SU1005067A1 - Устройство дл моделировани систем массового обслуживани - Google Patents

Description

Устройство относитс  к вычислительной технике и может быть использовано дл  статистического моделировани  приоритетных систем массового j обслуживани  (СМО).

Известно устройство дл  моделировани  СМО, содержащее генераторы обслуженных за вок, регистр управл ющего слова, дешифратор, элементы ИЛИ, блоки элементов И ..

Это устройство не позвол ет моделировать СМО с ограниченной очередью, ненадежным обслуживающим прибором, определить характеристики систем.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство дп  моделировани  СМО, содержащее генератор импульсов , первый, второй и третий счетчики , элемент ЗАПРЕТ, элемент И, первый и второй генераторы случайного потока импульсов, реверсивный счетчик и блок сравнени , причем выход первого генератора случайного потокаимпульсов соединен с первым счетчиком и первым входом элемента И, а через элемент ЗАПРЕТ - с суммирующим входом реверсивного счетчика, св занного с блоком сравнени , выход элемента И соединен с .вторым счетчиком , выход второго генератора случайного потока импульсов соединен также с одним управл ющим входом генератора импульсов .

Однако это устройство не позвол ет моделировать СМО с произвольным числом входных потоков, абсолютным приоритетом, очередью, различными дисциплинами возобновлени  обслуживани  после восстановлени  обслужиfO вающего прибора.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства за ет моделировани  различных дисциплин возобновлени  обслужива15 ни  произвольного числа входных потоков .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее генератор случайного потока импульсов

20 и первый измерительный канал, состо щий из первого элемента ЗАПРЕТ, генератора импульсов, первого элемента И, блока случайной временной задержки, двух элементов иЛи, трех

25 счетчиков импульсов, реверсивного счетчика, генератора случайных импульсов , выход которого соединен с вхЬдбм первого счетчика импульсов, информационным входом первого эле30 мента ЗАПРЕТ и первым входом перво-ГО элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока сравнени  и управл ющему входу первого элемен та ЗАПРЕТ, выход которого соединен с суммирующим аходом реверсивного счетчика, разр дные выходы которого подключены соответственно к входам первого элемента ИЛИ, выход перепол нени  реверсивного счетчика соедине с входом блока сравнени , выход пер вого элемента И подключен к входу второго счетчика, выход генератора случайного потока импульсов соедине с входом запрета работы генератора импульсов, дополнительно введены общий элемент И, общий элемент ЗАПРЕТ, две группы по (п-1) элементов ИЛИ и (п-1) измерительных канал а в каждый измерительный канал введ ны второй элемент И, первый триггер и второй элемент ЗАПРЕТ, i-й измери тельный канал (,n) содержит третий элемент ИЛИ, второй триггер и третий элемент И, k-й измерительный канал , п-1) дополнительно содер жит третий элемент ЗАПРЕТ, причем выход генератора случайного потока импульсов соединен с первым входом общего элемента И, информационным входом общего элемента ЗАПРЕТ и пер выми входами запрета работы генераторов импульсов i-X Измерительных каналов, управл ющий вход общего. элемента, ЗАПРЕТ и второй вход общег элемента И объединены и  вл ютс  управл ющим входом устройства, выхо генератора импульсов в каждом измерительном канале подключен к входу блока случайной временной задержки и единичному входу первого триггера выход блока случайной временной задержки первого канала соединен с нулевым входом первого триггера, а выход блока случайной временной задержки i-го канала подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с нулевым входом первого триггера, единичный выход первого триггера в каждом измерительном канале соединен с информационным входом второго элемента ЗАПРЕТ, а нулевой выход триггера - с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к входу запуска генератора импульсов, первые входы всех вторых элементов ИЛИ объединены и соединены с выходо общего элемента ЗАПРЕТ, вторые вход всех вторых элементов ИЛИ объединен и соединены с выходом общего элемен та И, выход второго элемента ИЛИ в каждом .измерительном канале соеди нен с управл ющим входом второго элемента ЗАПРЕТ, выход второго элемента ЗАПРЕТ первого измерительного канала подключен к входу третьего счетчика и вычитающему входу реверсивного счетчика, выход второго элемента ЗАПРЕТ 1-го измерительного канала соединен с входом третьего счетчика, вычитающим входом реверсивного счетчика и нулевым входом второго триггера, единичный вход которого подключен к выходу третьего элемента И, а единичный выход - к первому входу (i- 1)-го элемента ИЛИ первой группы, выход которого подключен к управл ющему входу третьего элемента ЗАПРЕТ (i-l)-ro измерительного канала и второму входу (i-2)-ro элемента ИЛИ первой группы, выход первого элемента ИЛИ п-го измерительного канала соединен с вторым входом второго элемента И своего измерительного канала, выход первого элемента ИЛИ k-ro измерительного канала соединен с информационным .входом третьего элемента ЗАПРЕТ своего измерительного канала, выход которого подключен к второму входу второго элемента И и к первому входу k-ro элемента ИЛИ второй группы, выход которого соединен с вторым входом (k+l)-ro элемента ИЛИ второй группы, третьим входом второго элемента ИЛИ, вторым входом третьего элемента ИЛИ и вторым входом запрета работы генератора импульсов (k+1)-ro измерительного канала, первый вход третьего элемента И i-ro измерительного канала соединен с единичным выходом первого триггера, а второй вход - с первым входом второго элемента ИЛИ этого же измерительного канала. Рассмотрим устройство дл  моделировани  систем массового обслуживани  на примере СМО с трем  потоками за вок на обслуживание. На чертеже изображена блок-схема этой модели. Блок-схема содержит первый генератор .1 случайного потока импульсов, первый счетчик 2, первый элемент. ЗАПРЕТ 3, первый элемент И 4, второй счетчик 5, реверсивный счетчик 6, блок 7 сравнени , первый элемент ИЛИ 8, третий элемент ЗАПРЕТ 9, второй элемент И 10, генератор 11 импульсов, блок 12 случайных временных задержек, первый элемент ИЛИ 13, первый триггер 14, второй элемент ЗАПРЕТ 15, третий счетчик 16, второй элемент ИЛИ 17, третий элемент И 18, второй триггер 19, элементы ИЛИ 20 и 21 второй и первой группы, второй генератор 22 случайного потока импульсов , общий элемент ЗАПРЕТ 23, общий элемент И 24, управл ющий вход 25 устройства. Генераторы 1 случайного потока импульсов имитируют входные потоки за вок на обслуживание различных приоритетов. Генераторы генерируют импульсы со случайным периодом пов торени  y . Счетчики 2 считают общее число поступивших на обслуживание.за вок различных приоритетов. Счетчики 5 считают число за вок различных приоритетов, получивших отказ в обслуживании по причине зан тости всех мест в очереди. Реверсивные счетчики 6 имитирую очередь в СМО. Генераторы 11 импульсов и одноканальные блоки 12 случайных време ных задержек имитируют обслуживающий прибор со случайным временем обслуживани . Счетчики 16 считают число обслу женных за вок различных приоритетов . Генератор 22 случайного потока импульсов генерирует импульсы, имитирующие отказы обслуживающего прибора . Генератор генерирует импульсы со случайным периодом повторени  Ту и случайной длительности-Ги / имитирующей врем  восстановлени  обслуживающего прибора. Устройство может работать в двух режимах: в режиме моделировани  СМО е возобновлением обслуживани  после восстановлени  обслуживающего прибо ра с прерванной отказом за вки и в режиме моделировани  СМО с возобнов лением обслуживани  с за вки высшег приоритета. Устройство работает следующим образом. Режим моделировани  СМО с возобновлением обслуживани  после восстановлени  обслуживакицего прибора с прерванной отказом за вки. На управл ющий вход 25 устройств подаетс  нулевой сиг-нал, элемент И 24 находитс  в закрытом состо ний а элемент ЗАПРЕТ 23 .- в открытом. Рассмотрим работу канала моделировани  на примере второго канала. В исходном состо нии триггер 14 это го канала находитс  в нулевом состо нии , элемент И10 - в открытом. Импульсы от генератора 1 случайных импульсов этого канала через открытый элемент ЗАПРЕТ 3 поступают на . суммирующий вход реверсивного счетчика 6, который ведет подсчет поступивших импульсов, имитиру  зан ти за вками мест в очереди. Разрешающи потенциал с выходов разр дов реверсивного счетчика 6 через многовходовый элемент ИЛИ 8 и открытые элементы ЗАПРЕТ 9 и И 10 запускает ген ратор 11 импульсов своего канала моделировани  а через элеме(т ИЛИ запрещает работу генератора 11 импульсов третьего канала моделировани  . Импульс с выхода генератора 11 импульсов поступает в однокангшь ный блок 12 случайных временных задержек и устанавливает триггер 14 в единичное состо ние, закрыва  тем самым элемент И 10 и запреща  повторный запуск генератора 11 импульсов . Задержанный импульс через открытый элемент ЗАПРЕТ 15 уменьшает содержимое реверсивного счетчика 6 на единицу, имитиру  окончание обслуживани  одной за вки и освобождение одного места в очереди, и увеличивает на единицу содержимое счетчика 16 обслуженных за вок. Имитиру  заполнение всех мест в очереди, блок 7 сравнени  выдает сигнал, который закрывает элемент ЗАПРЕТ 3. и открывает элемент И 4. Счетчик 5 начинает считать импульсыза вки потер нные по причине за-г н тости всех мест в очереди. Пусть во врем  обслуживани  за-  вки из второго потока поступает за вка-импульс генератора 1 случайного потока импульсов в первом канале моделировани . Этот импульс, пройд  через открытый элемент ЗАПРЕТ 3, поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 6. Разрешающий потенциал с выхода разр дов реверсивного счетчика 6 через многовходовый элемент ИЛИ 8 и открытые элементы ЗАПРЕТ 10 запускает генефатор 1 импульсов в первом канале моделировани , запрещает работу генератора 11 импульсов второго канала, через элемент ИЛИ 13 устанавливает и триггер в нулевое состо ние, а через элемент ИЛИ 17 закрывает схему ЗАПРЕТ 15 во втором канале моделировани  . Сигнал с единичного выхода триггера 14 второго канала модёлировани  никуда не поступает, так как элемент ЗАПРЕТ 15 находитс  в закрытом состо нии. Таким образом, с приходом за вки более высокого приоритета прерываетс  обслуживание за вки низшего приоритета и начинаетс  обслуживание поступившей за вки. Пусть во врем  обслуживани  за вки из второго потока в системе пройдет отказ. Имитиру  отказ обслуживакицего прибора, генератор 22 случайного потока импульсов генерирует импульс, который на врем  своей длительности останавливает работу генератора 11 импульсов. Этот же импульс, пройд  открытый элемент ЗАПРЕТ 23, открывает элемент И 18, а через элемент ИЛИ 17 закрывает элемент ЗАПРЕТ 15. Импульс с выхода блока 12 случайных временных задерек через элемент ИЛИ 13 устанавливает триггер 14 в нулевое состо ние. игнал с единичного выхода триггера 14 через открытый элемент И 18 усанавливает- триггер 19 в единичное

состо ние. Единичный потенциал с единичного выхода триггера 19 через элемент ИЛИ 21 удерживает в закрытом состо нии элемент ЗАПРЕТ 9 первого канала моделировани , запреща  тем . самым обслуживание за вок из первого потока после восстановлени  обслуживающего прибора. Поэтому после восстановлени  обслуживающего прибора обслуживание возобновл етс  с прерванной отказом за вки из чторого потока. После обслуживани  прерванной за вки триггер 19 во втором канале моделировани  устанавливаетс  в нулевое состо ние и открываетс  элемент ЗАПРЕТ 9 в первом канале моделировани . Дл  правильного моделировани  отказа обслуживающего прибора необходимо, чтобы выполн лось условие

иwin -bag way.

где К - минимальна  длительност импульса, генерируемого . генератором 22 случайного потока импульсов, t4 „ - максимальное врем  заАО О- гТЮТЛ.

. держки импульсов в одноканальном блоке 12 случайных временных задержек .

Режим моделировани  СМО с возобновлением обслуживани  после восстановлени  обслуживающего прибора с за вки высшего приоритета.

На управл ющий вход 25 устройства подаетс  единичный сигнал. Элемен И 24 находитс  в открытом состо нии, а элемент ЗАПРЕТ 23 - в закрытом.

Пусть во врем  обслуживани  за в- ки из второго потока в системе .происходит отказ обслуживающего прибора . Имитиру  отказ обслуживающего прибора, генератор 22 случайного потока импульсов генерирует импульс, который на врем  своей длительности останавливает работу генератора 11 импульсов, а через открытый элемент И 24 и элемент ИЛИ 17 закрывает элемент ЗАПРЕТ 15. Импульс с выхода блока 12 случайных временных задержек , через элемент ИЛИ 13 з(станавливает триггер 14 в .нулевое состо ние. Сигнал С единичного выхода триггера 14 тер етвн, так как элемент ЗАПРЕТ 15 и элемент И 18 наход тс  в закрытом состо нии. Элемент ЗАПРЕТ 9 в первом канале моделировани  открыт Поэтому после восстановлени  обслуживак цего прибора в системе, в случае, если в очереди имеютс  за вки из первого потока, сигнал с выходов разр дов реверсивного счетчика б первого канала моделировани  через многовходовый элемент ИЛИ 8

  открытый элемент ЗАПРЕТ 9 запрещает работу генератора 11 импульсов второго канала моделировани , а через открытый элемент И 10 запускает генератор 11 импульсов своего канала . Таким образом, обслуживание в системе возобновл етс  с за вки высшего приоритета.

Устройство позвол ет получить следующие характеристики СМО:

Р . - веро тность обслуживани 

за вки i-го потока; Pj . - веро тность отказа в обслуживании за вк.и t -го потока по причине зан тоти всех мест в очереди; L . - средн   длина очереди завок i-го потока.

Эти характеристики можно получит по формуле

N

OS1,

где N ,N. ,N - показани  к концу

21

эксперимента счетчиков 2, 5, 16 i-r канала моделировани ;

- k - показание реверсивN

6ici ного счетчика 6, зафиксированное m раз во врем  эксперимента в i-OM канале моделировани  .

Аналогичным образом работает устройство дл  моделировани  систем массового обслуживани  с произвольным числом потоков за вок на обслуживание .

Использование устройства дл  моделировани  приоритетных систем массового обслуживани  позволит значительно уменьшить затраты на получение характеристик СМО по сравнению с методом статистического моделировани  на ЭВМ.

Устройство позвол ет моделировать широкий круг приоритетных СМО:с про извольным числом входных потоков за вок, абсолютным приоритетом, не надежным обслуживающим прибором, случайным временем обслуживани , ограниченной очередью, различными дисциплинами возобновлени  обслуживани  после восстановлени  обслуживающего прибора.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР 590748, кл. G 06 F 15/20, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР 450178, кл. G 06 F 15/20, 1973 (прототип).