RU1784994C - Устройство дл моделировани систем массового обслуживани - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области вычислительной техники. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделировани  повторного обслуживани  за вок, прерванного отказом обслуживающего прибора, профилактической подготовки обслуживающего прибора при отсутствии на входе за вок Дл  достижени  поставленной цели в устройство введены два триггера, три элемента И, элемент запрета, два элемента задержки 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к специализированным средствам вычислительной техники , может быть использовано в устройствах, моделирующих работу систем массового обслуживани .

Известно устройсУво дл  моделировани  систем массового обслуживани  1, содержащее генератор случайного потока импульсов, К каналов моделировани , каждый из которых содержит генератор счетных импульсов, первый элемент ИЛИ, генератор случайных импульсов времени работы, первый э/гемент И, генератор случайных импульсов времени обслуживани  за вок, первый дифференцирующий элемент , второй элемент И, блок счетчиков, второй дифференцирующий элемент, третий элемент И, генератор случайных импульсов восстановлени , второй триггер, четвертый элемент И, в последнем канале второй элемент ИЛИ, третий дифференцирующий элемент , первый триггер, п тый элемент И, реверсивный счетчик, регистр пам ти, генератор случайных импульсов времени технического обслуживани  третий триггер,

шестой элемент И, четвертый дифференцирующий элемент, счетчш отказов, в последнем канале - седьмой элемент И Устройство также содержит группу элементов ИЛИ, группу элементов И и генератор за вок. В состав каналов моделировани  обслуживани  также вход т четвертый триггер , п тый дифференцирующий элемент элемент задержки, восьмой элемент И, элемент НЕ. третий элемент ИЛИ.

Устройство моделирует процесс функционировани  системы массового обслуживани , имеющей К каналов обслуживани  каждый из которых находитс  в четырех режимах (состо ни х)- работа, отказ, восстановление , техническое обслуживание по наработке. Обслуживание за вок происходит только во врем  работы. Окончание режима работы соответствует наступлению отказа, при этом канал переходит в режим восстановлени  и одновременно открывает следующий канал, куда поступает очередна  за вка, необслуженна  из-за отказа за вка возвращаетс  на вход готового к работе канала При истечении некоторого

сл

С

00

4 О

ю

Јь

заданного времени наработки каждый К-й канал переходит в режим технического обслуживани , за вки, поступающие во врем  режимов восстановлени  или технического обслуживани  в (К- 1)-м канале, обслуживаютс  в К-м канале.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к за вл емому  вл етс  устройство дл  моделировани  процесса обслуживани  за вок 2, содер- ,жащеё Ye tfejsajr&q случайных импульсов, первый й вто рой элем енты запрета, первый и второй ге7 ёТз8тЬары импульсов случайной длительности, триггер, с первого по четвертый элемент ИЛИ, с первого по третий элементы И, генератор импульсов отказов, первый, второй и третий формирователи импульсов , генератор импульсов случайной длительности подготовки, причем выход генератора случайных импульсов соединен с пр мыми входами первого и второго элементов запрета, выход первого элемента запрета подключен к входу запуска первого генератора импульсов случайной длительности и к нулевому входу триггера, пр мой выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен ко входу запрета второго элемента запрета, выход которого соединен со входом запуска второго генератора импульсов случайной длительности и с единичным входом триггера, инверсный выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен ко входу запрета первого элемента запрета, вход запуска генератора импульсов случайной длительности подготовки соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу первого формировател  импульсов, вход запуска которого соединен с выходом первого генератора случайной длительности, с первым входом первого элемента И, со вторым входом второго элемента ИЛИ и с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к пр мому входу третьего элемента И, первый инверсный вход которого соединен с выходом генератора импульсов отказов и с выходом третьего формировател  импульсов, выход которого подключен к второму входу четвертого элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с выходом второго формировател  импульсов, выход первого элемента И подключен ко входу запрета работы второго формировател  им- пульсов, вход запуска которого соединен со вторыми входами первого и третьего элементов ИЛИ, первым входом второго элемента И и с выходом второго генератора импульсов случайной длительности, пр мой

и инверсный выходы триггера подключены соответственно ко вторым входам первого и второго элементов И, выход второго элемента И соединен с входом запрета работы первого формировател  импульсов, выход генератора импульсов случайной длительности подготовки подключен ко второму инверсному входу третьего элемента И, выход которого  вл етс  выходом устройства,

0 Однако устройства 1 и 2 не позвол ют моделировать процессы повторного обслу- жкшани  за вок, прерванного отказом обслуживающего прибора, профилактической подготовки обслуживающего прибора при

5 отсутствии на входе за вок.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделировани  повторного обслуживани  за вок, прерванного отказом обслужи0 вающего прибора, профилактической подготовки обслуживающего прибора при отсутствии на входе за вок.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  моделировани  процесса

5 обслуживани  за вок, содержащее п ть элементов И, триггер, генератор случайных импульсов, три генератора импульсов случайной длительности, два формировател  импульсов, три элемента ИЛИ, дополни0 тельно введены второй и третий триггеры, шестой, седьмой и восьмой элементы И, элемент запрета, первый и второй элементы задержки, причем выход генератора случайных импульсов соединен с первыми входа5 ми первого и второго элементов И, инверсный выход первого триггера соединен с первым входом третьего элемента И. инверсный выход первого элемента ИЛИ подключен к пер вому входу четвертого эле0 мента И, выход первого генератора импульсов случайной длительности соединен со входом первого формировател  импульсов и с первым входом п того элемента И, выход второго генератора импульсов случайной

5 длительности подключен ко входу второго формировател  импульсов, выход которого соединён с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен ко входу третьего генератора импульсов случайной

0 длительности, пр мой выходвторого триггере соединен с первым входом шестого элемента И, информационным входом элемента запрета и вторым входом первого элемента И, выход которого подключен ко

5 входу первого элемента задержки, выход которого соединен с нулевым входом второго триггера, инверсный выход которого подключен ко второму входу третьего элемента И и ко второму входу второго элемента И, выход которого соединен с нулевым входом

третьего триггера, пр мой выход которого подключен к К-входу первого триггера, к третьему входу второго элемента И, к управл ющему входу элемента запрета и ко второму входу шестого элемента И, выход которого соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ, выход элемента запрета подключен J-входу первого триггера, пр мой выход которого соединен с первым входом седьмого элемента И, выход которого подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ и ко второму входу четвертого элемента И, выход которого соединен с единичным входом третьего триггера, инверсный выход которого подключен ко второму входу седьмого элемента И, выход третьего элемента И соединен с первым входом восьмого элемента И и со вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу дев того элемента И, выход которого соединен со зхо- дом запуска первого генератора импульсов случайной длительности, вход останова которого обьединен с первым входом первогб элемента ИЛИ и подключен к выходу второго генератора импульсов случайной длительности , выход третьего генератора импульсов случайной длительности соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ, инверсный выход которого подключен ко вторым входам п того, восьмого и дев того элементов И и ко входу второго элемента задержки, выход которого соединен с третьими входами третьего и седьмого элементов И, выход первого формировател  импульсов подключен к третьему входу четвертого элемента И и к третьему входу восьмого элемента И, выход которого соединен с единичным входом второго триггера, выход п того элемента И  вл етс  выходом устройства.

На чертеже представлена функциональна  схема устройства.

Устройство дл  моделировани  систем массового обслуживани  содержит генератор 1 случайных импульсов, первый, второй и третий триггеры 2,3,4, элемент запрета S, первый-восьмой элементы И 6-13, первый и второй элементы задержки 14,15, первый, второй и третий элементы ИЛИ 16, 17. 18, первый, второй и третий генераторы 19, 20, 21 импульсов случайной длительности, первый и второй формирователи импульсов 22, 23, дев тый элемент И 24, выход 25.

Вербальна  модель работы устройства следующа .

Приход щие на вход за вки попарно став тс  в очередь на обслуживание и последовательно обслуживаютс  устройством по заданному закону, Только после полного

обслуживани  одной из за вок может начатьс  обслуживание другой за вки, а следующа  за вка встать в очередь на обслуживание. За вки, приход щие в мо- 5 менты одновременного нахождени  в устройстве двух за вок, к обслуживанию не принимаютс . На выходе устройства существует информаци  о состо нии может быть прервано отказом обслуживающего прибо- 10 ра. После восстановлени  обслуживающего прибора и его подготовки обслуживание данной за вки возобновл етс . Состо ние профилактической подготовки обслуживающего прибора наступает также сразу после

5 окончани  обслуживани  очередной за вки, если на вход к этому времени не поступило очередной за вки. Отказы обслуживающего прибора могут по витьс  в произвольный случайный момент времени. Длительности

0 обслуживани  з а вок, отказа и подготовки обслуживающего прибора случайны.

Устройство дл  моделировани  систем массового обслуживани  работает следующим образом.

5 В исходном состо нии генератор 1 генерирует случайные импульсы, генератор 20 генерирует случайные импульсы случайной длительности, генераторы 19 и 21 остановлены , триггер 2 в нулевом состо нии, еди0 ничный потенциал с инверсного выхода открывает элемент И 8 по первому входу, нулевой потенциал с пр мого выхода триггера 2 закрывает элемент И 12 по первому входу. Триггеры 3 и 4 - в единичном состо 5 нии, нулевой потенциал с инверсного выхода триггера 3 закрывает элементы И 7 и И 8 по вторым входам. Единичный потенциал с пр мого выхода триггера 3 держит открытыми элемент И 6 по второму входу и элемент

Q И 11 по второму входу. Нулевой потенциал с инверсного выхода триггера 4 закрывает элемент И 12 по второму входу. Единичный потенциал с пр мого выхода триггера 4 запирает элемент запрета 5 по управл ющему

5 входу и открывает элемент И 11. Единичный потенциал с инверсного выхода элемента ИЛИ 16 держит открытыми элемент И 9 по первому входу, элементы И 10, 13, 24 по вторым входам, элементы И 8 и 12 по треть0 им входам.

Начало моделировани  определ етс  включением устройства и установкой всех элементов устройства в исходное состо ние . Моделирование процессов произво5 дитс  на некотором промежутке времени, где возможно накопление данных дл  определени  статистических и временных характеристик моделируемого процесса. Этот промежуток времени определ етс  априорно математическими методами и может

быть изменен исследователем по апостериорным данным.

Единичный потенциал с выхода элемента И 11 через элемент ИЛИ 17 поступает на вход запуска генератора 21, который нами- нает генерировать единичный импульс случайной длительности (имитируетс  подготовка модели к обслуживанию за вок), который поступает на второй вход элемента ИЛИ 16. Тогда на его инверсном выходе по вл етс  нулевой потенциал, который закрывает элемент И 9 по первому входу и элементы И 10 и 13 по вторым входам. Этот же нулевой потенциал с некоторой задержкой в элементе задержки 15 поступает на элементы И 8 и 12 и закрывает их по третьим входам. По окончании импульса с выхода генератора 21 элементы ИЛИ 16, И 9,10,13, и с некоторой задержкой элементы И 8 и 12 привод тс  в исходное состо ние. Если за это врем  триггеры 3 и 4 останутс  в единичном состо нии (на вход не поступит ни одной за вки), то элемент И 11 будет открыт и через элемент И 17 вновь произойдет запуск генератора 21 (процесс подготовки по- вторитс ).

В некоторый случайный момент времени на выходе генератора 1 по вл етс  импульс , поступающий на первый вход закрытого элемента И 7 и первый вход от- крытого элемента И 6 и через него и элемент задержки 14 опрокидывает триггер 3 в нулевое состо ние. Нулевой потенциал с пр мого выхода триггера 3 закроет элемент И 6 по второму входу и элемент И 11 по первому входу (перва  за вка поставлена в очередь на обслуживание и сформирован запрет на начало процесса подготовки модели).

Единичный потенциал с инверсного выхода триггера 3 откроет элемент И 8 и эле- мент И 7 по второму входу (разрешаетс  прием второй за вки дл  постановки ее в очередь). Теперь, если на выходе генератора 1 по витс  импульс, он поступит на закрытый элемент И 6 и на открытый элемент И 7, через который поступивший импульс опрокинет триггер 4 в нулевое состо ние. Единичный потенциал с инверсного выхода будет держать открытым элемент И 12 по второму входу, нулевой потенциал с пр мо- го выхода триггера 4 закроет элемент И 7 по третьему входу, а элемент И 11 по второму входу и откроет элемент запрета 5 по управл ющему входу (втора  за вка поставлена в очередь на обслуживание). Последующие импульсы с генератора 1 будут тер тьс  до того момента, кэк будет обслужена хот  бы перва  за вка. лВрем  задержки элемента задержки 14 выбираетс  больше длительности импульса, формируемого генератором

1, элемент предназначен дл  того, чтобы исключить возможность воспри ти  одного импульса как двух.

На выходе элемента И 8 по вл етс  единичный потенциал, который открывает элемент И 13 по первому входу и через элемент ИЛИ 18 и открытый по второму входу элемент И 24 поступает на вход запуска генератора 19, на выходе которого по вл етс  единичный импульс случайной длительности (моделируетс  процесс обслуживани  за вки). Этот импульс поступает на первый вход открытого элемента И 10 и через него на выход устройства. По заднему фронту этого импульса формирователь 22 выдает импульс, поступающий на третий вход закрытого элемента И 9 и третий вход открытого элемента И 13, а через него на единичный вход триггера 3, опрокидыва  его в единичное состо ние. Нулевой потенциал с инверсного выхода триггера 3 закроет элементы И 7 и 8. Единичный потенциал с пр мого выхода триггера 3 откроет элемент И 6 по второму входу и поступит на единичный вход элемента И 11 и информационный вход элемента запрета 5. В зависимости от состо ни  триггера 4 может быть два варианта функционировани  устройства .

Первый вариант. Триггер 4 - в единичное состо нии (втора  за вка на вход устройства не поступила). Тогда элемент запрета закрыт по управл ющему входу, а элемент И 11 открыт, это приведет к повторению процесса подготовки описанным образом .

Второй вариант. Триггер 4 - в нулевом состо нии (в очереди на обслуживание есть втора  за вка). Нулевой потенциал с пр мого выхода триггера закроет элемент И 11 и откроет элемент запрета 5 по управл ющему входу. Единичный потенциал с пр мого выхода триггера 3 пройдет через элемент запрета 5 и поступит на J-вход триггера 2, перевод  его единичное состо ние. Единичный потенциал с пр мого выхода триггера 2 откроет элемент И 2 по первому входу (даетс  разрешение на обслуживание второй за вки). Тогда единичный потенциал с инверсного выхода триггера и через открытый элемент И 12, элемент ИЛИ 18, элемент И 24 поступает на вход запуска генератора 19. Далее процесс произойдет аналогично описанному. Теперь по по влении импульса на выходе формировател  22 он поступит на третий вход закрытого по первому входу элемента И 13 и на третий вход открытого элемента И 9 и через него на единичный вход триггера 4, перевод  его в единичное состо ние. Далее процессы приема и обслуживани  за вок повтор ютс .

Рассмотрим процесс имитации отказов в устройстве, В некоторый случайный момент времени на выходе генератора 20 по-  вл етс  единичный импульс случайной длительности (имитируетс  отказ устройства ), он поступает на вход останова генератора 19, первый вход элемента ИЛИ 16 и вход формировател  23. Если к данному мо- менту генератор 19 был запущен, он останавливаетс , импульс на его выходе пропадает, потенциал на выходе элемента И 10 также пропадает (имитируетс  прекращение обслуживани  за вки). Нулевой по- тенциал с инверсного выхода элемента ИЛ И 16 закроет элемент И 9 по первому входу и И 13 по второму входу и с некоторой задержкой в элементе задержки 15 элементы И 8 и 12 по третьим входам. По заднему фронту прерванного остановом импульса с выхода генератора 19 формирователь 22 выдаст импульс , который поступит на закрытые элементы И 9 и 13. Прекращение импульса на выходе генератора 20 приведет к открыва- нию элементов И 9 и 13 и с некоторой задержкой элементов И 8 и 12, Врем  задержки элемента задержки 15 выбираетс  таким, что открывание элементов И 8 и 12 осуществл етс  только после того, как формирова- тель 23 по заднему фронту выдаст импульс, который через элемент ИЛИ 17 запустит генератор 21 (имитируетс  подготовка прибора после отказа) и нулевой потенциал с инверсного выхода элемента ИЛИ 16 закро- ет элемент И 24 по второму входу, воспреща  прохождение импульса на запуск генератора 19. Через некоторое случайное врем/ (подготовки прибора после отказа) импульс на выходе генератора 21 пропада- ет, на инверсном выходе элемента ИЛИ 16 по витс  единичный потенциал, который откроет элемент И 24 по вторбму входу, импульс с выхода элемента И 8 или Т2 через элемент И 24 поступит на вход запуска ге- нератора 19 (начинаетс  повторное обслуживание за вки, прерванное отказом прибора), на выходе устройства по вл етс  единичный потенциал, Далее процесс протекает описанным образом.

Таким образом, возникновение случайного импульса на выходе генератора 20 вызывает прерывание обслуживани  за вки, но не измен ет состо ни  триггеров 3 и 4, так очередь за вок в случае прерывани  об- служивани  за вки не измен етс .

Концом моделировани  может быть достижение заданного числа реализаций, определенного исследователем. Дл  подсчета указанных реализаций могут быть ислоль-.

зованы счетчики, подключенные к соответствующим элементам.

Таким образом, устройство дл  моделировани  систем массового обслуживани  позвол ет моделировать повторное обслуживание за вок, прерванное отказом обслуживающего прибора, профилактическую подготовку обслуживающего прибора при отсутствии на входе за вок.

По наличию сигналов на выходе устройства , состо нию и числу срабатываний, элементов устройства в процессе моделировани  можно оценить качество обслуживани  за вок обслуживающим прибором.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  моделировани  систем массового обслуживани , содержащее п ть элементов И, триггер, генератор случайных импульсов, три генератора импульсов случайной длительности, два формировател  импульсов, три элемента ИЛИ, причем выход генератора случайных импульсов соединен с первыми входами первого Vi второго элементов И, инверсный выход первого триггера соединен с первым входом третьего элемента И, инверсный выход первого элемента ИЛИ подключен к первому входу четвертого элемента И, выход первого генератора импульсов случайной длительности соединен с входом первого формировател  импульсов и с первым входом п того элемента И, выход второго генератора импульсов случайной длительности подключен к входу второго формировател  импульсов, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу запуска третьего генератора импульсов случайной длительности, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей устройства за счет моделировани  повторного обслуживани  за вок, прерванного отказом обслуживающего прибора , профилактической подготовки обслуживающего прибора при отсутствии на входе за вок, оно дополнительно содержит второй и третий триггеры, шестой, седьмой и i восьмой элементы И, элемент запрета, первый и второй элементы задержки, причем пр мой выход второго триггера соединен с первым входом шестого элемента И, информационным входом элемента запрета и вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к входу первого элемента задержки, выход которого соединен с нулевым входом второго триггера, инверсный выход которого подключен к второму входу третьего элемента И и к второму входу второго элемента И, выход которого соединен с нулевым входом третьего триггера, пр мой выход которого подключен к К-входу первого триггера, к третьему входу второго элемента И, к управл ющему входу элемента запрета и к второму входу шестого элемента И, выход которого соединен с вторым j входом второго элемента ИЛЙ. быход элемента запрета подключен к 1-входу первого триггера, пр мой выход которого соединен с первым входом седьмого элемента И, выход которого подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ и к второму входу четвертого элемента И, выход которого соединен с единичным входом третьего триггера, инверсный выход которого подключен к второму входу седьмого элемента И, выход третьего элемента И соединен с первым входом восьмого элемента И и с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к перво.му входу дев того элемента И, выход

   которого соединен с входом запуска первого генератора импульсов случайной длительности , вход останова которого объединен с первым входом первого элемента ИЛИ и подключен к выходу второго генератора импульсов случайной длительности , выход третьего генератора импульсов случайной длительности соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, инверсный выход которого подключен к вторым входам п того, восьмого и дев того элементов И и к входу второго элемента задержки, выход которого соединен с третьими входами третьего и седьмого элементов И, выход первого формировател  импульсов подключен к третьему входу четвертого элемента И и к третьему входу восьмого элемента И, выход которого соединен с единичным входом второго триггера,

   выход п того элемента И  вл етс  выходом устройства.