RU2043655C1

RU2043655C1 - Device for analysis of operations of queuing systems

Info

Publication number: RU2043655C1
Authority: RU
Inventors: В.Г. Анисимов; Е.Г. Анисимов; В.В. Барабанов; А.Б. Зубачев; Н.И. Ячкула
Original assignee: Анисимов Владимир Георгиевич; Анисимов Евгений Георгиевич; Барабанов Владимир Викторович; Зубачев Александр Борисович; Ячкула Николай Иванович
Priority date: 1990-12-13
Filing date: 1990-12-13
Publication date: 1995-09-10

Abstract

FIELD: computer engineering. SUBSTANCE: device has random pulse flow generator 1, first and second counters 2, 3, first, second and third prohibition gates 4-6, first, third, fourth, fifth and second AND gates 7-11, flip-flop 12, first, second and third OR gates 13-15, third counter 16, reverse counter 17, clock 18, group of units 19 which serve for modeling operating unit. Each unit 19 has group delay gates 20, group random pulse generators 21, group pulse shaper 22, group AND gate 23. EFFECT: increased precision. 1 dwg

Description

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано при статистическом моделировании систем массового обслуживания. The invention relates to specialized means of computer technology and can be used in statistical modeling of queuing systems.

Известно устройство для моделирования систем массового обслуживания (СМО). Однако это устройство не позволяет моделировать обслуживание заявки несколькими исполнителями с учетом заданного количества однотипных элементарных операций для завершения обслуживания заявки и ограниченного количества операций, выполняемых каждым исполнителем. A device for modeling queuing systems (QS) is known. However, this device does not allow simulating the service of an application by several performers, taking into account a given number of elementary operations of the same type to complete the service of the application and the limited number of operations performed by each performer.

Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности является устройство /2/, содержащее генератор случайного потока импульсов, три счетчика, три элемента ЗАПРЕТ, пять элементов И, триггер, два элемента ИЛИ, реверсивный счетчик и группу блоков моделирования выполнения работ, каждый из которых представляет собой линию случайной временной задержки. Устройство позволяет моделировать СМО с учетом работы нескольких исполнителей. Недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет моделировать обслуживания заявки с учетом выполнения требуемого количества элементарных операций и ограниченными возможностями каждого исполнителя по количеству выполняемых операций. Closest to the claimed device in technical essence is the device / 2 /, containing a random pulse stream generator, three counters, three elements BAN, five elements AND, a trigger, two elements OR, a reversible counter and a group of simulation blocks of work, each of which represents a line of random time delay. The device allows you to simulate QS taking into account the work of several performers. The disadvantage of this device is that it does not allow you to simulate service requests taking into account the required number of elementary operations and the limited capabilities of each contractor in the number of operations performed.

Целью изобретения является упрощение устройства и повышение его точности при решении соответствующих задач анализа работы СМО за счет обеспечения возможности моделирования обслуживания заявки с учетом выполнения требуемого количества элементарных операций и ограниченных возможностей каждого исполнителя по количеству выполняемых операций. The aim of the invention is to simplify the device and increase its accuracy in solving the corresponding problems of analyzing the operation of the QS by providing the ability to simulate service requests taking into account the required number of elementary operations and the limited capabilities of each contractor in the number of operations.

Указанная цель достигается тем, что устройство для моделирования СМО, содержащее генератор случайного потока импульсов, выход которого соединен с входами первых счетчика, элемента И и элемента запрета, выход которого соединен с входами вторых элемента запрета и элемента И, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, выходы которого соединены с входами первого элемента ИЛИ и третьего элемента И, выход которого соединен с входами первых элемента запрета и элемента И, выход которого соединен с входом второго счетчика, выход первого элемента ИЛИ соединен с входами четвертого и пятого элементов И, и третьего элемента запрета, выход которого соединен с входом триггера, выход которого соединен с входами вторых элемента И и элемента запрета, выход которого соединен с входами триггера и второго элемента ИЛИ, третий счетчик, выход которого соединен с входами третьего элемента запрета и четвертого и пятого элементов И, выходы которых соединены соответственно с входом второго элемента ИЛИ и вычитающим входом реверсивного счетчика, группу генераторов случайных импульсов, группу элементов задержки и группу элементов И, третий элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом третьего счетчика, дополнительно содержит генератор тактовых импульсов и группу формирователей импульсов, причем выходы второго элемента ИЛИ и третьего счетчика соединены с входами генераторов случайных импульсов группы, выходы которых через соответствующие формирователи импульсов группы соединены с входами элементов И группы, выходы которых соединены с входами третьего элемента ИЛИ, выход генератора тактовых импульсов соединен через соответствующие элементы задержки группы с входами соответствующих элементов И группы. This goal is achieved by the fact that the device for modeling the QS, containing a random pulse stream generator, the output of which is connected to the inputs of the first counter, element And and the inhibit element, the output of which is connected to the inputs of the second inhibit element and the element And, the output of which is connected to the summing input of the reverse a counter whose outputs are connected to the inputs of the first OR element and the third AND element, the output of which is connected to the inputs of the first prohibition element and the AND element, the output of which is connected to the input of the second counter a, the output of the first OR element is connected to the inputs of the fourth and fifth AND elements, and the third inhibit element, the output of which is connected to the input of the trigger, the output of which is connected to the inputs of the second AND element and the inhibit element, the output of which is connected to the inputs of the trigger and the second OR element, the third counter, the output of which is connected to the inputs of the third prohibition element and the fourth and fifth elements AND, the outputs of which are connected respectively to the input of the second OR element and the subtracting input of the reverse counter, a group of generators pulses, a group of delay elements and a group of AND elements, the third OR element, the output of which is connected to the input of the third counter, additionally contains a clock pulse generator and a group of pulse shapers, the outputs of the second OR element and the third counter connected to the inputs of random group pulse generators, outputs which through the corresponding pulse shapers the groups are connected to the inputs of the elements AND groups, the outputs of which are connected to the inputs of the third element OR, the output of the clock generator connected via respective delay elements to the inputs of respective groups of the AND group.

Устройство содержит генератор 1 случайного потока импульсов, счетчики 2, 3, элементы запрета 4, 5, 6, элементы И 7, 8, 9, 10, 11, триггер 12, элементы ИЛИ 13, 14, 15, счетчик 16, реверсивный счетчик 17, генератор тактовых импульсов 18, группу блоков 19 моделирования выполнения работ, каждый из которых содержит элемент задержки 20, генератор случайных импульсов 21, формирователь импульсов 22, элемент И 23. The device comprises a random pulse stream generator 1, counters 2, 3, prohibition elements 4, 5, 6, AND elements 7, 8, 9, 10, 11, trigger 12, OR elements 13, 14, 15, counter 16, reversible counter 17 , a clock generator 18, a group of blocks 19 modeling the execution of work, each of which contains a delay element 20, a random pulse generator 21, a pulse shaper 22, the element And 23.

Устройство работает следующим образом. В случае когда нет очереди и все каналы обслуживания свободны, триггер 12 находится в состоянии, когда на управляющем входе элемента запрета 6 сигнал отсутствует и он открыт. Импульс от генератора 1 через открытые элементы запрета 4 и 6, элемент ИЛИ 14 поступает на входы всех блоков 19 моделирования выполнения работ и первый вход триггера. Триггер переключается, закрывая тем самым элемент запрета 6 и открывая элемент И 11. До окончания обслуживания следующие импульсы генератора 1, имитирующие заявки, поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 17, имитируя образование очереди. В каждом блоке 19 моделирования выполнения работ генератор 21 случайных импульсов запускается и через промежуток времени, моделирующий время выполнения работ исполнителем на его выходе появляется импульс, который запускает соответствующий формирователь импульсов 22 блока, на выходе которого формируется импульс длительности, пропорциональной количеству элементарных операций, которые выполняет соответствующий исполнитель. Этот импульс поступает на первый вход элемента И 23 и открывает его для прохождения импульсов от генератора 18 тактовых импульсов через соответствующий элемент 20 временной задержки на выход блока и далее через элемент ИЛИ 15 на вход счетчика 16 импульсов. Элементы 20 временной задержки обеспечивают сдвиг по фазе импульсов, поступающих на вход счетчика 16 от различных блоков 19 моделирования выполнения работ. При достижении числом подсчитанных импульсов заданного значения, соответствующего требуемому количеству выполненных работ, на выходе счетчика появляется импульс переполнения, который поступает на установочные входы генераторов 21, возвращая их в исходное состояние, а также через элемент И 10 на вычитающий вход реверсивного счетчика 15, уменьшая очередь на единицу, и через элементы И 9, ИЛИ 14 на повторный запуск блоков 19 моделирования выполнения работ. The device operates as follows. In the case when there is no queue and all service channels are free, trigger 12 is in a state when there is no signal at the control input of the inhibit element 6 and it is open. The pulse from the generator 1 through the open elements of the ban 4 and 6, the element OR 14 is fed to the inputs of all blocks 19 simulation of work and the first input of the trigger. The trigger switches, thereby closing the prohibition element 6 and opening the And 11 element. Until the end of the service, the next pulses of the generator 1, simulating the orders, are sent to the summing input of the reverse counter 17, simulating the formation of a queue. In each block 19 of modeling the execution of work, the random pulse generator 21 is started and after a period of time modeling the execution time of the work by the performer, a pulse appears at its output, which starts the corresponding pulse shaper 22 of the block, the output of which forms a pulse of duration proportional to the number of elementary operations that it performs relevant artist. This pulse is supplied to the first input of the And 23 element and opens it to pass pulses from the clock pulse generator 18 through the corresponding time delay element 20 to the output of the block and then through the OR 15 element to the input of the pulse counter 16. Elements 20 of the time delay provide a phase shift of the pulses arriving at the input of the counter 16 from various blocks 19 modeling the execution of work. When the number of counted pulses reaches the set value corresponding to the required number of work performed, an overflow pulse appears at the output of the counter, which arrives at the installation inputs of the generators 21, returning them to their original state, and also through element 10 to the subtracting input of the counter 15, decreasing the queue per unit, and through the elements AND 9, OR 14 to restart the blocks 19 modeling the execution of work.

Если в очереди нет заявок, то элемент И 9 закрыт, сигнал с выхода счетчика 16 через элемент запрета 5 переключает триггер 12, открывая элемент запрета 6 и закрывая элемент И 11. Тем самым устройство приводится в исходное состояние. If there are no requests in the queue, then the AND 9 element is closed, the signal from the output of the counter 16 through the inhibit 5 switches the trigger 12, opening the inhibit 6 and closing the And 11. Thus, the device is restored to its original state.

При заполнении всей очереди на выходе элемента И 8 появляется сигнал, который закрывает элемент запрета 4 и открывает элемент И 7. При этом новые заявки поступают на вход счетчика 3 потерянных заявок. When filling the entire queue at the output of the And 8 element, a signal appears that closes the prohibition 4 element and opens the And 7 element. In this case, new applications are received at the input of the counter 3 of lost applications.

Устройство позволяет по показаниям счетчиков 2, 3 к концу эксперимента определять такие характеристики СМО, как вероятность обслуживания и вероятность отказа в обслуживании. По показаниям реверсивного счетчика 15, зафиксированным в процессе моделирования, может быть определена средняя длина очереди в системе. The device allows, according to the readings of counters 2, 3, by the end of the experiment to determine such QS characteristics as the probability of service and the probability of denial of service. According to the readings of the reversible counter 15 recorded during the simulation, the average queue length in the system can be determined.

Claims

DEVICE FOR SOLVING THE PROBLEM OF ANALYSIS OF OPERATION OF MASS SERVICE SYSTEMS, comprising a random pulse stream generator, the output of which is connected to the inputs of the first counter and element And and through the first inhibit element with the inputs of the second element And and the second inhibit element, the output of which is connected to the inputs of the first element OR and and a trigger whose output is connected to the inputs of the second prohibition element and the And element, the output of which is connected to the input of the reverse counter, the outputs of which are connected to the inputs of the second OR element and the third e the AND element, the output of which is connected to the inputs of the first prohibition element and the And element, whose output is connected to the input of the second counter, the output of the second OR element is connected to the inputs of the fourth and fifth elements of And and the third prohibition element, the output of which is connected to the trigger input, the third element OR whose output is connected to the input of the third counter, the output of which is connected to the inputs of the third prohibition element and the fourth and fifth elements AND, the outputs of which are connected to the inputs of the first OR element and the reverse counter, respectively ka, the output of the first OR element is connected to the inputs of the random pulse generators of the group, the inputs of which are connected to the output of the third counter, characterized in that, in order to improve accuracy, a clock pulse generator, a group of delay elements, a group of pulse shapers, a group of AND elements are introduced into it moreover, the output of the clock pulse generator through the delay elements of the group is connected to the inputs of the elements of the AND group, the outputs of which are connected to the inputs of the third element OR, the outputs of the generators of random pulses of the group through h the corresponding pulse shapers of the group are connected to the inputs of the corresponding elements I.