Устройство для моделирования систем массового обслуживания

(50 4 С 06 Р 15/20 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЛЬСТВ К АВТОРСКОМУ можноазов(22) (46) (72) и А.Д (53) (56) В 826 ания. Филимонихин ор слу 1тчик обчислаоб служиИЛИ, И,И, блокиадержек,нятых ьство СССР /20, 1978. тво СССР 5/20, 1982,У 110(54) УСТРОЙСТВО Для МОДСИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИ(57) Изобретение относилительной технике, а имциалиэированным средствного моделирования, предля исследования сетейобслуживания. Цель изоб В етчика числа ся к вычиснно к спе" об служистно-рас- Е девы изх вре 2 ил. Сф м электроннаэначеннымассовогоетения -ОСУДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 3933022/24-2422.07.8507.12.86, Бюп. 9В.В.Тимофеев, Г,В.Хомоненко681,3 (088.8)Авторское свидетел358, кл. С 06 Р 1торское свидетель8459, кл. С 06 Р расширение функциональных вотей за счет моделирования отВосстановлений каналов обслуУстройство содержит генератчайного потока заявок, счещего числа заявок, счетчикизаявок, получивших отказ ввании, элементы запрета,многовходовые элементы ИЛИ,линий случайных временных здва реверсивных счетчика заканалов, два реверсивных счдлины очереди, два счетчиказаявок, получивших отказ в ованин из-за отказа каналоввания, а также два вероятнопределительных блока. Провеменения блока линий случайньменных задержек. 1 э.п. ф-льИзобретение относится к вычислительной технике и может быть испольэовано при исследовании систем массового обслуживания 1,С.1 О) и сетеймассового обслуживания, состоящих изнескольких СМО,Целью изобретения является расширение Функциональных возможностейустройства эа счет моделирования процессов отказон и восстановлений каналов обслуживания.На фиг.1 представлена структурнаясхема предлагаемого устройства, нафиг.2 - схема блока линий случайныхвременных задержек.Устройство для моделирования систем массоного обслуживания содержитгенератор 1 случайного потока заявок,счетчик 2 общего числа заявок, первый3 и второй 4 счетчики числа заявок,получивших отказ в обслуживании, спервого по шестой элементы И 5-10,с первого по шестой элементы 11-16запрета, с первого по седьмой элементы ИЛИ 17-23 первый 24 и второй 25блоки линий случайных вгеменных задержек, первый 26 и второй 27 вероятностно-распределительные блоки, первый 28 и второй 29 реверсивные счетчики занятых каналов, первый 30 ивторой 31 реверсивные счетчики длиныочереди с первого по четвертый многовходовые элементы И 32-35, первый36 и нторой 37 многонходовые элементы ИЛИ, перный 38 и второй 39 счетчики числа заявок, получивших отказв обслуживании иэ"эа выхо,: а иэ стволканалов обслуживания,Блок 24 линий случпЗных временныхзадержек содержит элемгнть: ИЛИ-НЕ 40,элементы ИЛИ 41, элементы НЕ 42, четыре элемента ИЛИ 43 и каналы 44,каждый из которых содерядют с первогопо четвертый элементы И 45-48, первый 49 и второй 50 триггеры, первый51 и второй 52 элементы ИЛИ, первый53 и второй 54 элементы случайнойзадержки, генератор 55 отказов, вход56 блока и с первого по четвертыйвыходы 57-60,Блок 24 работает следующим образомм.В исходном состоянии триггеры 49и 50 всех каналов находятся в единичном состоянии. При этом триггеры 49обеспечивают наличие нулевых потенциалов на выходах элементов ИЛИП40 каналов с номерами, большими или равныьы,номеру триггера 49. Для открытия каждого из элементов И 45требуется единичный потенциал с выхода соответствующего элемента СПИНЕ 40. Следовательно, если свободенодин из каналов 44, предположим сномером , то его триггер 49; находится в единичном состоянии, и сигналом с его выхода (через последова- О тельность элементон ИЛИ 41, ИЛИ-НЕ40, ИЛИ 41, ИЛИ-НЕ 40) исключаетсявозможность прохождения импульса,имитирующего поступление заявки навходы каналов с большими номерами. 5 Импульс, поступивший на вход 56через открытый элемент И 45 перногоканала 44 и второй вход второгоэлемента ИЛИ 52 проходит на нулевойвход триггера 49 и непосредственно 2 О с выхода элемента И 45 на вход первого элемента 53 случайной задержкипервого канала. До тех пор, покаэтот импульс не появится на выходеэлемента 53 задержки, триггер 49 25 первого канала находится в нулевомсостоянии, и открытым оказываетсялишь элемент И 45 второго канала.Следующий импульс поступает на входперного элемента 53 задержки вто- ЗО рого канала и устанавлинает в нулевое состояние соответствующий триггер 49, и т.д.Импульс элемента 53 задержки,появившийся на выходе через время,равное случайной длительности обслуживания, проходя через открытый,так как триггер 50 - в единичномсостоянии) элемент И 48 и элементИЛИ 51, устанавливает соответствующий триггер 49 в единичное состояниеи одновременно с выхода элемента И48 через первый элемент ИЛИ 43 поступает на первый выход 57 блокалиний случайных временных задЕржек.Импульс с генератора 55, имитир:ющего случайныи поток отказовканала, проходит на вход второго элемента 54 случайных задержек, имитирующего процесс восстановления канала, через второй элемент ИЛИ 52на нулевой вход триггера 49, имитируя занятие канала, на нулевой входтриггера 50 и на второй вход третьего элемента И 47, При этом, если55канал не занимался обслуживаниемзаявки (триггер 49 находится н единичном состоянии), то элемент И 46 открытый, и импульс с генератора 55проходит через второй элемент ИЛИ 43 на второй выход 58 блока линий случайных временных задержек и сигнализирует о занятии канала, Если канал был занят обслуживанием (триг гер 49 в нулевом состоянии), то открыт элемент И 47 и импульс с генератора 55 проходит через четвертый элемент ИЛИ 43 на четвертый выход 60 блока линий случайных временных 10 задержек, сигнализируя о потере обслуживаемой заявки из-эа отказа канала обслуживания, В последнем случае импульс, появившийся на выходе первого элемента 53 случайной задерж ки, не может пройти на первый выход блока линий задержек из-за нулевого состояния триггера 50. Лля исключения появления ложного импульса на выходе элемента 53 после восстанов ления канала величина задержки сигнала в элементе 54 должна быть много больше задержки в элементе 53.Импульс на выходе второго элемента 54 случайных задержек, появивший ся через случайное время, равное случайной длительности восстановления канала, поступает на единичный вход триггера 50, одновременно через элемент ИЛИ 51 на единичный вход триггера 49 и вместе с тем через третий элемент ИЛИ 43 на третий выход 59 блока линий случайных временных задержек, имитируя тем самым восстановление канала обслуживания. Остальные каналы работают аналогично.Устройство работает следующим образом.Когда в сети свободен хотя бы один канал как в первом узле, так и во втором, сигналы на выходах многовходовых элементов И 33 и 34 отсутствуют, и импульсы от генератора 1 случайного потока заявок через откры . тый элемент 11 запрета и шестой эле-мент ИЛИ 22 поступают на суммирующий вход счетчика 28 числа занятых каналов первого узла и одновременно через элемент ИЛИ 19 в блок 24 линий случайных временных задержек. Поступ-о ление импульса на суммирующий вход реверсивного счетчика 28 числа занятых каналов первого узла увеличивает его код на единицу, что означает занятие одного канала. Импульс с блока 24 линий случайных временных задержек, появившийся на его первом выходе через время, равное случайной длительности обслуживания, поступает на вход вероятностно-распределительного блока 26, который с вероятностью Р генерирует импульс по своему первому выходу и с вероятностью 1 в р по вторму. Импульс, появившийся на первом выходе вероятностно-распределительного блока 26, поступает через элемент ИЛИ 17 и открытый элемент 12 запрета на вычитающий вход реверсивного счетчика 28 числа занятых каналов первого узла и "списываетс него единицу, имитируя тем самым освобождение одного канала. С вероятчостью 1- Р импульс генерируется на втором выходе вероятностно-распределительного блока 26 и поступает через элемент ИЛИ 17 и элемент 12 запрета на вычитающий вход реверсивного счетчика, 28 числа занятых каналов первого узла, "списывая" с него единицу, через открытый элемент 14 запрета и элемент ИЛИ 23 на суммирующий вход реверсивного счетчика 29 числа занятых каналов второго узла и через элемент ИЛИ 20 на вход блока 25 линий случайных временных задержек, имитирующего процесс обслуживания. Импульс с первого выхода блока 25 линий случайных временных задержек, задержанный на время, равное случайной длительности обслуживания, поступает на вход вероятностно-распределительного блока 27, который с вероятностью Р генерирует импульс по первому выходу и с вероятностью 1- Р по второму выходу. Импульс по первому выходу списывает единицу со счетчика 29 числа занятых каналоввторого узла, а импульс по второму выходу, кроме этого, поступает через элемент ИЛИ 18 вновь на обслуживание в первый узел. В момент времени, когда все каналы второго узла заняты, на выходе многовходового элемента И 33 появляется сигнал, который закрывает элемент 14 запрета, открывает элемент И 8, и импульсы с второго выхода вероятностно-распределительного блока 26 поступают через открытый элемент И 8 и элемент 16 запрета на суммирующий вход реверсивного счетчика 31. Поступление импульса на суммирующий вход счетчика 31 увеличивает его код на единицу, что озна 5 12 754 чает появление н очереди еще одной заявки, На выходе многавходэвого элемента ИЛИ 37 появляется сигнал, открывающий элемент И 9 и закрываю - щий элемент 15 запрета, Импульс на первом выходе блока 25 линий случайных временных задержек через вероятностно-распределительный блэк 27, элемент ИЛИ 21 и открытый элемент И 9 поступает на вычитаюший вход О счетчика 31 числа заявок стоящих в очереди второго узла, и одновременно с этим через элемент ИЛИ Ц на вход блока 25 линий случайных временных задержек, имитируя тем самым принятие на обслуживание одной из заявок, стоящих н очереди, Аналогично организуется очередь и в первом узле.В момент времени, когда все места 2 О в очереди первого узла заняты, на выходе многовходоваго элемента И 34 появляется сигнал, который открывает элемент И 7, закрывает элемент 13 запрета, и импульсы от генератора 1 25 через открытые элементы И 5 и 7 поступают в счетчик 3 числа заявок, получивших отказ в обслуживании. При заполнении всех мест в очереди второго узла на выходе многавхадовогэ З элемента И 35 появляется сигнал, ксторый открывает элемент И 1 О, закры" вает элемент 16 запрета, и импульсы с второго выхода вероятностно-распределительного блока 26 через .открытые7.5 элементы И 8 и 1 С поступают, на.вто-.рой счетчик 4 числа ээчвак. получивших отказ в обслуживании. Импул ь с, поя вивший ся Ма вт ар ом выходе блока 24 линий случайных временных задержек, сигналиэирующий аб отказе одного из обслуживающих каналов, проходит через элемент. ИЛИ 22 на суммирующий вход реверсивного счетчика 28 числа занятых каналовпервого узла, имитируя тем самым уменьшение числа свободных каналов из-за отказаодного из них, Импульс появившийся на третьем выходе блока 24, через элемент ИЛИ 17 псступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 28, имитируя тем самым освобождение одного канала вследствие ега восстановления, а импульс, появившийся на четвертом выходе блока 24 линий случайных временных задержек, наступает н вход счетчика 38 числа заявок, получивших отказ в обслуживании из-за выхода из строя каналов обслуживания. Аналогично происходит функционирование во второмузле,Статистические характеристикифункционирования системы массовогообслуживания (сети массового обслуживания), моделируемой устройством,вычисляются известными методами наоснове показаний счетчика общегочисла поступивших заявок, первого и второго счетчиков заявок, получивших отказ в обслуживании, .когда все места для ожидания в очереди заняты, и первого и второго счетчиков числа заявок, получивших отказ в обслуживании иэ-эа выхода иэ строя каналов обслуживанияформула изобретения1,. Устройство для моделирования систем массовога обслуживания, содержвщее генератор случайного потока заявок, счетчик общего числа заявок, первый и второй счетчики числа заявок, получивших отказ в обслуживании, с первого по шестой элементы запрета, пять элементов ИЛИ, шесть элементов И, первый и второй блоки линий случайных временных задержек, перВый и второй вероятностно-распределительные блоки, четыре многовходавых элемента И, два многовходовых элемента ИЛИ, первый и второй реверсивные счетчики занятых каналов, первый и второй реверсивные счетчики длины бчереди, разрядные выходы первого реверсивного счетчика занятых каналов соединены соответственно с входами первого многавходового элемента И, выход которого подключен к первому входу первого элемента И и управляющему входу первого элемента запрета, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом второго элемента И и информационным входом второго элемента запрета, выход которого подключен к вычитающему входу первого реверсивного счетчика занятых каналов, выход перного элемента И соединен с информационным входом третьего элемента запрета и первым входом третьего элемента И, выход которого подключен к счетному входу первого счетчика числа заявок, получивших отказ в обслуживании, выход генератора случайного потока заявок подключен к7 17.75 счетному входу счетчика общего числа заявок и первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу первого элемента И и информационному входу первого5 элемента запрета, выход которого сое" динен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом первого блока линий случайных временных задержек, первый и О второй выходы первого вероятностно- распределительного блока соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ, второй выход первого нероятносгно-распределительного блока подключен к первому входу четвертого элемента И и информационному входу четвертого элемента запрета, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого поключен к входу второго блока линий случайных временных задержек, первый и второй выходы второго вероятностно-распределительного блока р 5 соединены соответственно с первым и вторым входами пятого элемента ИЛИ, второй выход второго вероятностно-распределительного блока подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход пятого элемента ИЛИ соединен с первым нходом пятого элемента И и информационным нходом пятого элемента запрета, выход которого соединен с вычитающим входом второго реверсивного счетчика занятых35 каналов, разрядные выходы которого соединены соответственно с входами второго многовходового элемента И, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И и управляющим входом четвертого элемента запрета, разрядные выходы первого реверсивного счетчика длины очереди соединены соответственно с входами45 первого многовходового элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И и управляющим входом второго элемента запрета, разрядные выходы второго реверсивного счетчика длины очереди соединены50 соответственно с входами второго/ многовходового элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму. входу пятого элемента И и управляющему входу пятого элемента запрета, второй вход третьего элемента И и управ. ляющий вход третьего элемента запретаподключены к выходу третьего многобб Явходового элемента И, входы которого соединены соотвественно с разрядными выходами первого реверсивного счетчика длины очереди, выход четвертого элемента И подключен к первому входу шестого элемента И и информационному входу шестого элемента запрета, выходы которых соединены сост. ветственно со счетным входом второго счетчика числа заявок, получивших отказ н обслуживании, и суммирующим входом второго реверсивного счетчика длины очереди, разрядные выходы оторого соединены соответственно с входами четвертого многовходового элемента И, выход которого подключен к второму входу шестого элемента И и управляющему входу шестого элемента запрета, выход второго элемента И соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ и вычитающим входом первого реверсивного счетчика длины очереди, выход третьего элемента запрета соединен с суммирующим входом первого реверсивного счетчика длины очереди, выход пятого элемента И соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ и вычитающим входом второго реверсивного счетчика длины очереди, первые выходы первого и второго блоков линий случайных временных задержек соединены с входами первого и второго вероятностно-распределительных блоков соответственно, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства эа счет моделирования систем массового обслуживания с отказами и восстановлениями каналов обслужинания, оно дополнительно содержит шестой и седьмой элементы ИЛИ и первый и второй счетчики числа заявок, получивших отказ в обслуживании из-эа отказов каналов обслуживания, причем первый вход шестого элемента ИЛИ соединен с выходом первого элемента запрета, второй вход шестого элемента ИЛИ соединен с вторым выходом первого блока линий случайных временных задержек, а выход шестого элемента ИЛИ соединен с суммирующим входом первого реверсивного счетчика занятых каналов, первый вход седьмого элемента ИЛИ подключен к выходу четвертого элемента запрета, второй вход седьмого элемента ИЛИ соединен с вторым выходом второго блока линий случайных временных задержек, а выход - с суммирующим вхо 1 2 7 ".6 бдом второго реверсивного счетчиказанять;х каналов, третий выход первого блока линий случайных временныхзадержек соединен с третьим входомпервого элемента ИЛИ, я третий выход второго блока линий случайныхвременных задержек соединен с третьим входом пятого элемента ИЛИ, четвертый выход первого блока линийслучайных временных задержек соединен со счетным входом первого счетчика числа заявок, получивших отказв обслуживании из-за отказов каналовобслуживания, а четвертый выход второго блока линий случайных временныхзадержек соединен со счетным входомвторого счетчика числа заявок, попучивших отказ в обслуживании из-зяотказов каналов обслуживания,2. Устройство по п,1 о т л и - 20ч а ю щ е е с я тем, что блок линий случайных временных задержексодержит с первого по четвертый элементы ИЛИ, выходы которых являютсясоответственно с первого по четвертый выходами блока, М качалов задержки и 1 М) узлов запуска каналовзадержки, каждый канал задержки включает два триггера, два элемента ИЛИ,четыре элемента И, генератор отказов ЗОи два элемента случайной задержки,выходы первого и второго элементовИЛИ канала задержки соединены соответственно с первым и вторым входамипервого триггера, выход первого зле- Змента И подключен к первому входувторого элемента ИЛИ канала задержкии входу первого элемен-н случайнойзадержки, выход генератора отказовсоединен с первым входом второгоэлемента И и входом второго элементаслучайной задержки, выход которогоподключен к первым входам первогоэлемента ИЛИ канала задержки и вторсго триггера, первый выход первоготриггера соединен с вторым входомвторого элемента И, второй выход перного триггера подключен к первомувходу третьего элемента И, второйвход которого, второи вход второготриггера и второй вход второго эле -мента ИЛИ канала задержки подключены к выходу генератора отказов, выход первого эпемента случайной задержки и ныхп 1,;торого триггера соединены соответственно с первым ивторым входами четвертого элементаИ, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ каналазадержки, узел запуска канала задержки включает элемент ИЛИ-НЕ, элемент ИЛИ и элемент НЕ, выход которого соединен с первым входом элементаИЛИ-НЕ, выходы четвертых элементовИ всех каналов задержки соединенысоответственно с входами первогоэлемента ИЛИ блока, выходы вторыхэлементов И. всех каналов задержкисоединены соответственно с входамивторого элемента ИЛИ блока, выходывторых элементов случайной задержкивсех каналов задержки соединены соответственно с входами третьего элемента ИЛИ блока, а выходы третьихэлементов И всех каналов задержкисоединены соответственно с входамичетвертого элемента ИЛИ блока, первые входы первых элементов И всехканалов задержки объединены и являются входом блока, первый выход первого триггера первого канала задержки соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ и первым входом элементаИЛИ первого узла запуска канала задержки,первый выход первого триггераК-го канала задержки (К=2, М)подключен к входу элемента НЕ и второму входу элемента ИЛИ (К)- го узла запуска канала задержки, первыйвыход первого триггера М-го каналазадержки подключен к входу элементаНЕ (М)-го узла запуска канала задержки, выход элемента ИЛИ (К)-гоузла запуска канала задержки соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕи первым входом элемента ИЛИ К-гоузла запуска канала задержки, выходэлемента ИЛИ (М)-го узла запускаканала задержки соединен с входомэлемента ИЛИ-НЕ (1-1)-го узла запуска канала задержки, выход элемента ИЛИ-НЕ (К)-го узла запускаканала задержки подключен к.второмувходу первого .элемента И К-го каналазадержки, а второй вход первого элемента И первого канала задержки соединен с первым выходом первого триггера первого канал,а задержки.ектор Г,Решетни едактор 3/42 Тираж 671ПИ Государственного комитетапо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская коз 656ВНИИ одписное д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Прое