Устройство для моделирования систем массового обслуживания

ОП И САН ИЕ (п)903889ИЗОБРЕТЕНИЯВТОеаС КОМУ СеаИДЕЛСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликпо делам нзобретеннй н открытнйвосибирский филиал Всесоюзного научи йс института транспортного строит ьс71) Заявител 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ни оиства явделения вреэтого ус ность оп Недостатко ляется невозммени ввода в ликви целе сплуатациюбслуживан ацию ка ых сист х. Изобретение относится к вычисли. тельной технике, а именно к специализированным средствам электронного моделирования, и может быть использовано для исследования функционирования и расчета количества каналов обслуживания во времени целевых систем с ограниченным сроком функционирования, представляющих нестационарную систему массового обслуживания (СМО) с ограниченной очередью.10Целевые системы характеризуются постепенным наращиванием, периодом устойчивого функционирования и постепенным свертыванием.Известно устройство для моделирования СМО, позволяющее моделировать топологию графа, рассчитывать число каналов обслуживания в звеньях 1.11,Однако это устройство предназначено для моделирования стационарных процессов и не позволяет рассчитывать время ввода в эксплуатацию и время ликвидации каналов обслуживаелевых системах с ограниченньв сроком функционирования,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, позволяющее исследовать системы с переменной пропускной способностью, адаптирующейся к изменениям интенсивности входного потока по критерию заданной вероятности отказа на обслуживание, Устройство содержит логический блок, блок измерения времени занятости каналов обслуживания, блок:управления измерением пропускной способности, генератор входного потока, генератор тактовых импульсов, счетчики общего потока заявок потерянных заявок и отключенных каналов обслуживания 1.23 .Поставленная цель достигается Фем, что в устройство, содержащее генератор нестационарного потока заявок, выход которого соединен с входом 1 О счетчика заявок и с первыми входами первого элемента запрета и первого элемента И, выход которого подключен к входу счетчика потерянных заявок, генератор тактовых импульсов, ,выход которого соединен с первыми входами второго элемента. И, второгс 1 элемента запрета, блока измерения времени занятости каналов обслуживания и элементов И первой группы, 2 О выходы которых подключены к первым входам счетчиков первой группы, третий элемент И, выход которого соеди" нен с вторым входом блока измерения .времени занятости каналов обслужи- д 5 вания и с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к первому выходу блока измерения времени занятости каналов обслуживания, выход первого элемента ИЛИ соединен с вторым входом второго элемента запрета, дешифратор, выход последнего разряда которого соединен с первым входом третьего элемента запрета, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом блока измерения времени занятости каналов обслуживания, и генераторы случайных временных интер 4 О валов, введены группа элементов запрета, вторая группа счетчиков, вторая группа элементов .И, группа элементов запрета, группа триггеров, группа элементов НЕ, элементы НЕ, четвертый, пятый, шестой и седьмой элементы И, второй и третий элементы ИЛИ и первый и второй реверсивные счетчики, причем входы второго реверсивного счетчика соединены соответственно с выходами второго и третьего элементов запрета, выходы второго реверсивного счетчика подключе." ны к входай дешифратора, выходы которого соединены с входами триггеров первой группы, первые, выходы которых подключены к вторым входам элементов И первой группы, вторые выходы триггеров первой группы соединены соот 15 903883Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет определения времени ввода в эксплуатацию и ликвидацию каналов обслуживания. 5 9 4ветственно с первыми входами элементов И второй группы и четвертого, пятого и шестого элементов И и с входами триггеров второй группы, выходы которых соединены с первыми входами элементов запрета группы, вторые входы которых подключены к выходу генератора тактовых импульсов, выходы элементов запрета соединены с входами счетчиков второй группы, входы первого реверсивного счетчика подключены соответственно к выходам второго элемента ИЛИ и первого элемента запрета, выход последнего разряда первого реверсивного счетчика соединен с вторыми входами первого элемента И и первого элемента запрета, остальные выходы первого реверсивного счетчика подключены к входам седьмого элемента И, выход которого соединен с вторыми входами элементов И второй группы, выходы которых непосредственно подключены к входам второго элемента ИЛИ и через генераторы случайных временных интервалов - к вторым входам соответственно четвертого, пятого и шестого элементов И и элементов НЕ группы, выходы которых соединены с третьими входами элементов И второй группы, входы элементов НЕ подключены к выходам соответствующих триггеров первой группы, выход четвертого элемента И соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами шестого элемента И и четвертого элемента ИЛИ, входы которого подключены соответственно к выходам пятого элемента И и первого элемента НЕ, выход второго элемента НЕ соединен с вторым входом третьегоэлемента ИЛИ.На чертеже представлена функциональная схема устройства для моделирования систем массового обслуживания,Устройство состоит из счетчика 1 заявок, генератора 2 нестационарного потока заявок, счетчика потерянных потока заявок, счетчика 3 потерянных заявок. логического блока 4, блока 5 измерения времени занятости каналов обслуживания, блока 6 управления измерением пропускной способности, генератора 7 тактовых импульсов, элементов И 8, 9 и 1 О, элементов 11,12 и 13 запрета, счетчиков 14, 15 и16 времени ввода каналов обслуживания в эксплуатацию и счетчиков17, 18 и 19 их ликвидации, триггеров20, 21, 22. 5Логический блок 4 содержит элементы И 23-28, реверсивный счетчик 29числа заявок в очереди, элементыИЛИ 30, 31 и 32, элемент 33 запрета,элементыНЕ 34 и 35, блок 36 генераторов случайных временных интервалов,состоящих из элементов И 37, 38 и39, генераторов 40, 41 и 42 случайных временных интервалов и элементовНЕ 43, 44 и 45. 5Блок 5 измерения времени занятости каналов обслуживания содержит генератор 46 эталонной частоты, элементИ 47, элементы 48 и. 49 запрета, счетчики 50,и 51. 20Блок 6 управления измерением пропускной способности содержит элемент ИЛИ 52, элемент И 53, элементы54 и 55 запрета, триггеры 56, 57 и.58,1 дешифратор 59, реверсивный.счетчик 60,25Устройство работает следующим об-разом,Импульсы от генератора 2 входногопотока поступают через открытый элемент 33 запрета на вход сложения ре- зоверсивного счетчика 29 числа заявокв очереди, Через элемент И 24 заявка поступает на первые входы элементов И 37, 38 и 39 блока генератороввременных интервалов. 35В исходном состоянии реверсивныйсчетчик 60 блока 6 находится в нулевом состоянии. Триггер 58 находитсяв единичном состоянии, так как еговход подключен к нулевому выходудешифратора 59. Триггеры 56 и 57 находятся в нулевом состоянии. Потенциал с единичного выхода триггера58 поступает на элемент И 39 и черезтриггер 22 на элемент 13 запрета,закрывая ее. На третий вход элемента И 39 поступает сигнал через элемент НЕ с выхода первого генератораслучайных временных интерваловЭлементы И 37 и 38 закрыты, так как на50их вторых и,четвертых входах отсутствуют сигналы. Сигнал с выхода элемента И 39 запускает генератор 42случайных интервалов, имитируя процесс обслуживания в первом канале,и поступает через элемент ИЛИ 30 на55вычитающий вход реверсивного счетчика 29, уменьшая длину очереди наодну заявку. Если длина превышает допустимую, то на выходе старшегоразряда счетчика 29 появляется сигналкоторый поступает на элемент 33 запрета, запрещая прохождение заявокв систему, Одновременно этот сигналоткрывает элемент И 23 и счетчик3 подсчитывает число отказанных заявок,Выходы генераторов временных ин"тервалов подключены к первым входамэлементов И 25, 26 и 27, вторые входы которых подключены к единичнымвыходам триггеров блока 6. Ь моментзанятости первого канала на выходеэлемента И 27 появляется сигнал, который поступает на вход элементаИ 28. На его другие входы поступаютсигналы через элементы ИЛИ 31 и 32 сэлементов НЕ 34 и 35, так как включен пока один канал обслуживания. Сигнал с выхода элемента И 28 поступает на элемент И 47 блока 5 и импульсы генератора 46 эталонной частоты проходят через элементы 48 и 49 запрета и поступают на входы счетчиков 50 и 51, первый из которых может принять число импульсов, равное нижнему порогу, а второй - число импульсов, равное верхнему порогу суммарного времени занятости каналов обслуживания. При переполнении счетчика 51 закрывается элемент 49 запрета и открывается по управляющему входу элемент И 53. Аналогично при переполнении счетчика 50 закрывается элемент 48 запрета и управляющий сигнал проходит элемент ИЛИ 52 и поступает на вход элемента 54 запрета.Генератор 7 тактовых импульсов через равные промежутки времени вырабатывает импульсы, которые используются для управления системой, Если к моменту появления тактового импуль са число в счетчике 50 меньше заданного, то управляющий сигнал на его выходе отсутствует. На элемент 54 1запрета запрещающего сигнала не поступает и сигнал с генератора 7 тактовых импульсов проходит через открытый элемент 54 запрета и поступает на вход вычитания счетчика 60 числа включенных каналов.Если к моменту появления тактового импульса счетчик 50 переполнен, а в счетчике 51 содержится число, которое меньше заданного, то закрытый элемент И 53 и элемент 54 запрета не пропускают тактовый импульс, и изменений в устройстве не происходит.903889 Если в момент появления тактовогоимпульса переполнены оба счетчика50 и 51, то элемент 54 запрета оказывается закрытым, а элемент И 53 - от-.крытым и сигнал с генератора 7 тактавых импульсов проходит через открытыйэлемент 55 запрета и поступает насуммирующий вход счетчика 60 числавключенных каналов. Подключение каналов происходит до тех пор, пока на 10шине дешифратора 59 с максимальнымномером (и) не появится сигнал, запрещающий прохождение импульсов черезэлемент 55 запрета.Первый импульс, записанный в счет чик 60, через дешифратор 59 перево -дит триггер 57 в единичное состоя-:ние, включая тем самым канал обслуживания. Выходы дешифратора соединенысо счетными входами триггеров. Каждый 20нечетный импульс на одном и том жевыходе дешифратора подключает каналобслуживания, каждый четный - отключает. Сигнал с единичного выходасчетчика 60 поступает на элемент 25И 38 блока 36, разрешая запуск генератора 41 временных интервалов, Однако второй канал может начать обслуживание только при условии, что первый занят, т.е. запуск генератора 41 ЗО.временных интервалов осуществляется,если на элемент И 38 поступает такжесигнал с выхода генератора 42 временных интервалов,Сигнал с выхода генератора 41временных интервалов поступает напервый вход элемента И 26, на втором .входе которого имеется сигнал с единичного выхода триггера 57. С выходаэлемента И 26 сигнал через элементИЛИ 32 поступает на вход элементаИ 28.Канал обслуживания считается вэксплуатации с момента его первоговключения до момента последнего 45отключения,Импульсы с генератора 7 тактовых импульсов поступают через открытые элементы 11, 12 и 13 запрета и подсчитываются счетчиками 17, 18 и 19, фиксируя время, прошецшее с момента начала моделирования целевой системы. Как только включается первый канал обслуживания, сигнал с единич-ного выхода триггера 58 через григгер 22 закрывает элемент 13 запрета, При включении второго канала сигнал с единичного выхода триггера 57 че 8рез триггер 21 закрывает элемент 12 запрета и т.д. Если каналы отключены, то триггеры 56, 57 и 58 находятся в нулевом состоянии и сигналы с их нулевых выходов разрешают прохождение тактовых импульсов с генератора 7 через элементы И 8, 9 и 10 на счетчики 14, 15 и 16. При включении соответствующего канала обслуживания сигнал с единичнога выхода соответствующего триггера обнуляет соответствующий счетчик . Таким образом, показания счетчиков 14, 15 иб в конце моделирования соответствуют времени, прошедшему с момента последнего отключения канала обслуживания до момента окончания моделирования, т.е, поставленная цель достигается,Формула изобретения Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор нестационарного потока заявок, выход которого соединен с входом счетчика заявок и с первыми входами первого элемента запрета и первого элемента И, выход которого подключен к входу счетчика потерянных заявок, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первыми входами второго элемента И, второго элемента запрета, блока измерения времени занятости каналов обслуживания и элементов И первой группы, выходы которых подключены к первым входам счетчиков первой группы, третий элемент И, выход которого соединен с вторым входом блока изме- рения времени занятости каналов обслуживания и с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к первому выходу блока измерения времени занятости каналов обслуживания, выход первого элемента ИЛИ соединен с вторым входом второго элемента запрета, дешифратор, выход последнего разряда котороо соединен с первым входом третьего элемента запрета, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом блока измерения времени занятости каналов обслуживания, и генераторы случайных временных интервалов, о т л и ч а ю щ е е с я20 тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей за счет определения времени ввода в эксплуатациюи ликвидации каналов обслуживания,в него введены группа элементов запрета, вторая группа счетчиков, вторая группа элементов И, группа элементов запрета, группа триггеров,группа элементов 1 Е, элементы НЕ,четвертый, пятый, шестой и седьмой 10элементыИ, второй и третий элементыИЛИ и первый и второй реверсивныесчетчики, причем входы второго реверсивного счетчика соединены соответственно свыходами второго итретьего элементов запрета, выходывторого реверсивного счетчика подключены к входам дешифратора, выходы которого соединены с входамитриггеров первой группы, первыевыходы которых подключены к вторымвходам элементов И первой группы,вторые выходы триггеров первой группы соединены соответственно с первыми входами элементов И второй группы 25и четвертого, пятого и шестого элементов И и с входами триггеров второй группы, выходы которых соединеныс первыми входами элементов запретагруппы, вторые входы которых подклю- Зочены к выходу генератора тактовых имПульсов, выходы элементов запретасоединены с входами счетчиков второй группы, входы первого реверсивнОго счетчика подключены соответственно к выходам второго элемента ИЛИи первого элемента запрета, выходпоследнего разряда первого реверсивного счетчика соединен с вторымивходами первого элемента И и первогоэлемента запрета, остальные выходыпервого реверсивного счетчика под"ключены к входам седьмого элементаИ, выход которого соединен с вторымивходами элементов И второй группы,выходы которых непосредственно подключены к входам второго элементаИЛИ и через генераторы случайных временных интервалов - к вторым входамсоответственно четвертого; пятого ишестого элементов И и элементов НЕгруппы, выходы которых подключены ктретьим входам элементов И второйгруппы, входы элементов НЕ подключены к выходам соответствующих триг,геров первой группы, выход четвертого элемента И соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входутретьего элемента И, второй и третийвходы которого соединены соответственно с выходами шестого элементаИ и четвертого элемента ИЛИ, входыкоторого подключены соответственнок выходам пятого элемента И и первого элемента НЕ, выход второго элемента НЕ соединен с вторым входомтретьего элемента ИЛИ.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 723580,. кл. С 06 Г 15/20, 1977. 2. Авторское свидетельство СССРУ 415674, кл. 6 06 Г 7/50, 1974Составитель , горбининафактор Т. Кугвышева Техред М, На.;в Корректор 11. Коста 1 одписно 4/5 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Заказ 123/31 ВНКП 1 И Государ по делам и 113035 МосквТираж 731 енного комит ретений и от ЖРаушск та С"Срытийя наб.