Устройство для моделирования систем массового обслуживания

з 148импульсов, третий реверсивйый счетчик 31 импульсов первый элемент И-НЕ32, пятый элемент ИЛИ 33, второй элемент И-НЕ 34, тринадцатый элементИ 35, восьмой элемент ИЛИ Зб,десятый 31 и одиннадцатый 38 элементы И,информационный вход 39, входы 40 и41 триггера 2,Блок 3 распределения фаз обслуживания содержит счетчик 42,дешифратор 43, наборное поле 44 и элементИЛИ 45,Сущность изобретения состоит ввозможности достижения моделированияпроцесса обслуживания заявок в двухмоделях СМО - двухканальной СМО с отказами со стохастическим распределением заявок между каналами обслуживанияи одноканальной двухфазнойСМО с распределением интервалов времени фаз обслуживания и возможностьюожидания обслуживания второй фазы.Таким образом, во втором режиме работы устройства каждая заявка попадает на обслуживание в одноканальную СМО. Причем заявки в ней должныпройти две Фазы обслуживания, каждой из которых выделен определенныйинтервал времени обслуживания. Одновременно в обслуживании могут находиться две заявки, но их обслуживание происходит попеременно: сначалаобслуживается заявка, находящаясяна обслуживании первой фазы, а потом обслуживается заявка, находящаяся на обслуживании второй фазы, иопять в той же последовательности.Интервалы фаз обслуживания следуютпопеременно, сменяя друг друга.Если в динамике рассмотреть процесс обслуживания заявок в этом режиме, то он будет следующим. Допустим, какая-то заявка поступает наобслуживание. Г,сли устройство находится в интервале времени первой фазы, то эта заявка непосредственностановится на обслуживание, если жеустройство находится на интервалевремени второй фазы, то заявка ожидает времени первой Фазы обслуживания, с наступлением которой сразуже начинает обслуживаться. Если обслуживание заявки закончится раньшеокончания интервала времени первойфазы обслуживания, то она переходитна обслуживание второй Фазы и ожидает момента времени наступленияэтой фазы обслуживания. Если же об 1 790 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 служивание этой заявки не окончено до окончания времени интервала первой фазы обслуживания, то ее обслуживание прерывается на интервал времени второй фазы обслуживания, а продолжение и окончание обслуживания происходит в следующие интервалы времени первой Фазы обслуживания. После перехода этой заявки на обслуживание второй фазы поступившая на обслуживание очередная заявка становится на обслуживание первой фазы, где обслуживается по изложенному алгоритму.Если заявка, прошедшая первую фазу обслуживания, переходит на обслуживание второй фазы, но при этом на обслуживании второй Фазы находится предыдущая заявка, то заявка, требующая обслуживания второй фазы, становится в очередь, рассчитанную на иместо, где ожидает обслуживания второй фазы до момента времени осво" бождения обслуживающего прибора второй Фазы. Обслуживание заявок во второй фазе обслуживания происходит аналогично обслуживанию заявок в первой фазе обслуживания, Те заявки, которые поступают на обслуживание при занятом обслуяывающем приборе первой фазы обслуживания, получаЬт отказ в обслуживании. При занятии заявками, ожидающими обслуживания второй фазы, всех мест очереди принятие очередных заявок на обслуживание первой фазы прекращается. Таким образом, в системе максимально может находиться и+ 1 заявка из которых одна - на обслуживании первой фазы, одна - на обслуживании второй фазы, изаявок, ожидающих обслуживания второй фазы, находятся в очереди.Устройство может Функционировать в двух режимах: как двухканальная СМО с отказами и как одноканальная двухфазная СМО с распределением времени интервалов Фаз обслуживания и возможностью ожидания обслуживания второй Фазы.Каналами обслуживания или обслуживающими приборами для первой медели СМО выступают триггеры 25 и 26. Они же имитируют обслуживающие приборы первой и второй фазы обслужи" вания для второй модели СМО. Каждый из триггеров может находиться в одном из двух состояний: либо имитировать обслуживание канал занят),либо быть свободным.Наличие высоких единичных потенциалов на прямых выходах триггеров25 и 26 свидетельствует о свободном состоянии соответствующего каналаобслуживания для первой модели или 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 обслуживающего прибора соответствующего цикла обслуживания для второймодели.В качестве заявок (требований) выступают импульсы короткой длительности, поступающие на информационный вход 39 устройства, Заявки принимаются к обслуживанию в период времени, когда хотя бы один канал свободен в первом режиме и если триггер 25 находится в единичном состоянии и нет необходимости считыватьтребуемый интервал времени обслуживания заявки в первом цикле обслуживания, т,е. на выходе элемента ИЛИ 22 сформирован низкий нулевой потенциал во втором режиме функционирования устройства. Во втором режиме работы устройств ва моделируют дисциплину как бы дообслуживания" заявок, находящихся на обслуживании первого и второго цикла, если их требуемый интервал обслуживания был прерван окончанием интервала времени, распределенного под один или другой цикл обслуживания, При этом с помощью реверсивного счетчика 19 или 20 запоминается временной интервал, равный времени "дообслуживания" заявки.После окончания имитации обслуживаниязаявки в триггере 25 поступление явка после окончания имитации обслуживания предыдущего заявки в триггере 26 и через временной интервал, значение которого хранится в реверсивном счетчике 20. Определение указанных временных интервалов осуществляется путем подсчета количества периодов Т следования импульсов, вырабатываемых генератором 4 тактовых импульсов. Формирователи 29 и 30 вырабатывают короткие по длительности импульсы во время перепада в нулевой единичного потенциала, подаюшегося на их входы. Длительность следующей заявки на обслуживание первой фазы произойдет только через временной интервал, значение которого хранится в реверсивном счетчике 19. Аналогичным образом непосредственно на обслуживание второйфазы на триггере 26 поступает очередная заимпульсов, вырабатываемых формирователями 29 и 30, имитирует время перехода заявок из одной фазы обслуживания в другую или из очереди на обслуживание второй фазы.Реверсивный счетчик 31 фиксирует количество заявок, находящихся на обслуживании и ожидающих обслуживания второго цикла. Если реверсивный счетчик 31 находится в своем предельном состоянии, то очередные заявки к обслуживанию первого цикла не принимаются.Триггеры 25 и 26 в единичное состояние переходят в момент перепадов в единичные нулевых потенциалов,действующих на их прямые входы, а в нулевое - наоборот, в момент перепадов в нулевые единичных потенциалов, действующих на их инверсные входы. Реверсивный счетчик 31 изменяет свои состояния под действием перепадов единичных потенциалов в нулевые, действующие на его суммирующий или вычитающий выходы.Блок 3 распределения циклов обслуживания (фиг.2) вырабатывает последовательность импульсов с различной скважностью, которую возможно изменять с помощью перемычек наборного поля 44 Единичный потенциал на выходе блока 3 соответствует распределению интервала времени под первую фазу обслуживания, а нулевой потенциал - под вторую фазу обслуживания. С помощью счетчика 42 и дешифратора 43, изменяющих свои состояния под воздействием импульсов от генератора 4, последовательно возбуждаются входы наборного поля 44. С помощью перемычек, замыкающих в определенной заданной последовательности входы и выходы наборного поля 44, устанавливается требуемое распределение интервалов времени циклов обслуживания. Элемент ИЛИ 45, объединяя выходы наборного поля 44, формирует на своем выходе указанное распределение интервалов времени циклов обслуживания в последовательном коде.Устройство работает следующим образом.Предположим положительную логику работы устройства. Рассмотрим функционирование устройства в первом режиме. Это означает, что по первому входу 40 установки режима работы устройства поступил сигнал на вход триг 7 148гера 2 выбора режима работы устройства и установил его в единичное состояние. 11 ри этом единичным потенциалом с прямого выхода триггера 2 выбора режима работы устройства предварительно открываются элементы И 8 и9. Заявки поступают на входы элементов И 6, 8 и 9 и,на прямой вход элемента И 14, В зависимости от положения управляющего триггера 1, в которое он устанавливается с заданнойвероятностью Р сигналами, поступающими на его входы, заявка поступаетлибо в первый, либо во второй каналобслуживания через соответствующиеэлементы И 6 и 8 и далее через элементы ИЛИ 15 и 18, элементы И 21 и24 при наличии единичных потенциалов на прямых выходах триггеров 25и 26 в случае, если оба канала свободны. В этом случае через элементыИ 9 и 14 заявки не проходят, так какна их инверсных входах присутствуютединичные потенциалы, запирающиеэти элементы.В случае, если один из каналов занят, т.е. на прямых выходах триггеров 25 или 26 присутствует нулевойпотенциал, то открывающийся в этомслучае один из соответствующих элементов И 9 или 14 разрешает прохождение заявки в другой свободный канал, а отсутствие единичного сигналана первых входах элементов И 21 или24 запрещает прохождение заявки в занятый канал.В случае, если оба канала заняты,заявка получает отказ. Моменты времени окончания обслуживания заявокв каналах обслуживания фиксируютсяпереходом соответствующих триггеров25 и 26 в единичное состояние посредством импульсов, поступающих наих прямые входы с выходов генератора 5.Рассмотрим функционирование устройства во втором режиме,Для перехода устройства в этот режим по входу 4 поступает сигнал навход триггера 2 и устанавливает егов нулевое состояние, При этом единичным потенциалом с инверсного выхода триггера 2 открываются элементы И 7, 37 и 38, элементы И-НЕ 16 и17 Заявки в этом случае проходятчерез элемент И 7, но могут быть открыты также элементы И 6 и 14, черезкоторые также проходят заявки, А1790 так как выходы элементов И 6, 7 и 14объединяются в первом элементе ИЛИ,то размножение заявок в этих элементах после объединения в элементе ИЛИ15 ликвидируется, Таким образом,заявки, поступающие в модель, во втором режиме поступают на обслуживаниепервоначально только в триггер 25,имитирующий обслуживание первой фазы.Допустим, что во время подступления очередной заявки триггеры 25 и 26 находятся в свободном единичном го состоянии, на выходе блока 3 распределения циклов обслуживания сформирован единичный потенциал, что соответствует работе устройства в первой фазе обслуживания, а три реверсивных счетчика 19, 20 и 31 находятся в исходном нулевом состоянии. Очередная заявка через элементы ИЛИ 15 и И 21 поступает на вход триггера 25 и пере 20 водит его в нулевое состояние, соответствующее обслуживанию заявкиВ данном случае элементы И 10-13 за 25 перты и импульсы от генератора 4 импульсов через них не проходят. Если обслуживание этой заявки окончено до окончания интервала времени первой фазы обслуживания, то в момент времени окончания обслуживания на выходе формирователя 29 импульсов формируется короткий по длительности импульс, который приводитреверсивный счетчик 31 в первое состояние и, пройдя через элементы И 38,35 ИЛИ 36, ИЛИ 18 и И 24, переводит:триггер 26 в нулевое состояние. При 40этом через элемент И 12 на суммирующий вход реверсивного счетчика 20поступают импульсы от генератора 4.Элемент И 12 открывается единичными.сигналами от блока 3 и триггера 26.Таким образом, счетчик 20 отсчитывает требуемый. интервал времени, который необходимо затратить на обслуживание заявки во второй фазе обслуживания, тогда, как модель переводится во второй цикл обслуживания.Если, допустим, время обслуживания заявки закончится ранее переходамодели во вторую фазу обслуживания,то в момент времени окончания требуемого времени обслуживания под действием сигнала от блока 5 триггер26 перейдет в единичное состояние,чем прекратит поступление счетныхимпульсов через элемент И 12 на сум.30 мирующий вход счетчика 20. С наступ лением второй фазы обслуживания блок 3 формирует на своем выходе нулевой потенциал, который совместно с единичными потенциалами от прямого выхода триггера 26 и с выхода элемента ИЛИ 23 открывает элемент И 13, через который на вычитающий вход счетчика 20 начинают поступать счетные импульсы от генератора 4. Происходит считывание интервала, требуемого на обслуживание заявки, но уже во время второго цикла обслуживания,во время которого и требовалось обслу жить эту заявку. После считывания указанного интервала времени счетчик 20 обнуляется. Вследствие этого на выходе элементов ИЛИ 23 и 28 формируется нулевой потенциал, под действием кото рого формирователь 30 импульсов формирует короткий по длительности импульс, который приводит счетчик 31 в нулевое состояние.25 Если же, допустим, время обслуживания заявки закончится позже перехода модели во вторую фазу обслуживания, то в момент перехода модели во вторую фазу обслуживания нулевым потенциалом от блока 3 закрывается элемент И 12. Таким образам, счетчиком 20 будет зафиксирован интервал времени, на который необходимо будет продолжить имитирование обслуживания заявки во второй фазе обслуживания после фиксирования окончания ее обслуживания. фиксирование окончания обслуживания этой заявки происходит в триггере 26. Когда же триггер 26 40 перейдет в единичное состояние, откроется элемент И 13 и произойдет считывание интервала времени, на который требуется продолжить имитирование обслуживания заявки во втором цикле обслуживания по изложенному алгоритму. Если во время обслуживания очередной заявки во второй фазе обслуживания станут поступать следующие заявки, обслуженные в первой фазе и требующие второй фазы обслуживания, то они поступают в очередь, т.е. переводят счетчик 31 в следующее состояние. Если же триггер 26 будет в еди ничном свободном состоянии при незаконченном обслуживании очередной заявки во второй фазе обслуживания,т.е,на выходе элемента И.ПИ 23 будет присутствовать единичный потенциал, та ни одна из следующих заявок не поступит на инверсный вход триггера 26, так как элемент И 24 будет закрыт нулевым потенциалом с выхода элемента И-НЕ 1 7, Этот нулевой потенциал сформируется посредством единичных сигналов с инверсного выхода триггера 2 и с выхода элемента ИЛИ 28. Если в очереди будут присутствовать заявки, ожидающие второй фазы обслуживания, т.е. состояние счетчика 31 будет больше первого, то на выходе элемента И-НЕ 34 и элемента ИЛИ 33 будут сформированы единичные потенциалы, которые откроют элемент И 35 (элемент И-НЕ 34 сформирует нулевой потенциал на своем выходе только. при первом состоянии счетчика 31),Переход одной из этих заявок из очереди на обслуживание второй фазы обслуживаниябудет происходить следующим образом, В момент окончания обслуживания очередной заявки во второй фазе обслуживания формирователь 30 импульсов сформирует короткий по длительности импульс, который, поступая на вычитающий вход счетчика 31, уменьшит на единицу состояние этого счетчика, а также пройдет через элементы И 35, 37, ИЛИ 36, ИЛИ 18 и И 24 на инверсный вход триггера 26 и переведет его в нулевое состояние, чем зафиксирует поступление этой заявки на обслуживание второй фазы. Если же счетчик 31 будет находиться в своем предельном состоянии, т.е. все места очереди будут заняты и на прямых выходах счетчика 3 1 будут присутствовать единичные потенциалы, поступающие на входы элемента И-НЕ 32, то на выходе этого элемента будет сформирован нулевой потенциал, который закроет элемент И 21, чем не допустит прохождения очередных заявок на обслуживание первой фазы,Рассмотрим функционирование устройства, когда обслуживание очередной заявки в первой фазе обслуживания окончено до окончания интервала времени первой фазы обслуживания. При этом в момент окончания интервала времени первой фазы обслуживания нулевым потенциалом от блока 3 и единичным потенциалом с инверсного выхода триггера 25 откроется элемент И 10, через который на суммирующий вход ре 1481790. версцвцого счетчика 13 станут поступать счетные импульсы от генератора 4 импульсов. Счетчик 3 станет определять времецной интервал, который необходимо будет затратить на продолжение обслуживания этой заявки во время работы устройства в первой фазе обслуживания. Прекращение определения этого интервала времени насту пит с переходом триггера 25 в свободное единичное состояние, т.е,когда закончится требуемое время обслуживания заявки, При этом на вьжоде формирователя 29 импульсов Формиро вания импульса не вырабатывается,так как на выходе элемента ИЛИ 27 присутствует единичный потенциал от элемента ИЛИ 22.С наступлением очередного интер вала времени первой фазы обслуживания откроется элемент И 11 единичными потенциалами от блока 3, элемента ИЛИ 22 и с прямого выхода триггера 25, Через этот элемент И 11 ста нут поступать счетные импульсы от генератора 4 уже на вычитающий вход счетчика 19, вследствие чего будет происходить считывание требуемого интервала времени обслуживания заявки 30 во время первого цикла обслуживания. На время считывания этого интервала времени очередные заявки не пройдут на обслуживание, так как будет закрыт элемент И 10 нулевым потенциалом с выхода элемента И-НЕ 1 б.Этот нулевой потенциал сформируется под воздействием единичных потенциалов, поступающих на входы элемента И-НЕ 16 с инверсного выхода триггера 2 и с 40 выхода элемента ИЛИ 22.По окончании считывания требуемого интервала времени обслуживания на выходе элементов ИЛИ 22 и 27 сформируется нулевой потенциал, вслед ствие чего формирователь 29 импульсов сформирует заявку, требующую обслуживания второго цикла, которое . будет происходить по указанному алгоритму. При этом при наличии свободных мест очереди для заявок,ожидающих второго цикла обслуживания (счетчик 31 находится не в предельном состоянии), устройство готово к принятию на обслуживание первой Фазы очередных заявок.Формула изобретенияУстройство для моделирования систем массового обслуживания,содержащее г енератор случайных импульсовобслуживания, генератор тактовыхимпульсон, триггер управления, триг -гер выбора режимов, первый и второйтриггеры, два Формирователя импульсов, три реверсивных счетчика импульсов, четырнадцать элементов И,шесть элементов ИЛИ, два элементаИ-НЕ, первые входы первого, второго,третьего, четвертого и пятого элементов И объединены и являются инФормационным входом устройства, входы триггера управления являются управляющими входами устройства, авходы триггера выбора режимов являются входами задания режимов работыустройства, прямой выход первоготриггера соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, вьжод которого соединенс первым входом шестого элемента И,выход которого подключен к нулевомувходу первого триггера, прямой выходкоторого соединен с вторым входомшестого элемента И и с инверсным входом третьего элемента И, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом пятого элемента И, а выход подключен к первомувходу седьмого элемента И, выход которого соединен с нулевым входомвторого триггера, инверсный выход которого подключен к первому входу восьмого элемента И, второй вход которого и первый вход девятого элемента Исоединены с выходом генератора тактовых импульсов, выходы восьмого идевятого элементов И подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам первого реверсивногосчетчика импульсов, разрядные выходыкоторого соединены соответственно свходами третьего элемента ИЛИ, инверсный выход триггера управлениясоединен с вторым входом пятого элемента И, третий вход которого и третий вход"третьего элемента И подключены к прямому выходу триггера выбора режимов, инверсный выход которого соединен с первыми входами десятого и одиннадцатого элементов И ивторым входом второго элемента И,выход которого подключен к второмувходу первого элемента ИЛИ, третийвход которого соединен с выходом четвертого элемента И, инверсный вход10 которого подключен к прямому выходу второго триггера и второму входу седьмого элемента И, выход двенадцатого элемента И соединен с сумми 5 рующим входом второго реверсивного счетчика импульсов, разрядные выходы которого подключены соответственно к входам четвертого элемента ИЛИ, единичные входы первого и второго триггеров соединены соответственно с первым и вторым входами генератора случайных импульсов обслуживания, выход первого формирователя импульсов подключен к суммирующему входу третьего реверсивного счетчика импульсов, прямые разрядные выходы которого соединены соответственно с входами пятого элемента ИЛИ и:входами первого элемента И-НЕ,вы ход пятого элемента ИЛИ подключен к первому входу тринадцатого элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И-НЕ, а третий вход тринадцатого элемента И 5 подключен к выходу второго формирователя импульсов, вьмод тринадцатого элемента И соединен с вторым входом десятого элемента И, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расшире ния функциональных возможностей устройства за счет моделирования прерывания обслуживания в каждой из фаз двухфазной системы обслуживания, оно дополнительно содержит третий и четвертый элементы И-НЕ, седьмой и восьмой элементы ИЛИ и блок распределения фаз обслуживания, состоящий из последовательно соединенных счетчика импульсов, дешифратора, наборного поля и элемента ИЛИ, причем выход элемента ИЛИ блока распределения фаз обслуживания соединен с третьим входом восьмого элемента И, вторым входом девятого элемента И, первым входом четырнадцатого элемента И и инверсным входом двенадцатого элемента И устройства, а счетный вход счетчика импульсов блока распределения фаз обслуживания подключен к выходу генератора тактовых импульсов, перво му входу двенадцатого элемента И и второму входу четырнадцатого элемента И, выход которого соединен с вычитающим входом второго реверсивногосчетчика импульсов, инверсный входтриггера выбора режимов подключен кпервому входу третьего элемента И-НЕи первому входу четвертого элемента И-НЕ, выход которого соединен стретьим входом седьмого элемента И,а выход третьего элемента И-НЕ подключен к третьему входу шестого элементаИ,четвертый вход которого соединен свыходом первого элемента И-НЕ, выходы четвертого элемента ИЛИ подключены к второму входу третьего элемента И-НЕ, третьему входу четырнадцатого элемента И и первому входу шестого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом первого формирователяимпульсов, а второй вход шестого элемента ИЛИ подключен к инверсному выходу первого триггера и второму входу двенадцатого элемента И, прямойвыход первого триггера соединен счетвертым входом четырнадцатого элемента И, выход третьего элемента ИЛИподключен к второму входу четвертогоэлемента И-НЕ, третьему входу девятого элемента И и первому входу седьмого элемента ИЛИ, второй выход которого соединен с инверсным выходомвторого триггера, а выход седьмогоэлемента ИЛИ соединен с входом второго формирователя импульсов, выход которого подключен к вычитающему входутретьего реверсивного счетчика, первый прямой разрядный выход которогосоединен с первым входом второго элемента И-НЕ, остальные входы которогоподключены соответственно к инверсным разрядным выходам третьего реверсивного счетчика, начиная с второго инверсного разрядного выхода,прямой выход второго триггера подключенк четвертому входу девятого элемента И, а выход первого формирователяимпульсов соединен с вторым входомодиннадцатого элемента И, выход которого и выход десятого элемента Иподключены соответственно к входамвосьмого элемента ИЛИ, выход которогосоединен с третьим входом второго .элемента ИЛИ.1481790 Редактор В, Ланко Заказ 2692/51 Тираж 669 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Ф 4 Ю 2Составитель В. ФукаловТехред М.Ходанич Корректор В. Гирняк ЩЦ