Устройство для моделирования систем массового обслуживания

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А И 9) Ш) 00 р С 06 Р 15/20 СДУЖгенменвый ОО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССРМ 517826, кл. С, 06 Р 15/36,1975.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке М 3533968,кп. 6 06 Р 15/20, 1983 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБИВАНИЯ, содержащее триггер,ератор случайных импульсов, три элемта запрета, пять элементов И, перэлрмент ИЛИ, первый .реверсивныйсчетчик, счетчик заявок, счетчик отказов, два блока случайной временной задержки, выход генератора случайных ивпульсов соединен с входом счетчика заявок, первым входом первого элементаИа информационным входом первого элемента запрета, выход которого подключен к первому входу второго элемента Ии информационному входу второго элемента запрета, выход которого соединенс первым вхоаом первого элемента ИЛИ,выхоа которого соеаинен с входом первого блока случайной временной задержки,выхоа которого поаключен к информационному входу третьего элемежазапрета, и первым входом третьего ичетвертого элементов И, вторые входытретьего и четвертогоэлементов И иуправляющий вход третьего элемента запрета подключены к выходу многовходо-,вого элемента ИЛИ, входы которого. и входы первого многовходового элемента И подключены соответственно к раз , рядным выходам первого реверсивного счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходом третьего элемента И, второй вход второго элемента И соединен с управлякяцим входом второго элемента запрета, управлявзций вход первого элемента запрета подключен к второму входу первого элемента И, выход которого подключен к входу счетчика отказов, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом четвертого эле- ментаИ,отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем моделирования систем массового обслуживания с резер- ф вом, оно дополнительно содержит второй и третий реверсивные счетчики, второй и третий многовхоаовые элементы И,шестой и сеаьмой элементы И,вто рой элемент ИЛИ, четвертый и пятый элементы запрета, первый и второй блоки сравнения, дешифратор и два регистра, причем выход второго элемента И соединен с информационным входом чет- р вертого элемента запрета и первым вхо-дом пятого элемента И, второй вход которого и управляющий вход четвертого элемента запрета подключены к выходу пятого элемента запрета, информационный вход которого соединен с выходом триггера, а управляющий вход подключен к выходу второго многовходового эпемента И и первым входам шестого и седь мого элементов И, второй вход. шестого элемента И соединен с выходом первого элемента запрета, а второй вход седьмого элемента И подключен к выходу первого многовходового элемента И, выход шестого элемента И подключен к800 Э 108 первому входу второго элемежа ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента запрета,в выход - с суммирующим входом первого реверсивного счетчика, разрядные выходы которого подключены соответственно к входам дешифратора, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первыми входами перва о а второго блоков сравнения, вторые входы которых соединены соотг ветственно с выходами первого и второго регистров,а выходы первого и второго блоков сравнения соединены соответствеаю с единичным и нулевым входами трютерв, выход второго элемента запрета подключен к суммирующему входу второго реверсивного счетчика, вычитающий вход которого подключен к выходу третьего элемента запрета, разрядные выходы второго реверснвного счетчика соединены соответственно с входами третьего многовходового элемента И, выход которого подключен к управляющему входу второго элемента запрета, выход пятого элемента И подключен к вычитающему входу третьегореверсивного счетчика и входу второгоблока случайной временной задержки,выход которого соединен с суммирующим входом третьего реверсивного счетчиха, разрядные выходы которого подключены соответственно к входам второго многовходового элемента И, 1Изобретение относится к спепивпиэированным средствам электронного моделирования и может быть использовано при аппаратурном исследОваний систем массового обслуживания (СМО).Известно устройство дпя моделирования систем массового обслуживания, содержащее реверсивные счетчики, генераторы случайного потока импульсов, дешифратор, блоки случайных временных задержек, элементы И, ИЛИ, ЗАПРЕТ 1 Д,0Это устройство предназначено для моделирования многоканальных СМО с учетом возможного выхода из строя каналов обслуживания и последующего нх восстановлеащ. Однако оно не позвапя 15 ет моделировать системы массового обслуживания с очередью.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для,моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор случайных импульсов, счетчик заявок, счетчнк отказов, реверсивный счетчик, многовходовые элементы ИЛИ и И, . первый-.третий элементы запрета, первый25 пятый элементы И, элемент ИЛИ, два блока случайных вреценных задержек, Причем выход генератора случайных импульсов соединен с входом снетчика заявок, первь 1 м входом первого элемента запрета и первым входом первого эле 2мента И, выход которого подключен к счетчику отказов, выход первого элемен.- та запрета соединен. с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, вычитающий вход которого подключен к выходу третьего элемента И, а грунпв выходов через многовходовый элемент И -к вторым входам первого элемента И и первого элемента запрета, выход третьего элемента запрета через первый элемент ИЛИ соединен с входамиблока случайной временной задержки, разрядные выходы реверсивного счетчика соединены с входами многовходового элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, первым входом четвертого элемента И, первым входом второго элемента запрета, второй. вход которого подключен к второму входу третьего и четвертого элементов И, выходу пятого элемента И и нулевому входувторого триггера, единнчный вход которого и первый вход пятого элемента объединены й подипочены к выходам блоков случайной временной задержкн, выход второго триггера подключен к второму входу пятого элемента И, выход четвертого элемежа И соединен с другим входом элемента ИЛИ, выход третьего элемента запрета подключен к единичному входу пер3 10 Мб вого триггера, нулевой вход которого соединен с выходом второго элемента запрета, а выход - с вторым входом элемента И и управляющим входом третьего элемента запрета Г 21.5Недостатком известного устройства является невозможность моделирования систем массового обслуживания населе- ния еБелью изобретения является расшире -1 О ние функциональных возможностей устройства путем моцелирования системы массового обслуживания с резервом. Поставленная цель достигается тем, что устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержаще е триггер, генератор случайных импульсов, три элеменгв запрета, пять элементов И, первый элемент ИЛИ, первый реверсивный счетчик, счетчик заявок, счетчик отказов, два блока случайной временной задержки, выход генератора случайных импульсов соединен с входом счетчика заявок, первым входом первого элемента И и информационным входом первого элемента запрета выход которого подключен в первому входу второго элемента И и информационному входу второго элемента запрета,выход которого соеди 30 нен с первым входом первого элеменга ИЛИ, выход которого соединен с входом первого блока случайной временной задержки, выход которого подключен к информационному входу третьего элемента запрета, и первым входом третьего и четвертого элемещгов И, вторые входы третьего и четвертого элементов И и управляющий вход третьего элемента запрета подключены к выходу многовхоцового элемента ИЛИ, вхоцы которого и вхоцы первого многовхоцового элемента И поцлючены соответственно к разрядным выходам первого реверсив ного счетчика, вычитвющий вход которого соединен с выходом третьего элемента И, второй вход второго элемента И соединен с управляющим входом второго элемента запрета, управляющий вход первого элеменга запрета цодключен к второму входу первого элемента И, выход которого подключен к входу счетчика отказов, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом четвертого элемента И, дополнительно содержит второй и третий реверсивные 55 счетчики, второй и третий многовходовые элементы И, шестой и седьмой элементы И, второй элемент ИЛИ, четОй4вертый и пятый элементы запрета, первый и второй блоки сравнения,.дешифратор и двв регистра, причем выход второго элемента И соединен с информационным входом четвертого элемента запрета и первым входом пятого элемента И, второй вход которого и управлякщий вход четвертого элеменга запрета подключены к выходу пятого элемента запрета, информационный вход которого соединен с выходом триггера, а управляюпщй вход подключен к выходу второго многовходового элемента И и первым входам шестого и седьмого элементов И, второй вход шестого элемента И соединен. с выходом первого элемента запрета, а второй вход седьмого элемента И подключен к выходу первого многовкодового элеменга И, выход шестого элемента И подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента запрета, а выход - с суммирующим входом первого реверсивного счетчика, разрядные выходы которого подключены соответственно к входам дешифратора, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первыми входами первого и второго блоков сравнения, вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго регистра, а выходы первого и второго блоков сравнения соединены соответственно с единичным и нулевым входами триггера, выход второго элемента запрета подключен к сум мирукщему входу второго реверсивного счетчика, вычитвющий вход которого подключен к выходу третьего элемента запрета, разрядные выходы второго реверсивного счеччив соецинены соответс 1венно с вхоцами третьего многовхоцового элемента И,выхоц которого поцлючеи управляющему вхоцу второго элемента запрета,выхоц пятого.элемента И подкаоченквычитающему вхоцу третьего реверсивного, счетчика и вхоцу второго блока случайной временной задержки, выход которого соею динен с суммирующим входом третьего реверсивного счетчика, разрядные выходы которого подключнны соответственно к входам второго многовходового элемента И. На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - схема блоков случайной. временной задержки.Устройство содержит гекератор 1 случайных импульсов, счетчик 2 общего чис ла заявок, счетчик 3 .отказов, второй 4,Устройство работает следующим образом. Когда в системе хотя бы один канал свободен, сигнал на выходе многовходового элемента И 11 отсутствует, и импульсы от генератора 1 поступают через открытые элементы 21 и 22 запрета на суммирующий вход счетчика 4 числа занятых канапов и одновременно через.элемент ИЛИ 19 в блоу,7 случайных временных задержек, имитирующий: процесс обслуживания. Поступление импульса на суммирукиций вход счетчика 4 числа занятых каналов увеличивает его код на едиа- цу, что означает занятие одного канапа. Импульс, появившийся на выходе блока случайной временной задержки через время, равное случайной длительности об- служивания, через открытый элемент 23 запрета поступает на вычитаюший вход счетчика 4 числа занятьи каналов н "списывает" иэ него единицу, имитируя тем самым освобождение одного канала, В момент времени, когда все каналы заняты, на выходе мйоговходового элемента И 11, связанного раэрядамн с реверсивным счетчиком 4 числа занятых каналов, появляется сигнал, поступающий на управляющий вход элемента запрета 22 н на вход элемента И 27. При этом элемент 22 запрета закрываетая, а элемент И 27 открывается, и импульсы от генератора 1, проходя через открытый элемент И 27, элеменг 24 запрета и элемент И 27, поступают на суммирующий вход счетчика 5 числа заявок, стоящих в очереди. Импульс, поступакаций на суммирующий вход счетчика 5 числа. заявок, стоящих в очереди, увеличивает его код на единицу, что означает постановку в очередь еще одной заявки. На выходе многовходового элемента, ИЛИ 9 появляется сигнал, открывающий элементы И 28 и 29 и закрывающий элемент 23 запрета. Импульс с блока 7 случайной временной задерж ки, появившись на выходе через время, равное случайной длительности обслуживания, через элеменг И 28 поступает на вычнтающий вход реверсивного счеч. чика 5 числа заявок, стоящих в очереди, н исписывает" иэ него единицу, ими:- тируя тем самым завершение обслуживания одной заявки. Одновременно с этим импульс с выхода блока 7 случайных временных задержек через открытый элемент И 21 пэ:тупает на вход блока 7 случайных временных задержек, имити 5 108 800 Э первый 5, третий 6 реверсивные счетчик, первый и второй блоки 7 и 8 случайной временной задержки, многовходовмй элемент ИЛИ 9, первый 10, третий 11 и второй 12 многовходовые элемен ты И, дешиФратор 13, первый и второй блоки 14 и 15 сравнения, первый регистр 16, второй регистр 17, триггер 18, первый и второй элементы ИЛИ 19 и 20, первый - пятый элеменгы запрета 2,1-25, а также первый- седьмой элементы И 26-32.Блок случайной временной задержки содержит (-1) элементов ИЛИ-НЕ 33, ( в -2) элементов ИЛИ 34,(й -1) эле 15 ментов ИЕ 35, элемент ИЛИ 36 и случайную линию 40 задержки блока 37.Блок работает следукяцим образом.В исходном состоянии триггеры 39 всех кацапов находятся в единичном со стоянии. При этом триггеры обеспечивают наличие нулевых потенциалов на выхо дах элементов ИЛИ-НЕ 33 с номерами, большими нли равными номеру триггера 39. Для открытия каждого иэ элементов И 38 требуется единичный потенциал с , выхода соответствующего элемента ИЛИ-НЕ, Следовательно, если свободен один из каналов, предположим с номеромто его триггер 39 находится в еди- з 0 ничном состоянии и сигналом с его выхода исключает возможность прохожде ния импульса, имитирующего поступле ние заявки на входь 1 каналов с номерами большими 35Импульс, поступивший на вход через открытый элемент И 38 первого канала, проходит на нулевой вход триггера 39 и на вход случайной, пинии 40 задержки первого канала, До тех пор, пока этот 40 импульс не появится на выходе случайной линии 40 задержки триггер 39 первого канала будет находиться в нулевом состоянии и открытым окажется лишь элемент И 38 второго канала. При поступ ленни следующего импульса он поступает на вход случайной линии 40 задержки второго канала и устанавливает в нулевое состояние соответствующий триггер и т.д. 50Импульс случайной линии 40 задержки, появившийся на выходе через время, равное случайной дпительносги обслуживания, устанавливает соответствующий триггер 39 в еднннчйое состояние и через элеменг ИЛИ 36 поступает на выход блока случайной временной задерж7 1088 руя тем самым выбор из очереди заявки на обслуживание.В момент времени, когда число заявок в очереди достигает числа, равного установленной верхней границе, содержи мое регистра 16, сигнал с блока 14 сравнения, связанного через дешифратор 13 с реверсивным счетчиком 5 числа заявок, стоящих в очереди, и регистром 16 верхней границы, изменяют состояние триггера 18, имеющего в исходном состоянии на выходе низкий уровень. Сигнал с триггера 18 через открытый элемент 25 запрета поступает на элемент 24 запрета и на элемент И 30. При этом элемент 24 запрета закрывается,Ъ а элемент И 30 открывается. Импульсы от генератора 1 случайных импуль-: сов через открытые элементы И 27 и 30 поступают на суммирующие входы реверсивного счетчика 6 числа занятых каналов резерва. Поступление импульсов на суммирующий вход счетчика 6 увеличивает его код на единицу, что означает занятие одного канада резервуара. 5 Одновременно импульсы от генератора 1 через открытые элементы И 27 и 30 поступают на блок 8 случайных времениых задержек. Импульс с блока 8 случайных, временных задержек, появивший-, 30 ся иа выходе черезвремя, равное случайной длительности обслуживания, поступает на вычитающий вход счетчика 6 занятых каналов резерва и "списывает" иэнего единицу, имитируя тем самым35 освобождение одного резервного канала.В.момент времени, когда все каналы резерва заняты, на выходе многовходового элемента И 12, связанного с раз-, рядами реверсивного счетчика 6 числа 4 О заявок, находящихся в очереди, появля- ется сигнал, поступающий на элементы. 003 8И 31 и 32 и на управляющий вход элемента 25 запрета, При атом элементИ 31 открывается, а элемент 25 запрета закрывается и импульсы от генератора 1, проходя через открытые элементызапрета 21, И 31 и ИЛИ 20, поступают на суммирующий вход счетчика 5числа заявок,стоящих в очереди, увели-чивая его код наединицу, что означаетпоявление в очереди еще одной заявки. В момент времени, когда очередь пере"полняется, т.е. заняты все канады резерва, на выходе многовходовых элементов И 10 и 12 появляются сигналы, которые поступают на входы элементаИ 32, элеменга запрета 21 и элементаИ 26. При этом элеменг И 26 открывается, а элемент 21 запрета закрывается, и импульсы от генератора 1 проходят через элемент И 26, имитируяпоток заявок, нсаучивших отказ в обслуживании, число которых подсчитываетсясчетчиком 3 числа потерянных заявок.Общее число поступивших заявок подсчитывается счетчиком 2,Статистические характеристики функционирования системы массбвого обслуживания, моделируемой устройством, вычисляются известными методами на основепоказаний счетчика общего числа поступивших заявок и счетчика числа заявок,получивших отказ в обслуживании из-эаотсутствия свободных мест в очереди.Таким образом, предлагаемое устройство в огличие от известных позволяетмоделировать системы массового обслуживания с очередями и переключением резерва для,обслуживания очереди в момеигдостижения ею заданной верхней границы,Отключение резерва при этом происходитпри обнулении очереди.в одписноеСР аз 2674/4 6 Тираж 699 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и от 113035, Москва, Ж, Р фП,4/5 атент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4 лиал Редактор И, Шулла Составитель В. Фукал Техред Э,Далекорей Корректор Ю. МакаренкоП итета ССкрытийушскан на