемента И, элемент ИЛИ, элемент запрета и два элемента случайной временной задержки, выходы которых соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ канала, выход элемента 50 ИЛИ каждого канала задержки подключен кединственному входу триггера своего канала и соответствующему входу общего элемента ИЛИ блока, выход которого является выходом блока, в каждом канале задержки которых содержит два элемента И, элемент запрета, первый и второй элементы случайной временной задержки, элемент ИЛИ, триггер, а также вход запуска и управляющий вход.Это устройство позволяет исследовать СМО с последовательным "разогревом" обслуживающих каналов. Сущность этого режима состоит в том, что в свободной системе первое включение в работу каждого канала связано с дополнительными подготовительными действиями - "разогревом", Следовательно, дбслуживание заявок, поступающих в свободную систему и производящих первое включение каналов, должно осуществлять ся по закону, отличному от закона обслуживания последующих заявок.Недостатком известного устройства является то обстоятельство, что режим работы с "разбгревом" включается при поступле. нии заявки в свободную систему и продолжается до тех пор, пока не будут заняты все обслуживающие каналы, Во-первых, последнее событие мбжет никогда не наступать (например, при малой загрузке 2 системы) и тогда все заявки, приходящие в систему, будут обслуживаться в режиме с "разогревом". Во-вторых, с момента прихода первой заявки до загрузки всех каналов некоторые из них могут обслуживать несколько заявок, При такой дисциплине не только первая, но и все остальные заявки будут обслуживаться в режиме с "разогревом", В-третьих, режим работы с "разогревом" в устройстве возобновляется после исчерпания очереди и освобождения одного из каналов, а не тогда, когда уже в свободную систему приходит первая заявка.Целью изобретения является повышение точнОсти моделирования СМО с последовательным "разогревом" каналов.Указанная цель достигается тем, что в устрдйство, содержащее генератор случайного потока заявок, счетчик общего числа заявок, счетчик числа заявок, получивших отказ в обслуживании, реверсивный счетчик числа занятых каналов, реверсивный счет. чик очереди, элемент ИЛИ, с первого по четвертый элементы запрета, с первого по шестой элементы И, блок случайных временных задержек, при этом выход генератора случайного потока заявок соединен со счетным входом счетчика общего числа заявок, с первым входом элемента И и информационным входом первого элемента 5 запрета, выход которого подключен к информационным входам второго и третьего элементов запрета, выход второго элемента запрета соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика числа занятых каналов, разрядные выходы которого подключены соответственно к. входам второго элемента И, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И и управляющими входами второго и третьего элементов запрета, выход третьего элемента запрета подключен к входу запуска блока случайных временных задержек, выход которого соединен с первыми входами четвертого и пятого элементов И и информационным входом четвертого элемента запрета,.выход четвертого элемента И подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика очереди, разрядные выходы которого подключены соответственно к входам шестого элемента И и входаМ элемента ИЛИ, выход которого соединен со вторыми входами четвертого и пятого элементов И и управляющим входом четвертого элемента" запрета,тых каналов, выход пятого элемента И подключен к входу запуска блока случайных временных задержек, выход шестого элемента И подключен к управляющему входу первого элемента запрета и второму входу первого элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика числа заявок, получивших. отказ .в обслуживании, выход третьего элемента И соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика очереди, выход первого элемента запрета . подключен к второму входу третьего элемента И, дополнительно введен элемент ИЛИ.-НЕ, входы которого соединены соответственно с разрядными выходами реверсивного счетчика числа занятых каналов, а выход первого элемента И соединен с нулевым входом первого триггера, первым вхддом элемента И и информационным входом элемента запрета, выход которого соединен с входом запуска первого элемента случайной временной задержки, а выход второгоэлемента И подключен.к входу запуска второго элемента случайной вреМенной задержки, первые входы первых элементов И всех каналов задержки объединены и являются входом запуска блока, прямой выход первого триггера первого канала задержки подключен к первому входу первого элемента ИЛИ-НЕ, первому входу первого элемента ИЛИ блока и второму входу первого элемента И первого канала задержки, выход М-го элемента ИЛИ-НЕ блока (М=1, К) соединен с вторым входом первого элемента И (М+1)-го канала задержки, выход триггера Р-го канала задержки (Р=2, К) подключен к входу (Р)-го элемента НЕ блока и второму входу(Р)-го элемента ИЛИ блока, выход М-го элемента ИЛИ соединен с первым входом (М+1)-го элемента ИЛИ-НЕ ., и первым входом (М+1)-го элемента ИЛИ,выход М-го элемента НЕ подключен к второму входу М-го элемента ИЛИ - НЕ, выход триггера. К-го канала временной задержки соединен с входом (К)-го элемента НЕ, нулевые входы вторых триггеров всех каналов задержки объединены и являются установочным входом блока случайных временных задержек, единичный вход вто. рого триггера соединен с выходом элемента запрета своего канала задержки, прямой.выход второго триггера в каждом канале соединен с управляющим входом элемента запрета и вторым входом второго элемента И.На фиг. 1 приведена схема устройства;на фиг, 2 - схема блока случайных времен-.ных задержек.Устройство содержит генератор 1 случайного потока заявок, счетчик 2 общего числа (поступивших) заявок, счетчик 3 числа заявок, получивших отказ в обслуживании, реверсивный счетчик 4 числа занятых каналов и реверсивный счетчик 5 очереди, второй 6 и шестой 7 элементы И, элемент ИЛИ 8, с первого по четвертый элементы запрета 9-12, третий 13, четвертый 14, пятый 15 и первый 16 элементы И, элемент ИЛИ-НЕ 17, блок 18 случайных временных задержек, содержащий группу из (К) элементов ИЛИ-НЕ 19, группу из(К) элементов ИЛИ 20, группу из (К) элементов НЕ 21, элемент ИЛИ 22, К каналов 23 задержки, каждый из которых содержит первый 24 и второй 25 элементы И, элемент 26 запрета, первый 27 и второй 28 элементы случайной ,временной задержки, элемент ИЛИ 29, первый 30 и второй 31 триггеры, а также вход 32 запуска и установочный вход 33. Устройство работает следующим образом.. Работа устройства - циклическая. В начале каждого цикла, когда очередь пуста и все каналы обслуживания свободны, на выходе элемента ИЛИ - НЕ 17 присутствует сигнал, который поступает на вход блока 18 случайных временных задержек и переключает все его каналы в режим обслуживания заявок с "разогревом". При поступлении хотя бы одной заявки сигнал с выхода элемента ИЛИ-НЕ 17 снимается. Когда в системе 10 хотя бы один канал свободен, сигнал с выхода элемента И 6 отсутствует, и импульсы от генератора 1 поступают, во-первых, через открытые элементы 9 и 10 запрета на суммирующий вход первого реверсивного счетчика 4, имитируя занятие каналов обслуживания; во-вторых, через открытый элемент 11 запрета - на вкод запуска блока 18 случайных временных задержек, который,. используя сигнал на своем другом входе, имитирует процесс обслуживания заявок с последовательным "разогревом" или без "разогрева" каналов. Импульс с блока 18 слу 15 20 чайных временных задержек, появившийся на выходе через время, равное случайной длительности обслуживания, поступает через открытый элемент .12 запрета на вычитающий вход реверсивного счетчика 4,имитируя освобождение одного канала обмента И 6 появляется сигнал, поступающий на управляющие входы элементов 10 и 11 запрета и на вход элемента И 13. При этом импульсы с генератора 1 поступают через 35 открытый элемент И 13 на суммирующий вход реверсивного. счетчика 5, имитируя постановку заявок в очередь.Когда очередь не пуста, на выходе элемента ИЛИ 8 присутствует сигнал, запираю 40 щий элемент 12 запрета, запрещая прохождение импульсов с выхода блока 18 случайных временных задержек на вычитающий вход реверсивного счетчика (так как каналы обслуживания освобождаться не должны) и отпирающий элементы И 14, 15, разрешая "списывание" заявок из очереди. При этом импульс с выхода блока 18 поступает через открытый элемент И. 14 на вычи 45 50 тающий вход реверсивного счетчика 5 и одновременно через элемент И 15 - на вход блока 18, имитируя поступление очереднойзаявки из очереди на обслуживание,Когда все места в очереди заняты, ма выходе элемента И 7 появляется сигнал, по 55 ступающий на управляющий вход элемента 9 запрета и на вход элемента И 16. При этом элемент И. 16 открывается и импульсы от генератора 1 проходят через этот момент, имитируя поток заявок, получивших откаЗ в 30 служивания, Когда все каналы заняты, на выходе эле 1709339обслуживании, число которых подсчитывается счетчиком 3 числа потерянных заявок.Блок 18 работает следующим образом.В исходный момент времени, когда система свободна, триггеры 30 всех каналовнаходятся в единичном состоянии, а триггеры 31 всех каналов находятся в нулевомсостоянии, Единичное состояние триггеров30 обеспечивает наличие сигнала низкого. уровня на выходах элементов ИЛИ-НЕ 19 сномерами, не меньшими номера триггера.Для открытия каждого из элементов И 24требуется сигнал высокого уровня с выхода.соответствующего элемента ИЛИ-НЕ 19.Следовательно, если свободен один из каналов 23, предположим с номером 1, то еготриггер ЗО находится в единичном состоянии и сигналом с его выхода(через последовательность элементов ИЛИ 201, ИЛИ-НЕ191, ИЛИ 20+1, ИЛИ-НЕ 191+1) исключаетвозможность прохождения импульса, ймитирующего поступление заявки на входы ка. налов с номерами+1,+2, К.Нулевое состояние триггеров 31 обеспечивает наличие низкого уровня на входахэлементов И 25 и запрета 26. При этом элементы И 25 закрыты, а элементы запрета 26открыты.(Импульспоступивший на вход 32 черезоткрытый элемент И 24 Л первого канала23.1, проходит на нулевой вход триггераЗОЛ, а через элемент запрета 26.1 - на входпервого элемента 27 Л случайной временной задержки и на вход триггера 31.1, устанавливая его в единичное состояние.Первые элементы 27 случайной временной задержки всех каналов имитируют процесс обслуживания заявок в режиме с"разогревом" соответствующего канала,При единичном состоянии триггера 31 1 наего-выходе появляется единичный сигнал,который закрывает элемент запрета 26 Л иоткрывает элемент И 25,1.До тех пор, пока не появится импульс навыходе элемента 27.1 случайной временнойзадержки и через элемент ИЛИ 29 Л не установит триггер ЗОЛ в единичное состояние, на его выходе будет низкий уровень иоткрытым окажется лишь элемент И 24.2второго канала. Следующий импульс (имитирующий очередную заявку), если не освободился первый канал, поступает на входэлемента 27.2 и устанавливает триггеры30.2 и 31.2 соответственно в нулевое и единичное состояние, и так далее,Следовательно, обслуживание первыхзаявок в каждом канале будет имитироваться с помощью первого элемента,27 случайной временной задержки в режиме с10 15 устанавливает триггер 30 в единичное со 20 25 30 .35 40 45 50 55 выходе элемента 27, через элемент ИЛИ 29 устанавливает триггер 30 в единичное.состояние, а через элемент ИЛИ 22 поступает на выход блока случайных временных задержек. При освобождении каналов от имитации обслуживания первых заявок последующие сигналы на занятие этих каналов будут поступать через открытые элементы, И 25 на входы вторых элементов 28 случайных временных задержек, длительности задержки которых соответствуют обслуживанию заявки без "разогрева",Импульс с выхода элемента 28 также стояние,и поступает на выход блока линийслучайных временных задержек.Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока система полностью не освободится. В этом случае на вход 33 блока случайных временных задержек поступитсигнал, который установит триггеры 31, внулевое состояние, после чего цикл работыустройства повторяется,Статистические характеристики функционирования СМО, моделируемой устрой-ством, вычисляются известными методамина основе показаний счетчиков,Применение предлагаемого устройстваповышает точность при исследовании систем с последовательным "разогревом" каналов.Формула изобретения1; Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащеегенератор случайного потока заявок, счетчик общего числа заявок, счетчик числа заявок, получивших отказ в обслуживании,реверсивный счетчик числа занятых каналов, реверсивный счетчик очереди, элементИЛИ, с первого по четвертый элементы запрета, с первого по шестой элементы И, .блок случайных временных задержек, выходгенератора случайного потока заявок соединен со счетным входом счетчика общего чис- " ла заявок, с первым входом первого элемента И и информационным входом первого элемента запрета, выход которого,подключен к информационным входам второго и третьего элементов запрета, выход второго элемента запрета соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика числа занятых каналов, разрядные выходы которого подключены соответственно к входам второго элемента И, выход которого соеди-, нен с первым входом третьего элемента И и управляющими входами второго и третьего элементов запрета, выход третьего элемента запрета подключен к входу запуска блока случайных временных задержек, выход ко10 1709339 1.0 20 35 40 торого соединен с первыми входами четвертого и пятого элементов И и информационным входом четвертого элемента запрета, выход четвертого элемента И подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика очереди, разрядные выходы которого подключены соответственно к входам шестого элемента И и элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторыми входами четвертого и пятого элементов И и управляющим входом четвертого элемента запрета, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика числа занятых каналов, вход пятого элемента И подключен к входу запуска блока случайных временных задержек, выход шестого элемента И - к управляющему входу первого элемента запрета и второму входу первого элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика числа заявок, получивших отказ в обслуживании выход третьего элемента И - с суммирующим. входом реверсивного счетчика очереди, выход первого элемента запрета подключен к второму входутретьего элемента И,отл ич а ю щееся тем, что, с целью повышения точности моделирования систем с последовательным "разогревом" каналов, оно дополнительно содержитэлемент ИЛИ-НЕ, входы которого соединены соответственно с разрядными. выходами реверсивного счетчика числа занятых каналов, а выход - с установочным входом блока случайных временных задержек. 2,Устройство поп. 1, отл ич а ю щеес я тем, что блок случайных временных задержек содержит элемент ИЛИ, группу из Кэлементов ИЛИ-НЕ, группу из Кэлементов НЕ, группу из Кэлементов ИЛИ и К каналов задержки, причем каждый из каналов задержки включает два триггера, два элемента И, элемент ИЛИ; элемент запрета и два элемента случайной временной задержки, выходы которых соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ канала,выход элемента ИЛИ каждого канала задержки подключен к единичному входу первого триггера своего канала и соответствующему входу элемента ИЛИ блока, выход которого является выходом блока, в каждом канале задержки выход первого элемента И соединен с нулевым входом первого триггера, первым входом второго элемента И и информационным входом элемента запрета,выход которого соединен с входом. запуска первого элемента случайной временной задержки, а выход второго элемента И подключен к входу запуска второго элемента случайной временной задержки, первые 15 входы первых элементов И всех каналов задержки объединены и являются входом за пуска блока, прямой выход первого триггера первого канала задержки подключен к первому входу первого элемента ИЛИ-НЕ группы, первому входу первого элемента ИЛИ группы блока и второму входу первого элемента И первого канала задержки, выход М-гоэлемента ИЛИ-НЕ группы блока (М=-1, К - 1) соединен с вторым входом первого элемента И (М+1)-го канала задержки, выход первогО триггера Р-го канала задержки (Р=2, К) подключен к входу(Р)-го элемента НЕ группы блока и второму входу (Р)-го элемента ИЛИ группы блока, выход М-го элемента ИЛИ группы соединен с.первым входом (М+1)-го элемента ИЛИ-НЕ группы и первым входом (М+1)-го элемента ИЛИ группы, выход М-го элемента НЕ труппы подключен к второму входу М-го элемента ИЛИ-НЕ группы, выход первого триггера К-го канала временной задержки соединен с входом (К)-го элемента Н Е группы, нулевые входы вторых триггеров всех каналов задержки объединены и являются установочным входом блока случайных временных задержек, единичный вход второго триггера соединен с выходом элемента запрета своего канала задержки, прямой выход второго триггера в каждом канале задержки соеди 45 нен с управляющим входом элемента запре. та и вторым входом второго элемента И.1709339 оставитель В Фукалоехред М.Моргентал Редактор Н. Горват рректор Т. Малец ственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгоро агарина, 103 Произв вз 427,; Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям иоткрытиям при ГК И 3035, Москва, Ж, Раушская наб.4/5