Устройство для моделирования систем массового обслуживания

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТКИ ЕСКИХРЕСПУБЛИК1325502 А 1 06 Р 5/20 ЕТЕНИЙ СВИДЕ К АВТОРСК Еременко ова СО Сл ОсудАРстВенный кОмитет ссс О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯСИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для моделирования процессов об"служивания заявок резервированнымисистемами. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем моделирования процесса организации и проведения стохастических профилактическихработ, проводимых на обслуживающих,приборах резервированных систем массового обслуживания. Цель достигается тем, что в устройство введеныпервый и второй генераторы случайныхинтервалов времени проведения профилактических работ, генераторсчетных импульсов,реверсивный счетчик, с третьего по восьмой элементызапрета, третий и четвертый триггеры,с пятого по четырнадцатый элементыИ, с третьего по десятый элементыИЛИ, элементы НЕ, два дифференцирующих элемента и два ограничительныхдиода. Устройство моделирует режимыобслуживания, отказа, восстановленияи режим организации и проведенияпрофилактических работ на обслуживающих . приборах резервир нныхсистем. 1 ил.113Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено длямоделирования процессов обслуживания,.заявок резервированными системами.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей устройст"ва за счет моделирования процессоворганизации и проведения стохастических профилактических работ, осуществляемых на резервированных обслуживающих приборах систем .массовогообслуживания,На чертеже изображена схема устройства,Устройство содержит вход 1 заявок, первый элемент И 2, генератор 3импульсов со случайным интерваломследования, первый элемент ИЛИ 4,первый триггер 5, второй элемент И 6,седьмой элемент И 7, первый 8 и второй 9 генераторы отказов, первый 10,и второй 11.генераторы случайных интервалов времени проведения профилактических работ, восьмой 12, пятый. 13, девятый 14, седьмой 15, третий16 элементы ИЛИ, первый 17 и второй18 дифференцирующие элементы, первый19 и второй 20 ограничительные диоды,первый 21 и третий 22 элементы НЕ,третий 23, четвертый 24 элементы И,пятый элемент 25 запрета, пятый 26,шестой 27 элементы И, шестой 28 элемент запрета, четвертый 29, шестой30 злементы ИЛИ, первый 31 и второй32 элементы задержки, третий 33 ичетвертый 34 элементы запрета, второй триггер 35, первый 36, второй37 элементы запрета, второй элементИЛИ 38, восьмой 39, девятый 40, десятый 41, одиннадцатый 42, двенадцатый 43 элементы И, третий триггер 44,генератор 45 счетных импульсов, десятый элемент ИЛИ 46, седьмой элемент 47 запрета, четырнадцатый 48тринадцатый 49 элементы И, восьмойэлемент 50 запрета, двоичный реверсивный счетчик 51, четвертый триггер 52, второй элемент НЕ 53, выход54 обслуженной заявки, выход 55 времени обслуживания заявки устройства.Вербальная модель работы устройства сводится к следующему. Так какпервый и второй каналы моделируемойсистемы обслуживания одинаковы, тоимитация процесса обслуживания заявок производится одной и той же моделью обслуживающего прибора. Заявки,поступающие на вход устройства, об 25502служиваются одним из каналов системы,причем заявки, поступаюшие в моментзанятости этого канала, теряются.5В момент возникновения отказа обслуживающего прибора первого каналапроисходит переключение на второйканал, при этом, если канал занят обслуживанием, то обслуживание заявки10 прекращается, а новые заявки поступают на второй канал. Аналогично вмомент возникновения отказа второгоканаЛа происходит переключение напервый канал, а второй канал восста 15 навливается, При отказе обслуживающих приборов обоих каналов заявкине обслуживаются, при этом вновь в;работу включается восстановленный канал, отказавший первым. В процессе20 Функционирования в системе проводят-Гся в случайные моменты времени случайной длительности профилактическиеработы, направленные на поддержаниезаданных показателей качества приме 25 нения и снижения числа отказов, Профилактические работы могут проводиться как раздельно на каждом канале, так и на системе. Если заявканаходится на обслуживании и возник 30 ла потребность в проведении профилактических работ, то они проводятсятолько после завершения обслуживанияэтой заявки. При проведении профилактических работ на одном канале поступившие заявки обслуживаются другимканалом. При проведении профилактических работ на обоих каналах заявки, гоступающие на обслуживание теряются,Логику функционирования устройствапримем положительной, Заявки представляют собой короткие импульсы,распределенные по моделируемому случайному закону поступления заявок.45 Генераторы отказов вырабатывают и- пульсы, частота которых соответствует .частоте появления отказов, адлительность - длительности действияотказов в соответствующем канале,5 О т.е, времени восстановления работоспособности, Генераторы случайныхинтервалов времени проведения профилактических работ вырабатываютимпульсы, распределенные по моде 55 пирующему случайному закону, частота которых соответствует периодичности проведения а длительность -длительности проведения профилактических работ и распределена по слу,чайному закону. Но длительность про:ведения профилактических работ всегда много больше длительности действия отказа. Генератор случайных импульсов после прихода на его входзапускающего импульса вырабатываетчерез интервал времени, соответствующий времени обслуживания заявки, короткий импульс, соответствующийобслуженной заявке.Устройство может работать в четырех режимах: обслуживание заявок приотсутствии отказов и профилактичес-ких работ в каналах устройства; обслуживание заявок при отказе одногоканала; обслуживание заявок при проведении профилактических работ и возникновении отказа в одном канале;проведение профилактических работ вобоих каналах.Устройство работает следующимобразом.В исходном состоянии триггеры 5и 52 в нулевом состоянии, двоичныйреверсивный счетчик 51 заполнен нулями и на его выходе займа (0)имеется потенциал, Генераторы 8 и 9отказов и генераторы 10 и 11 случайных интервалов времени проведенияпрофилактических работ не выработалиимпульсы, генератор 3 не запущен.Обслуживание заявок при отсутствии отказов и профилактических работ в каналах устройства.На вход 1 поступает импульс, имитирующий поступление заявки, которыйпроходит через элемент И 2, так какна его инверсных входах имеется раз"вешающее напряжение, запускает гене=,ратор 3 и перебрасывает триггер 5 вединичное состояние, при которомс выхода триггера 5 поступает запирающее напряжение на инверсный входэлемента И 2, закрывая тем самым входэлемента И 2 для прохождения следующих заявок до тех пор, пока не закончится обслуживание поступившейпервой заявки, т.е. пока на выходегенератора 3, соответственно на выхо;"де устройства 54 не появится импульсимитирующий обслуженную заявку, который через элемент ИЛИ 4 поступит нанулевой вход триггера 5 и установитего в нулевое состояние, открываятем самым инверсный вход элементаИ 2 для последующих заявок,Таким образом, на выходе 55 образуется импульс, длительность которого соответствует времени обслуживания заявки.Обслуживание заявок при отказе одного канала.Предлагаемое устройство моделирует работу резервированного (двухканального) устройства, один канал которого является резервным. Нулевое состояние триггера 35 соответствует работе первого канала, а единичное - второго. Предположим, работает первый канал. Тогда импульсы, вырабатываемые вторым генератором 9 отказов, не оказывают влияния на ход обслуживания, так как элемент запрета 37 закрыт запирающим напряжением от триггера 35. Если вырабатывается импульс первым генератором 8 отказов, то он пройдет через открытый элемент И 24, элемент ИЛИ 29, открытый элемент 36 запрета и элемент ИЛИ 38 на вход останова генератора 3, что приведет к срыву генератора, т.е. отказу в обслуживании заявке, если она поступила, а также через элемент ИЛИ 4 на нулевой вход триггера 5, если он был в единичном состоянии, то перебросит в нулевое состояние, т.е. прекратится формирование интервала времени обслуживания. Этим же импульсом от генератора 8 через эле" менты И 24, ИЛИ 13, элемент 31 задержки, элемент запрета 33 перебросится триггер 35 в единичное состояние, соответствующее напряжение на его выходах закроет элемент 36 запрета и откроет элемент 37 запрета. Теперь устройство находится в режиме обслуживания заявки вторым каналом. Моделирование обслуживания в нем ана" логично описанному. При возникновении отказа во втором канале включает" ся первый канал.Если работает второй канал, то импульсы, вырабатываемые генератором 8 отказов,не оказывают влияния на про-цесс обслуживания заявок, так как элемент запрета 36 закрыт; При появлении, импульса на выходе генератора 9 отказов, он пройдет через открытый элемент И 26, элемент ИЛИ 30, элемент запрета 37, элемент ИПИ 38 на входостанова генератора 3, что приведет к срыву генерации импульса, т.е. имитируется отказ в .обслуживании заявки.вторым каналом, если она поступила, Одновременно этот импульс поступает через элемент ИЛИ 4 на нулевой5 10 15 20 25 30 5 13 вход триггера 5, перебрасывая его в нулевое состояние, прекращая тем самым формирование интервала времени обслуживания заявки, если Она Обслуживалась. Импульс с выхода элемента И 26, также проходя через элементы ИЛИ 15, задержки 32, запрета 34, перебрасывает триггер 35 в нулевое состояние, тем самым закрывается элемент 37 запрета и открывается элемент 36 запрета.Теперь устройство переходит в режим обслуживания заявки первым кана. - лом.Если одновременно существуют импульсы обоих генераторов 8 и 9 отказов, то на выходе элемента И 7 образуется,положительный потенциал, который, воздействуя через элемент ИЛИ 16 на второй инверсный вход элемента И 2, не пропускает через него импульсы заявок, они теряются.Обслуживание заявок при проведении профипактических работ и возникновении отказа в одном канале.Устроиство в исходном состоянии, работает первый канал. Если вырабатывается импульс первым генератором 10 случайных интервалов времени проведения профилактических работ, то положительный потенциал на время действия этого импульса откроет через элемент ИЛИ 12 элемент И 27 и закроет через элементы ИЛИ 12 и НЕ 53 элемент И 26 и, пройдя через элемент ИЛИ 13, элемент 31 задержки, открытый элемент 33 запрета,перебросит триггер 35 в единичное состояние и устройство перейдет в режим обслуживания вторым каналом.Если в этовремя вырабатываются импульсы генератором 9, т.е. возни- кают отказы во втором канале - устройство не работает, а заявки, находящиеся на обслуживании срываются, при этом импульсы с выхода генератора 9 отказов пройдут по цепи - открытый элемент И 27, элемент ИЛИ 30, открытый элемент 37 запрета, элемент ИЛИ 38 на вход останова генератора 3. При проведении профилактических работ на втором канале, в случае отказов в первом канале, импульсы срыва обслуживания заявок пройдут от генератора 8 отказов по цепи - открытый элемент И 23, элемент ИЛИ 29, открытый элемент 36 запрета,25502 б элемент ИЛИ 38 на вход останова генератора 3.Проведение профилактических работ в обоих каналах.Если во время проведения профилактических работ на первом канале по второму каналу идет обслуживание заявки и начинает вырабатывать импульс генератор случайных интер валов времени проведения профилактических работ этого канала устройство позволяет дообслужить заявку до конца а профилактические работы в этом канале начинаются сразу после завершения обслуживания заявки.Это реализуется следующим образом. Допустим, на первом канале проводятся профилактические работы,а по второму каналу идет обслуживание заявки. Генератор 11 случайных интервалов времени проведения профилактических работ начинает вырабатывать импульс, который через элемент ИЛИ 14 поступает на .вход открытого элемента И 7 (за счет импульса от генератора 10 через элемент ИЛИ 12), создавая на его выходе положительный потенциал, который закрывает элементы 33 и 344 запрета, а через элемент ИЛИ 16 - элемент И 2, и открывает элементы И 39 - 41. Триггер 44 через элемент И 40 устанавливается в единичное состояние,т.е. при этом элемент 25 запрета бучдет закрыт, а элемент И 42 будетоткрыт, На выходе элемента И 41 устанавливается положительный потенциална время дообслуживания заявки исчетные импульсы с генератора 45 тактовых импульсов поступают на суммирующий вход двоичного реверсивногосчетчика 51. При этом на выходе займа двоичного реверсивного счетчикапотенциал отсутствует и элементы 47и 50 запрета открываются,По окончании дообслуживания заявки разрешающие напряжение от триггера 5 на входе элемента И 41 снимается и элемент И 48 закрывается, счетные импульсы от генератора 45 непоступают на суммирующий вход счетчика 51. По окончании выработки импульса генератором 11 импульсов случайных интервалов времени проведенияпрофилактических работ срез импульсадает на выходе цепочки дифференцирующий элемент 18 - ограничительныйдиод 20 - элемент НЕ 22 положитель-:7 13 ный импульс, который, пройдя через открытый элемент запрета 28, эле мент ИЛИ 46, открытый элемент запрета 47, опрокинет триггер 52 в единичное состояние. При этом с выхода элемента И 50 положительный потенциал через открытый элемент И 42 и элемент ИЛИ 14 будет имитировать про ведение задержанных на время обслуживания профилактических работ во втором канал 6, пока счетные импульсы от генератора 45 тактовых импульсов через открытый элемент И 49 не произведут считывание записанного числа в двоичном реверсивном счетчике 51 по вычитающему входу до нуля. Это будет соответствовать окончанию профилактических работ во втором канале.Подсчитывая количество поступивших заявок, обслуженных первым и вто, рым каналом резервированной системы, потерянных из-за отказов обслуживающих приборов или из-за проведения профилактических работна них,а также длительность пребывания устройства в различных режимах.функционирования, можно оценить различные вероятностные показатели процесса обслуживания заявок резервированными системами. К таким показателям относятся, например, вероятности пребывания системы в режимах обслуживания, отказа, восстановления и проведения профилактических работ, а также комплексные показатели надежности, в том числе коэффициенты простоя, использования, готовности и другие показатели.Формула изобретенияУстройство для моделирования: систем массового обслуживания,содержащее генератор импульсов со случайным интервалом следования, первый и второй генераторы отказов, первый и второй элементы И, первый и второй триггеры, первый и второй элементы запрета, первый ивторой элементыИЛИ, два элемента задержки, причем вход поступления заявок устройства подключен к прямому входу первого элемента И, выход которого подключен к единичному входу первого триггера и входу запуска генератора импульсов со случайным интервалом следования, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и является вы 25502 5 1 О 15 20 25 30 35 40 50 55 ходом обслужнной заявки устройства,выход первого элемента ИЛИ подключенк нулевому входу первого триггера,единичный выход которого соединен спервым инверсным входом первого элемента И и является выходом времени3обслуживания заявки устРойства, вы-,ходы первого и второго генераторовотказов подключены соответственно кпервому и второму входам второго элемента И, прямой и инверсный выходывторого триггера соединены соответственно с управляющими входами первого и второго элементов запрета, выходы которых подключены соответственнок первому и второму входам второгоэлемента ИЛИ, выход которого соеди:нен с входом останова генератора импульсов со случайным интервалом следования и вторым входом первого элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства засчет моделирования процессов организации и проведения стохастическихпрофилактических работ, осуществляемых на резервированных обслуживающих приборах систем массового обслуживания, в него дополнительно введены первый и второй генераторы случайных интервалов времени проведенияпрофилактических работ, генераторсчетных импульсов, реверсивный счетчик, с третьего по восьмой элементызапрета, третий и четвертый триггеры, с пятого по четырнадцатый элементы И, с третьего по десятый элементы ИЛИ, первый, второй и третий эле-,менты НЕ, два дифференцирующих элемента и два ограничительных диода, причем выход второго элемента И подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен свторым инверсным входом первого элемента И, выход первого генератораотказов подключен к первым входамтретьего и четвертого элементов И,выход третьего элемента И соединен спервым входом четвертого элементаИЛИ, выход которого подключен к информационному входу первого элементазапрета, выход четвертого элементаИ соединен с вторым входом четвертого и первым входом пятого элементовИЛИ, выход которого через первыйэлемент задержки подключен к информационному входу третьего элемента запрета, выход которого соединен9 13255 с единичным входом второго триггера, выход второго генератора отказов подключен к первым входам пятого и шестого элементов И, выход шестого элемента И соединен с первым входом шес 5 того элемента ИЛИ, выход которого подключен к информационному входу второго элемента запрета, выход пятого элемента И соединен с вторым входом шестого элемента ИЛИ и первым входом седьмого элемента ИЛИ, выход которого через второй элемент задержки подключен к информационному входу четвертого элемента запрета 15 выход которого соединен с нулевым входом второго триггера, выход первого генератора случайных интерва-.лов времени проведения профилактических работ подключен к первому 20 входу восьмого элемента ИЛИ и входу цепочки из последовательно соединенных первого дифференцирующего элемента, второго ограничительного диода, включенного в обратном на правлении, и первого элемента НЕ, выход первого элемента НЕ подключен к информационному входу пятого элемента запрета, выход второго генера" тора случайных интервалов времени З 0 проведения профилактических работ соединен с первым входом девятого элемента ИЛИ и входом цепочки из последовательно соединенных второго дифференцирующего элемента, второго ограничительного диода, включенного в обратном направлении и третьего элемента НЕ, выход третьего элемента НЕ, соединен с информационным входом шестого элемента запрета, выход 40 восьмого элемента ИЛИ подключен к второму входу пятого элемента ИЛИ, второму входу шестого элемента И, первому входу второго элемента НЕ и к первому входу седьмого элемента И, выход девятого элемента ИЛИ Подключен к второму входу седьмого элемента ИЛИ, второму входу третьего элемента И, второму входувторого элемента НЕ и второму входу седьмого элемента И, выход седьмого элемента И соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, с управляющими входами третье 0210го и четвертого элементов запрета с первыми входами восьмого, девятого и десятого элементов И, прямой и инверсный выходы второго триггера соединены соответственно с вторыми входами девятого и восьмого элементов И выходы которых соединены соответственно с единичным и нулевым входами третьего триггера, единичный выход которого подключен к управляющему входу пятого элемента запрета и первому входу одиннадцатого элемента И, нулевой выход третьего триггера соединен с управляющим входом шестого элемента запрета и первым входом двенадцатого элемента И, выходы пятого и шестого элементов запрета подключены соответственно к первому и второму входам десятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом седьмого элемента запрета, выход которого подключен к единичному входу четвертого триггера, единичный выход которого соединен с .информационным входом восьмого элемента запрета и с первым входом тринадцатого элемента И, выход которого подключен к. вычитающему входу реверсивного счетчика, выход сигнала заема которого соединен с управляющим входом седьмого элемента запрета, с нулевым входом четвертого триггера и с управляющим входом восьмого элемента запрета, выход которого подключен к вторым входам одиннадцатого и двенадцатого элементов И, выход десятого элемента И соединен с первым входом четырнадцатого элемента И, выход которого подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика, единичный выход первого триггера соединен с вторым входом десятого .элемента И, выход генератора счетных импульсов подключен к вторым входам тринадцатого и четырнадцатого элементов И, выходы одиннадцатого и двенадцатого элементов И соединены соответственно с вторыми входами девятого и восьмого элементов И, выход второго элемента НЕ подключен к вторым входам четвертого и пятого элементов И.1325502 Редактор С. 67 писное омитета СС ткрыт аяв д роизводственно-полиграфическое риятие Заказ 3112/46 ВНИИПИ по д 113035