Устройство для моделирования систем массового обслуживания

(505 6 06 Р 15/2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ .ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ИЯМНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СВИДЕТЕЛЬ ВТОРСКО Изобретение относится к специализи Наиболее близким по технической рованным средствам вычислительной тех-;:. сущности к предлагаемому является устники и предназначено для моделирования ройство, содержащее блок генераторов слупроцессов обслуживания заявок в системах.,чайных импульсов подготовки и й каналов массового обслуживания с учетом раэлич-обслуживания заявок, в состав каждого из ных потоков заявок и различных характери-: которых входят четыре элемента И, формистикобслуживающихприборов,: - рователь импульсов, элемент ИЛИ и дваИзвестно устройство, содержащее блок триггера.генераторов случайных импульсов обслужи- Недостатком устройства является отвания; блок генераторов случайных импуль- сутствие возможности моделировать функсов подготовки, два канала обслуживания ционирование кольцевых систем массового заявок, каждый иэ которых содержит фор- обслуживания с разнородными ненадежнымировательимпульсов,дваэлементай,эле- . ми обслуживающими приборами и различмент ИЛИ и два триггера. ными классами входных потоков.Однако данное устройства не позволяетмоделироватькольцевыесетимассовогооб-Цель изобретения - расшислуживания с отказами, циональных возможностей за рение функ- счет модели(21) 4808297/24 изобретения - расширение функциональ- (22) 29.03,90 ных возможностей за счет моделирования (46) 29.02,92. Бюл. ЛЬ 8 режимов приема, обработки и передачи за- (72) ГЛ, Белугин и А.Н. Екимцов явок, Устройство содержит генератор такто- (53) 681,3(088;8) вых импульсов, блок генераторов случайных (56) Авторское свидетельство СССР импульсов подготовки и К каналов обслужи- М 1307464, кл. 0 06 Е 15/20, 1985.. вания заявок, каждый из которых содержитАвторское свидетельство СССР . семь элементов И, элемент ИЛИ; два триг- М 1615735, кл. 6 06 Р 15/20, 1989 гера, два элемента задержки, генератор слу- (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ чайного числа продолжительности приема СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ заявки, генератор случайного числа продол- (57) Изобретение относится к специализй-жительности обработки заявки, генератор рованным средствам вычислительной тех- . случайного числа продолжительности пере- ники и предназначено для моделированиядачи заявки, три регистра памяти, три блока процессов обслужиьания заявок в системах деления, три группы элементов И, три груп- массового обслуживания с учетом различ- пы элементов запрета, три вычитающих ных потоков заявок и различных характери- счетчика и три формирователя импульсов. стик обслуживающих приборов. Цель 4 ил.рования режимов приема, обработки и передачи заявок.Использование устройства для моделирования систем массового обслуживания позволяет моделировать процесс функционирования К канальной кольцевой системы массового обслуживания с ненадежными разнородными обслуживающими приборами и раздельными входными потоками, каждый канал обслуживания заявок которой обслуживает свой поток заявок. В случае отказа канала его поток заявок поступает на ближайший исправный по кольцу канал.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок генераторов случайных импульсов подготовки и К каналов обслуживания заявок, каждый иэ которых содержит четыре элемента И, первый формирователь импульсов, два триггера и элемент ИЛИ, дополнительно введены генератор тактовых импульсов, а в каждый канал обслуживания заявок - генератор случайного числа продолжительности приема заявки, генератор случайного числа продолжительности обработки заявки, генератор случайного числа продолжительности передачи заявки, два элемента задержки, три блока деления, три регистра памяти, три вычитающих счетчика, второй и третий формирователи импульсов, пятый, шестой и седьмой элементы И, три группы элементов И и три группы элементов запрета.На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для моделирования систем массового обслуживания; на фиг. 2 - структурнэя схема канала обслуживания заявок; нэ фиг, 3 - временная диаграмма работы устройства; на фиг. 4 - временная диаграмма работы канала обслуживания заявок,Устройство для моделирования систем массового обслуживания содержит К информационных входов 1 каналов обслуживания заявок, К входоа 2 задания состояния каналов обслуживания заявок, установочный вход 3 устройства, генератор 4 тактовых импульсоа, блок 5.генераторов случайных импулъсов подготовкй, К каналов 6 обслуживания заявок, К выходов 7 каналов обслуживания заявок и в каждом канале обслуживания заявок первый элемент 8 задержки, генераторы 9 случайного числа продолжительности приема, обработки и передачи заявки, 3 группы элементов И 10, 3 группы элементов 11 запрет, первый элемент И 12, второй элемент 13 задержки, 3 регистра 14 памяти, 3 блока 15 деления, пятый, шестой и седьмой элементы И 16, 3 вычитающий счетчика 17, 3 формирователя 18 импульсов, первый триггер 19, второй 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 элемент И 20, элемент ИЛИ 21, второй триггер 22, третий 23 и четвертый 24 элементы И.На временной диаграмме (фиг. 3) обозначено: Вых. - выход 7 канала обслуживания заявок; Пдг. - подготовка канала 6 обслуживания заявок к приему следующей заявки; Обсл, - обслуживание каналом 6 заявки; Вх. - информационный вход 1 канала обслуживания заявок; Испр. - . вход 2 задания состояния канала обслуживания заявок. Индексы указывают номер канала.На временной диаграмме (фиг. 4) обозначено; Вх. - информационный вход 1 канала обслуживания заявок; Испр, - вход 2 задания состояния канала обслуживания заявок; Ген. - информационные выходы генератора 9 случайного числа продолжительности приема, обработки или передачи заявки; Инф, РС - информационные выходы вычитающего счетчика 17; Выч. вх, РС - .вцчитающий вход вцчитающего счетчика 17; ФИ - выход формирователя 18 импульсов; Такт - выход генератора 4 тактовых импульсов. Индексы указывают номер элемента в канале.Вербальной моделью работы является следующая, Каждый канал обслуживает только свой поток заявок, если канал, связанный с ним по кольцу, может принимать заявки. Если канал не может принимать заявки, то поток его заявок поступает на ближайший канал по кольцу. Таким образом, канал обслуживает свои заявки, а также заявки всех предыдущих каналов, расположенных рядом по кольцу. В случае, когдазаявки к обслуживаниЮ может принимать лишь один кзнал, то он принимает заявки всех каналов,Заявки, как своего, так и отказавших каналов, поступившие в момент занятости канала обслуживанием предыдущей заявки или подготовкой, получают отказ и теряются. Заявки в устройстве представляются в виде объемов данных, предназначенных к приему Чпр, обработке Чобр и передаче Чпд. Каждый обслуживающий канал имеет свои характеристики, а именно, скорость приема Бпр, обработки Бобр и передачи Бпд данных, Значения Блр и Бпд выбираются с учетом технических характеристик элементов, входящих в состав обслуживающего прибора каждого канала, а значение Бо 6 р определяется по методу РОВ с учетом разрядности и быстродействия обслуживающего прибора. Заявки всех потоков могут быть раэнотипными. Причем объемы данных заявок каждого потока подчинены своим законам. Законы поступления заявок каждого потока также могут быть различны. Таким образом,время Т, затрачиваемое на обслуживание устанавливая их выходы обнуления а едиодной и той же заявки в разных обслужива- ничное состояние и запрещая поступление ющих каналах, различно и определяется по через соответствующие пятый, шестой и формуле седьмой элементы И 16 нз свои аычитающиеЧпр, Чобр, +. Чпд, 25 входы с выхода генератора 4 тактовых имЗпр, Гобр. 3 пд, пульсов.Генератор 4 тактовых импульсов выра- Рассмотрим работу устройства при набаты вает импульсы, моделирующие вре- личии на входах 2 задания состояния канала менные интервалы. Блок 5 генераторов обалужиаания заявок всех каналов единичслучзйных импульсов подготовки выра ных потенциалоа, разрешающих прохождебзтывает импульсы через случайные ниепоступающихззявокнаобслужиааниев промежутки времени, подчиненные опре- своем канале. Функционирование всех каделенным законам. Они соответствуют нзлов обслуживания заявок в этом случае окончанию подготовки обслуживающего происходит аналогично. Поэтому подробно прибора. Генератор 9 случайного числа про; 35 рассмотрим работу только одного канала 6 должительности приеме заявки вырабзты- обслуживания заявок.вает значение Чпр поступившей заявки. Поступающая заявка с информационноГенерзтор 9 случайного числа продолжи- го входа 1 канала обслуживания заявок зательиости обработки заявки вырабатывает пускает генераторы 9 случайных чисел значение Чобр постУпившей зеваки. ГенеРз. 40 пРодолжительности пРиема, обРаботки и тор 9 случайного числа продолжительности передачи заявки, которые вырабатывают и передачи заявки вырабатывает значение кратковременно выставляют на своих аыхо. Чпдпоступившей заявки. Первый регистр 14 дзх случайные числа, представленные в двопамяти содержит значение Зпр, второй и ичном коде. Эта информация через третий регистры 14 памяти соответстееино 45 открытые элементы И 10 соответствующей соДеРжзт энзчениЯ Зобр и Япд. Указанные гРУппы постУпает на вхоДы пеРвой гРУппы величины заносятся в регистры 14 памяти соответствующего блока 15 деления. Однодо начала моделирования. Блоки 15 деле- временно сэтим на входы запуска блокоа 15 ния Содержат две группы информационных деления поступает импульс с выхода пераовходов. Причем на входы первой группы по го элемента И 12, прошедший через первый дается значение делителя, а нз входы вто- элемент 8 задержки и третий элемент И 23. рой группы - делимого. После поступления На входах второй группы блоков 15 деления на вход запуска блока 15 деления управля- с соответствующих выходов регистров 14 ющего импульса нз его информационных памяти постоянно находится информация. выходах появляется результат выполнения 55 В результате выполнения операции на операции деления с округлением до больше- выходах блоков 15 деления появляется го целого числа Первый элемент 8 задержкиинформация, которая подается на соответпредназначен для синхронизации сигналов стаующие входы соответствующих вычитазапуска блоков деления и поступления ин- ющих счетчиков 17, Импульс с выхода формации нз вторую группу входов. Второй первого элемента И 12 перебрасывает атоэлемент 13 задержки предназначен для . рой триггер 22. Снятие потенциала с прямо- обеспечения одновременности прихода го выхода второго триггера 22 запирает информации. на информационные входы первый элемент И 12, запрещая принятие к первого вычитзющего счетчика 17 и управ- обслуживанию поступающих заявок. Через ляющего импульса на его установочный 45 второй элемент 13 задержки на установочвход. ный вход первого вычитзющего счетчика 17Устройство работает следующим обре- поступает импульс, по которому осущестазом. ляется прием информации в первый аычитаПеред началом работы и при необходи- ющий счетчик 17 и с его выход обнуления мостиустзновитьустройстводля моделиро снимается потенциал, В результате откры. вания систем массового обслуживания в аается пятый элемент И 16, через который исходное состояние на установочный вход 3 на аычитзющий вход первого аычитающего . устройства кратковременно подается им-. счетчика 17 поступают импульсы с генерато- пульС, устанавливающий,в исходное состо- ра 4 тактовых импульсов.яние второйтриггер 22, с прямых выходов 55 После того, как значение первого вычикоторого потенциалы паступзют на первые тающего счетчика 17 становится равным нувходы первых элементов И 12, подготавли- лю, на его выхода обнуления появляется вая их кприему заявок на обслуживание, и потенциал, закрывающий пятый элемент И на входы сброса вычитающих счетчиков 17, 16 и запускающий второй формирователь 18импульсов, с выхода которого импульс по 7 1716534 8ступает на установочный вход второго вычитающего счетчика 17, прием информации в который и ее вычитание осуществляются аналогично первому вычитающему счетчику 17, а затем такой же процесс повторяется для третьего вычитающего счетчика 17. С выхода первого формирователя 18 импульсов сигнал поступает на выход 7 канала обслуживания заявок и на единичный вход первого триггера 19, который перебрасывается и на его прямом выходе появляется потенциал, разрешающий прохождение через второй элемент И 20 импульса с блока 5 генераторов случайных импульсов подготовки, который проходит через элемент ИЛИ 21 и перебрасывает второй триггер 22. Потенциал с его прямого выхода поступает на первый вход первого элемента И 12, что свидетельствует о готовности устройства к приему очередной заявки.В случае снятия потенциала с входа 2 задания состояния соответствующего канала поступающие заявки с информационного входа 1 канала обслуживания заявок через первый элемент 8 задержки и открытый четвертый элемент И 24 поступают на первый вход третьего элемента И 23, прямой вход четвертого элемента И 24 последующего канала. Дальнейшее прохождение заявки зависит от состояния этого канала обслуживания заявок. Одновременно с этим, с выходов генераторов 9 случайных чисел, продолжительности приема, обслуживания и передачи заявки через открытые элементы 11 запрета соответствующей группы поступают на первые входы соответствующих элементов И 10 группы последующего канала обслуживания заявок, стоящего рядом с отказавшим каналом по кольцу, образуя суммарный поток заявок, Поступившие заявки в канал до окончания обслуживания г 1 редыдущей или для подготовки получают отказ и теряются,ф ор мул а изобретения Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее блок генераторов случайных импульсов подготовки и К каналов обслуживания заявок, каждый из которых содержит четыре элемента И, первый формирователь импульсов, два триггера и элемент ИЛИ, в каждом канале обслуживания заявок выход первого элемента И соединен с нулевыми входами первого и второго триггеров, прямой выход первого триггера соединен с первым входом первого элемента И. а прямой выход второго триггера подключен к первому входу второго элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ,выход которого подключен к единичному 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 входу первого триггера, вторые входы элементов ИЛИ всех каналов обслуживания заявок объединены и являются установочным входом устройства, выход первого формирователя импульсов каждого канала обслуживания заявок является выходом обслуженных заявок данного канала обслуживания заявок, первые входы третьих элементов И и инверсные входы четвертых элементов И в каналах обслуживания заявок объединены и являются входами задания состояния соответствующего канала обслуживания заявок, выход третьего элемента И в каждом канале обслуживания заявок соединен с вторым входом первого элемента И своего канала обслуживания заявок, а выход четвертого элемента И 1-го канала обслуживания заявок (1=1, К) подключен к второму входу третьего элемента И и прямому входу четвертого элемента И (1+1)-го канала обслуживания заявок,а выход четвертого элемента И К-го канала обслуживания заявок соединен с вторым входом третьего элемента И и прямым входом четвертого элемента И первого канала обслуживания заявок, выходы блока генератора случайных импульсов подготовки соединены соответственно с вторыми входами вторых элементов И каналов обслуживания заявок, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет моделирования режимов приема, обработки и передачи заявок, оно дополнительно содержит генератор тактовых импульсов, а каждый канал обслуживания заявок дополнительно содержит генератор случайного числа продолжительности приема заявки, генератор случайного числа продолжительности обработки заявки, генератор случайного числа продолжительности передачи заявки, два элемента задержки, три блока деления, три регистра памяти, три вычитающих счетчика, второй и третий формирователи импульсов, пятый, шестой и седьмой элементы И, три группы элементов И и три группы элементов запрета, причем в каждом канале обслуживания заявок входы запуска генератора случайного числа продолжительности приема заявки. генератора случайного числа продолжительности обработки заявки, генератора случайного числа продолжительности передачи заявки и вход первого элемента задержки объединены и являются информационным входом канала обслуживания заявок. выход . первого элемента задержки подключен к второму входу третьего элемента И и прямому входу. четвертого элемента И, выход второго элемента задержки подключен к входу записи первого вычитающего счетчика, выход обнуления которого соединен с инверсным входом пятого элемента И и входом запуска второго формирователя импульсов, выход которого подключен к входу записи второго вычитающего счетчика, выход обнуления которого подключен к инверсному входу шестого элемента И и к входу запуска третьего формирователя импульсов, выход которого соединен с входом записи третье 10 го вычитающего счетчика, выход обнуления которого соединен с инверсным входом седьмого элемента И и входом запуска первого формирователя импульсов, выход которого подключен к единичному входу второго нен с входом второго элемента задержки и входами запуска первого, второго и третьего блоков деления, информационные еходы первого, второго и третьего блоков деления соединены с разрядными входами соответ. 20 ственно первого, второго и третьего регистров памяти, а выходы первого, второго и третьего блоков деления подключены к разрядным входам соответственно первого,25 второго и третьего вычитающих счетчиков,входы обнуления которых обьединены и соединены с установочным входом .устройства, а вычитающие входы первого, второго и третьего вычитающих счетчиков подключены к.выходам соответственно пятого; вес- ЗО того и седьмого элементов И, выходы генератора случайного числа продолжительности приема заявки подключены соот.- ветственно к первым входам элементов И первой группы и информационным входам элементов запрета первой группы, выходы генератора случайного числа продолжительности обработки заявки подключены соответственно к первым входам элементов И второй группы и информационным вхо дам элементов запрета второй группы, а выходы генератора случайного числа продолжительности передачи. заявки подклютриггера, выход первого элемента И соеди чены соответственно к первым входам элементов И третьей группы и информационным входам элементов запрета третьей группы, вторые входы элементов И первой, вторбй и третьей групп и управляющие входы элементов запрета первой, второй и третьей групп объединены,и соединены с входом задания состояния канала обслуживания заявок, выходы элементов И первой; второй и третьей групп подключены к информационным входам второй группы соответственно первого, второго и третьего блоков деления, выход генератора тактовых импульсов соединен с прямыми входами пятого, шестого и седьмого элементов И всех каналов обслуживания заявок, выходы эле.- ментов запрета первой группы -го канала обслуживания заявок подключены соответственно к первым входам элементов И первой группы (+ 1)-го канала обслуживания заявок, а выходы элементов запрета первой группы К-го канала обслуживания .заявок подключены соответственно к первым вхо- . дам элементов И первой группы первого канала обслуживания заявок, выходы элементов запрета второй группы -го. канала обслуживания заявок соединены соответственно с первыми входами элементов И второй группы (+ 1)-го канала обслуживаниязаявок, выходы элементое запрета второй группы К-го канала обслуживания заявок соединены соответственно с первыми входами элементов И второй группы первого канала обслуживания заявок, выходы элементов запрета третьей группы -го канала обслуживания заявок подключены соответственно к первьна входам элементов И третьей группы (+1)-го канала обслуживания заявок; а вцходы элементов запрета третьей группы К-го канала обслуживания заявок подключены соответственно к первым .входам элементов И третьей группы аьового канала обслуживания заявок,1716534 Кас К ак ор С.Шевкун роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 Фр. ЗжЖ каз 61 ВНИ оставитель Г,Белугинехред М. Моргентал Тираж Г 1 одписное осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5