Устройство для моделирования систем массового обслуживания

"-ЮЭИдй й 736110 ф л 1 Ф,1 ,.. 1 ь)г О П И С А"Й ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскмкСоциалистнческикРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. Кд. 5 06 Р 15/20 Гооуаарстееииый комитет по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ Изобретение относится к вычислительной технике и может бьггь использованопри исследовании систем массового обслуживания.Известно устройство для моделирования систем массового обслуживания,содержащее генератор импульсов, регистрсдвига, датчик времени ожидания, блокуправления, блок опроса, блок вывода,блок ограничения времени ожидания, блоктОразрешения обслуживания 11.Однако это устройство не позволяетмоделировать выходы из строя каналовобслуживания,Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройстводля Моделирования систем массовогообслуживания, содержащее генераторыслучайных импульсов, элементы "Запрет",ИЛИ, И, реверсивные счетчики, а такжесчетчики общего числа заявок, потерянетых заявок, числа отказов каналов обслуживания и счетчик заявок, обслуживаниекоторых было прервано отказами обслу 2живающих каналов, Элементы Запрет и ИЛИ соединены с первым входом первого реверсивного счетчика, выходы которого соединены со входами многовходового элемента И и дешифратора, который через ключ соединен со входом генератора случайного потока импульсов, выход первого элемента случайных временных. задержек, подключен ко входу второго элемента "Запрет", выход которого соединен со вторым входом элемента ИЛИ, соединенные последовательно третий элемент "Запрет"., третий элемент ИЛИ и второй элемент случайных временных задержек, вход второго счетчика соединен с выходом первого элемента И,вход четвертого счетчика подключен к выходу вто. рого элемента И. Выход первого генератора импульсов соединен со входом первого элемента И. Третий элемент И соединен со входом реверсивного счетчика, связанного разрядами с многовходовым элементом ИЛИ, выход которого связан со входами второго элемента Запретз 7361 и третьего элемента И. Выход второго элемента И соединен с четвертым счетчиком заявок, обслуживание которых было прервано отказами обслуживающих каналов, входом третьего элемента ИЛИ и вторым входом второго реверсивного счетчика 2.Описанное устройство позволяет в 10 10 15 20 25 ЭО 35 переключателя и с первым входом пятого элемента "Запрет", а вторая группавыходов третьего реверсивного счетчикачерез шестой элемент ИЛИ соединенас первымивходами четвертого элемента45 Запрет и шестого элемента И, вторыевходы которых соединены с выходомвторого элемента ИЛИ, выход четвертого элемента "Запрет" соединен с вычитающим входом первого реверсивногосчетчика, выход первого элемента И сое 50динен со входом третьего переключателя,второй выход которого соединен с первым входом пятого элемента И, второйвход которого соединен с выходом пятсго элемента "Запрет", второй вход которого через пятый элемент ИЛИ соединенс выходом генератора потока случайныхимпульсов и управляемого генератора потока случайных импульсов,случае выхода канала из строя в тот момент, когда он был занят обслуживанием заявки, передавать ее любому другому свободному каналу. Если свободных каналов нет, то заявка теряется.Однако в реальных условиях эксплуатации в системе может быть установлена ограниченная очередь заявок, ожидаю.щих оослуживания, Таким образом, псступившая в систему заявка становится в очередь на обслуживание, когда все обслуживающие каналы заняты или когда часть каналов занята обслуживанием, а остальные - находятся в ремонте Поэтому заявка, поступивщая в систему теряется только в случае, когда очередь заявок на входе системы достигла своего предельного значения,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства засчет моделирования очереди с ограничением,Для достижения поставленной целив устройство для моделирования системмассового обслуживания, содержащее первый реверсивный счетчик, первая группавыходов которого через дешифратор ипервый переключатель соединена со входом управляемого генератора потока случайных импульсов, а вторая группа выходов первого реверсивного счетчика черезпервый элемент И соединена с первымвходом первого элемента "Запрет", выходкоторого соединен с суммирующим входомпервого реверсивного счетчика, а второйвход первого элемента "Запрет" соединенс выходом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходомгенератора потока случайных импульсови через первый блок случайных временных задержек подключен к первым входам второго элемента И и второго элемента "Запрет", выход которого соединенс первым входом второго элемента ИЛИ,второй вход которого через второй блокслучайных временных задержек соединенс выходом третьего элемента ИЛИ, первый вход которого обьединен со вторым, входом первого элементаИЛИ и подключен к выходу третьего элемента "Запрет",а второй вход третьего элемента ИЛИ соединен с суммирующим входом второго реверсивного счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходом второго элемента И, а выходы второго реверсивного счетчика через четвертый элементИЛо 1 соединены со вторыми входами второго элемента И и второго элемента "Запрет", выход генератора потокаслучайных импульсов соединен со входомсчетчика общего числа заявок и спервым входом третьего элемента И, выход которого соединен со входом счетчика потерянных заявок, а второй входтретьего элемента И обьединен с первыми входами четвертого элемента И итретьего элемента "Запрет", второйвход которого объединен со входом счетчика числа отказов каналов обслуживания и со вторым входом четвертого элемента И и через второй переключательподключен к выходу управляемого генератора потока случайных импульсов, выход четвертого элемента И соединен совходом счетчика прерванных обслуживанием заявок и со вторым входом третьего элемента ИЛИ, введены пятый ишестой элементы ИЛИ, четвертый, пятыйи шестой элементы Запрет", пятый, шестой и седьмой элементы И, третий переключатель и третий реверсивный счетчик,суммирующий и вычитающий входы которого соединены соответственно с выходами пятого и шестого элементов И, первая группа выходов третьего реверсивно,ного счетчика через седьмой элемент И соединена со вторым входом третьегоэлемента И, с первым входом третьего7361 10 На чертеже приведена блок-схема уст, ройства.Устройство содержит генератор 1 потока случайных импульсов, управляемый генератор 2 потока случайных импульсов, первый и второй элементы 3 и 4 "Запрет, первый элемент ИЛИ 5, выход которого соединен со входом первого элемента 3 "Запрет", а первый вход - с выходом генератора 1 потока случайных импульсов, второй элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второго элемента 4 "Запрет", первый вход которого через первый блок 7 случайных15 временных задержек соединен с первым входом первого элемента ИЛИ 5, первый реверсивный счетчик 8, суммирующий вход которого соединен с выходом первого элемента 3 "Запрет первая группа выходов через первый элемент И 9 -20 со вторым входом первого элемента 3 "Запрет, а вторая группа выходов - со входами дешифратора 10, третий элемент 11 Запрет", выход которого соединен25 со вторым входом первого элемента ИЛИ 5 и с первым входом третьего элемента ИЛИ 12, второй элемент И 13, первый вход которого объединен с первым входом второго элемента 4 "Запрет, второй30 блок 14 случайных временных задержек, вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ 12, а выход - со вторым входом второго элемента ИЛИ 6, второй реверсивный счетчик 15, суммирующий вход которого соединен со вторым входом третьего элемента ИЛИ 12, вычитающий вход - с выходом второго элемента И 13, а выходы через четвертый элемент ИЛИ 16 - со вторыми входами второго элемента 4 Запрет и второго элемента И 13, третий элемент И 17, первый вход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ 5 и со входом счетчика 18 общего числа заявок,45 выход - со входом счетчика 19 числа потерянных заявок, а второй вход - с первыми входами третьего элемента 11 "Запрет" и четвертого элемента И 20, вторые входы которых объединены со вхо 50 дом счетчика 21 числа отказов каналов обслуживания, а выход четвертого элемента И 20 соединен со вторым входом третьего элемента ИЛИ 12 и со входом счетчика 22 прерванных обслуживанием заявок,55 выход дешифратора 10 через первый переключатель 23 соединен со входом управляемого генератора 2 потока случайных импульсов, четвертый элемент 24 Зап 10 6рет, выход которого соединен с вычитающим входом первого реверсивного счетчика, а первый вход - с выходом второгоэлемента ИЛИ 6, пятый элемент ИЛИ 25,входы которого соединены со входами элементов И 17 и 20, а выход через пятыйэлемент 26 Ъшрет - со входом пятого элемента И 27, шестой элемент И28, первый вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ 6, а выходс вычитающим входом третьего реверсивного счетчика 29, суммирующий вход которого соединен с выходом пятого элемента И 27, первая группа выходов через седьмой элемент 30 - со входамипятого элемента 26 Запрет и третьего элемента И 17, а вторая группа выходов через элемент ИЛИ 31 - со вторыми входами четвертого элемента 24"Запрет и шестого элемента И 28, выход первого элемента И 9 соединен совходом третьего переключателя 32, выходы которого соединены со входами элементов И 17 и 27, выход управляемогогенератора 2 потока случайных импульсов соединен через второй переключатель33 со входом третьего элемента 11Запрет",Устройство работает следующим образом,Импульсы от генератора 1 поступаютчерез элемент ИЛИ 5 и открытый элемент3 "Запрет" на вхо д сложения счетчика 8занятых каналов и одновременно входятв блок 7 случайных временных задержек,имитирующий проиесс обслуживания, Лоступление импульса на вход сложениясчетчика занятых каналов увеличиваетего код на единицу, что означает занятие одного канала. Импульс блока случайных временных задЕржек, появившийсяна выходе через время, равное случайнойдлительности обслуживания, поступает навычитающий вход счетчика занятых каналов и списывает" из него единицу, имитируя тем самым освобождение одногоканала. В момент времени, когда всеканалы заняты, на выходе многовходового элемента И 9, связанного с разрядами счетчика 8 занятых каналов, появляется сигнал, поступающий на управляющий вход элемента 3 Запрет" и на входэлемента И 27,При этом элемент 3 Запрет" закрывается, элемент И 27 открывается, иимпульсы от генератора 1, проходя черезэлемент ИЛИ 25, открытый элемент 26Запрет и открытый элемент И 27, посту 73611.0Ло 25 30 пает на вход сложения счетчика числа заявок, стоящих в очереди и одновременно входят в блок 7 случайных временныхзадержек, Поступление импульса на входсложения счетчика заявок, стоящих в очереди, увеличивают его код на единицу,что означает появление в очереди еще однойзаявки. Импульс блока случайных временныхзадержек, появившись на выходе через время, равное случайной длительности обслуживания, через элементы 4 "Запрет"ИЛИ 6 и И 28 поступает на вычитающий вход счетчика заявок, стоящих вочереди и "списывает из него единицу,имитируя тем самым завершение обслуживания одного задания и начало обслуживания одной из заявок, стоящих в очереди.В момент времени, когда все места в очереди заняты, на выходе многовходового элемента И 30, связанного с разрядами счетчика числа заявок, стоящих в очереди, появляется сигнал, поступающий на управляющие входы элементов 26 и 11 Запрет" и на вход элемента И 20. При этом элемент 26 Запрет" закрывается, элемент И 17 открывается и импульсы от генератора 1 проходят через элемент И 17, имитируя по. ток заявок, получивших отказ в обслуживании, число которых подсчитывается счетчиком 19 потерянных заявок,Импульс от генератора 2, имитирующий момент выхода из строя одного иэ обслуживающих каналов, при отсутствии на выхоце элемента И 9 сигнала, что означает наличие хотя бы одного свободного канала, проходит через открытый элемент 11 "Запрет", элемент ИЛИ 5 и открытый элемент 3 "Запрет на вход сложения счетчика числа занятых . каналов и увеличивает его код на единицу, имитируя отключение одного канал вследствие его неисправности. Одновременно с этим импульс от генератора 2 через элемент ИЛИ 12 поступает на вход блока 14 генераторов случайных временных интервалов, имитирующего процесс восстановления вышедших из строя каналов, и появившись на его выходе через время, равное случайной длительности восстановления, поступает на вычитающий вход счетчика числа занятых каналов и "списывает" из него единицу, имитируя тем самым включение восстановленного канада в работу.В момент времени, когда полностью заполнен счетчик числа занятых кана 1 35 40 45 50 55 лов и в модели имитируется состояние, при котором часть каналов занята обслуживанием, а остальные находятся в ремонте, элемент 3 Запрет" закрывается, элемент И 27 открывается, импульсы от генератора 2 проходят через элемент ИЛИ 25 и открытые элементы 26и 27 "Запрет", на вход сложения счетчика заявок, стоя цих в очереди, имитируя постановку в очередь заявок, обслуживание которой прерывается выходом из строя одного из каналов обслуживания,Если очередь заполена не полностью, то заявка, обслуживание которой прерывается, не теряется, а заново становится в очередь на обслуживание, В момент времени, когда в очередь поступает одна заявка, на выходе многовходовой схемы ИЛИ 31 появляется сигнал, поступающий на вход элемента И 28 и управляющий вход элемента "Запрет". При этом элемент И 28 открывается, а элемент 24 "Запрет" закрывается и импульсы от блоков 7 и 14 случайных временных задержек поступают на вычитающий вход счетчика 29 длины очереди, при этом импульсы блока 7 имитирует конец обслуживания одной заявки и начало обслуживания другой заявки из очереди, а импульсы блока 14 имитируют восстановление одного обслуживающего канала и начало обслуживания этим каналом заявки из очереди. При полном заполнении счетчика 29числа заявок, стоящих в очереди на обслуживание, на выходе многовходовогоэлемента И 30 появляется сигнал, поступающий на управляющие входы элементов 11 и 26 "Запрет" и элемента И 20.Элементы 11 и 26 Запрет закрываются, элемент И 20 открывается и импульсы от генератора через элемент И 20поступают на вход счетчика заявок, обслуживание которых прерывается отказами обслуживающих каналов, Одновременно импульсы от генератора 2 проходятчерез элемент ИЛИ 12 в блок 14 случайных временных задержек и поступаютна вход сложения счетчика 16 числа неисправных (ремонтируемых) каналов, увеличивая его код. Возникающий при этомсигнал на выходе элемента ИЛИ 16закрывает элемент 4 Запрет и открывает элемент И 13. Поэтому импульсы,появившиеся на выходе блоков 7 и 14случайных временных задержек, поступают соответственно на вычитающие входысчетчика 15неисправных каналов исчетчика 29 заявок в очереди, Следовательно, каналы, занятые заяв. ками, обслуживание которых было прервано в результате выхода этих каналов из строя, освобождаются и начинают обслуживание заявок, стоящих в очереди лишь через время, необходимое цля воссмновления их работоспособности (считывание единиц из счетчика 29) производитсяимпульсами блока 14 случайных временных задержек. Импульсы блока 7 О генераторов случайных временных интервалов, имитирующих продолжительность обслуживания заявок, в этом режиме ис-. пользуются для списывания" единиц из счетчика 15 неисправных каналов. Необходимое соответствие между числом импульсов, поступивших на вычитающие входы счетчиков 30 и 15, достигается за счет наличия петли обратной связи, образованной элементами ИЛИ 16, И 13 20 и 4 Запрет.Статистические - характеристики функционирования СИО, моделируемой данным устройством, вычисляются известными метоцами на основе показаний счетчика общего числа поступивших заявок счетчика заявок, получивших отказ в обслуживании из-за отсутствия свободных каналов в системе и свободных мест для ожидания в очереди и счетчика неполностью обслуженных заявок, обслуживание которых было прервано выходом из строя одного из каналов обслуживания, когда все . места цля ожидания в очереци заняты.35формула изобретенияУстройство цля моделирования систем массового обслуживания, содержащее первый реверсивный счетчик, первая группа выходов которого через дешифратор и первый переключатель соединена со входом управляемого генератора потока случай 45 ных импульсов, а вторая группа выходов первого реверсивного счетчика через первый элемент И соединена с первым вхо дом первого элемента Запрет", выход которого соединен с суммирующим входом первого реверсивного счетчика, а второй вход первого элемента Запрет соединен с выходом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом генератора потока случайных импульсов и через первый блок случайных временных задержек подключен к первым входам второго элемента И и второго элемента "Запрет, выход которого соединен с первым вхо 1 О 10дом второго элемента ИЛИ, второй вход которого через второй блок случайных временных задержек соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, первый вход которого объединен со вторым входом первого элемента ИЛИ и подключен к выходу третьего элемента "Запрет", а второй вход третьего элемента ИЛИ соединен ссуммирующим входом второго реверсивного счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходом второго элемента И, а выходы второго реверсивного счетчика через четвертый элемент ИЛИ соединены со вторыми входами второго элемента И и второго элемента "Запрет, вы-. ход генератора потока случайных импульсов соединен со входом счетчика общего , числа заявок и с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен со входом счетчика потерянных заявок а второй вход третьего элемента И объединен с первыми ьходами четвертого элемента И и третьего элемента "Запрет, второй вход которого объединен со входом счетчика числа отказов каналов обслуживания и со вторым входом четвертого элемента И и через второй переключатель подключен к выходу управляемого генератора потока случайных импульсов, выход четвертого элемента И соединен со входом счетчика прерванных обслуживанием заявок и со вторым входом третьего элемента ИЛИ, о т л ичающееся тем,что,сцелью расширения функциональных возможностей устройства за счет моделирования очереди с ограничением оно содержитпятый и шестой элементы И/И, четвертый, пятый и шестой элементы Запрет", пятый, шестой и сецьмой элементы И, третий переключатель и третий реверсивный счетчик, суммирующий и вычитающий входы которого соединены соответственно с выходами пятого и шестого элементов И, первая группа выхоцов третьего реверсивного счетчика через сецьмой элемент И соецинена со вторым вхоцом третьего элемента И, с первым входом третьего переключателя и с первым входом пятого элемента "Запрет а вторая группа выходов третьего реверсивного счетчика через шестой элемент ИЛИ соединена с первыми входамн четвертого элемента "Запрет" и шестого элемента И, вторые входы которых соединены с выходом второго элемента ИЛИ, выход четвертого элемента Запрет ,соединен с вычитающим входом первого10 Составитель А. КарасовРедактор А. Мотыль Техред И. Асталощ Корректор Т, Скво 277/7 Тираж 751 По ЦНИИ ПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий 3035, Москва, А(-35, Раушская наб.Зак писно 4/ лиал НПП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 117361 реверсивного счетчика, вьхдд первого элемента И соединен со входом третьего переключателя, второй выход которого соединен с первым входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с выходом пятого элемента "Запрет, второй вход которого через пятый элемент ИЛИ соединен с выходом генера тора потока случайных импульсов и управляемого генератора потока случайны х импульсов. Источники информаиии,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР%,519716, кл. 6 06 Р 15/20, 1974. 2. Авторское свидетельство СССР Ь 517896, кл, б 06 Р 15/20, 1973