SU1043661A1 - Устройство дл моделировани систем массового обслуживани - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ, содержащее генератор.за вок, выход которого подключен к входу счетчика общего количества за вок, счетчик количества необслуженных за вок, первый генератор случайных последовательностей импульсов, выход ко торого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к входу первого счетчика количества отказов, формирователь одиночного импульса, второй, третий и четвертый элементы К, первый , второй, третий и четвертый элементы ИЛИ, отличающееС   тем, что, с целью повышени  точности моделировани  и расширени  функциональных возможностей, устройства путем учета режимов функционировани , оно содержит генератор случайных интервалов времени подготовки, три дифференцирующие цепочки, генератор случайных интервалов времени работы, шесть элементов И, генератор случайных интервалов времени восста- ; новлени , счетчик количества еры- ВОВ обслуживани  за вок, счетчик количества обслуженных за вок, счетчик общего количества отказов, счетчик количества необслуженных ; за вок, элемент заДержки, второй и третий генераторы случайных последовательностей импульсов, второй и третий счетчики количества отказов и триггер, выход которого подключен к инверсному .входу п то- Го элемента И, второму вХоду первого элемента И и входу первой дифференцирующей цепочки, выход которой соединен с входом генератора случайных интервалов времени подготовки , выход которого подключен К первому входу шестого элемента И и входу второй дифференцирующей цепочки, выход которой соеди- , нен с первым входом четвертого элемента Ни входом седьмого элемента И, выход которого подключен к входу, генератора случайных интервалов времени работы, установоч ныи вход которого соединен с выходом восьмого элемента И, а выход генератора случайных интервалов . времени работы подключен к первому входу восьмого элемента И и к входу третьей дифференцирующей цепочки , выход КОТОРОЙ соединен с первым входом третьего элемента И и входом дев того элемента И, выход которого подключен к входу Счетчика количества обслуженных 4 за вок и к первому входу четвертого элемента ИЛИ, выход которого 00 соединен с единичным входом тригО: гера, нулевой вход которого пода ключен к выходу дев того элемента И, выход генератора случайных интер валов времени восстановлени  соединен с вторым входом третьего и . четвертого элементов И, с первым входом второго элемента И и инверсными входами седьмого, дев того и дес того элементов И, выход четвертого элемента И подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом счетчика количества срывов обслужйвани  за вок и вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выход третьего элемента И подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, выход

Description

формировател  одиночного импульса соединен с третьим входс четвертого элемента ИЛИ и входом элемента задержки,, выход которого подключен к входу генератора за вок, вы ход которого соединен с входом дес того элемента И, п того элемента И и вторьм входом второго элемента И, выходы п того и йторого элементов И подключены к соответствуюшим входам второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом счётчика количества нербспуженнах за во.к, выход второго генератор случайных последовательностей импульсов подключен к второму входу шестого элемента И, выход которого соединен с входом второго счетчика количества отказов и первьм входом третьего элемента ИЛИ, выходы первого и вось («ого элементов И подключены соответртвенно к второму и третьему входам третьего элемента , выход которого соединен с входом генератора случайных интервалов времени восстановлени  и входом счетчика общего количества отказов, выход третьего генератора случайных последовательностей импульсов подключен к второму входу восьмого элемента И, выход которого соединен с входом тре .тьего счетчика количества отказов.

Изобретение относитс  к вычисли тельной технике и может быть испол зовано при моделировании систем массового обслуживани  (СМО). Известно устройство дл  моделировани  СМО, содержащее генераторы случайных последовательностей импульсов, генератор импульсов, счетчик, реверсивные счетчики, многоканальный блок случайных времен . ных задержек, элементы И, элементы ИЛИ и блок синхронизации. Устройство позвол ет моделировать системы массового обслуживани  с учетом воз можностей возникновени  отказов и устранени  этихотказов l. Однако Данное устройство не пре дусматриваёт других возможных режимов функционировани , характерных дл  многих реальных систем, а именно режимов ожидани  и подготовки , а также не учитывает вли ни  интервала времени восстановлени  на процесс функционировани  системы с учетом режимов и динамики. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство дл  моделировани  СМО, содержащее управл емый генератор случайного потока импульсов, выход которого соединен с входом счётчика числа отказов и первыми входами пер вого элемента ЗАПРЕТ и первого элемента И, выход которого подключен к входу счетчика неполностью обслуженных за вок и первым входам счетчика неисправных каналов и первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ЗАПРЕТ, первый блок генераторов слу чайных интервалов времени, вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, а выход соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу второго элемента ЗАПРЕТ, выходы счетчика неисправных каналов соединены с входом третьего элемента ИЛИ., выход которого подключен к первым входам второго элемента ЗАПРЕТ и второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом счетчика неисправных каналов, счетчик числа зан тых каналов, вычитающий вход которого соединен с выходом , второго элемента ИЛИ, перва  группа выходов счетчика числа зан тых каналов через последовательно соединенные дешифратор и ключ подключена к входу управл емого генератора случайных последовательностей импульсов, втора  группа выходов счетчика числа зан тых каналов соединена с входами третьего элемента И, выход которого подключен к вторым входам первого элемента ЗАПРЕТ и первогхэ элемента И, четвертый и п тый элементы ИЛИ, блок элементов И, блок элементов ЗАПРЕТ, блок случайных временных задержек, счетчик необслуженных за вок, счетчик общего числа за вок и второй блок генераторов случайных временных интервалов, группа выходов которого подключена соответственно к группам входов счетчика общего числа за вок, блока элемен тов ЗАПРЕТ, и блок элементов И, выходы которого соединены с входами счетчика необслуженных за вок, выход третьего элемента И подключен к входам блока элементов И и блбка элементов ЗАПРЕТ, вьдходы которого соединены с входами четвертого элемента ИЛИ и блока случайных времанных задержек, выходы которого подключены к входам п того элемента ИЛИ, выходкоторого соединен с

вторым входом второго элемента ЗАП- PET, выход четвертого элемента ИЛИ подключен к суммирующему входу счетчика числа зан тых каналов С2 ).

Недостатком данногэ устройства  вл етс  невозможность моделировани  таких наиболее характерных режимов функционировани  дл  большинства реальных СМО, как режим ожидани  и режим подготовки СМО к обслуживанию за вок.

Кроме того, не учитываетс  вли ние моментов начала и окончани  режима восстановлени  на функционирование системы. Большой класс реальных систем имеет следующий цикл функционировани : система находитс  в режиме ожидани , с при- . ходом за вки система переходит в режим подготовки, по окончании которого - в режим работы.После того, как за вка обслужена, систе- , ма вновь переходит в режим ожидаг ни . В каждом из этих режимов в системе возможно возникновение отказа и система переходит в режим восстановлен1г . Если отказ возник . в режиме ожидани , система не может перейти в режим подготовки, пока не закончитс  восстановление. При этом за вки, поступившие в систему, тер ютс . За вки тер ютс  также ив том случае, если отказ наступил в режиме работы или в режиме подготовки , сли восстановление не закончилось до начала режима работы. . Если восстановление закончилось до начала режима работы и система может быть подготовлена к работе, за в1са обслуживаетс .

Цель изобретени  - повышение точности модел 1ровани  и расширение функциональных возможностей устройства путем учета режимов функционировани -воспроизведени  режимов ожидани ., подготовки, работы и восстановлени  с учетом вли ни  интерва .ла време и восстановлени  на процесс функционировани  системы. .

Цель достигаетс  тем, что в. устройство дл  моделировани  систем массового обслуживани , содержащее генератор за вок, выход которого подключен к входу счетчика общегоколичества за вок, счетчик количества необслуженных за вок, первый . генератор случайных последовательностей импульсов, выход которого соединен с .первым входом первого элемента .И, выход которого подключен к входу первого.счетчика количества отказов, формирователь одиночно . го импульса, второй, третий и чет- . вертый элементы И, первый, второй, третий и четвертый элементы ИЛИ, . введены генератор случайных интервалов времени подготовки, три дифференцирующие цепочки, генератор

:случайных интервалов времени рабо ты , шесть элементов И, генератор случайных интервалов времени восстановлени , счетчик количества срывов обслуживани  за вок, счетчик количества обслуженных за вок, счетчик общего количества отказов, счетчик количества необслуженных за вок, элемент задержки, второй и третий генераторы случайных

0 последовательностей импульсов, : второй и третий счетчики количест- ва отказов и триггер, выход которого подключен к инверсному входу п того элемента И, рторому входу

5 первого элемента И и входу первой дифференцирующей цепочки, выход которой соединен с входом генератора случайных интервалов времени подготовки, выход к.оторого подклю0 чей к первому входу шестого элемента И и входу второй дифференци . рующей цепочки, выход которой соег динен с первым входом четвертого элемента И и входом седьмого элемента И, выход которого подключен к входу генератора случайных интервалов времени работы, установочный вход которого соединен с выходом восьмого элемента И, а .выход генератора случайных интервалов времени работы подключен к первому . входу восьмого элемента И и входу третьей дифференцирующей цепочки, выход которой соединен с первым входом третьего элемента И и входом дев того элемента И, выход которого подключен к входу счетчика количества обслуженных за вок и первому входу четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с единичным входом триггера, нулевой вход которого подключен к выходу дес того элемента И, выход гене- ритора случайных интервалов времени восстановлени  соединен с вторым входом третьего и четвертого элементов И, первым входом, второго элемента И и инверсными входами седьмого, дев того и дес того элементов И, выход четвертого элемента И подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, .выход которого соединен с входом, счетчика . количества срывов обслуживани  за вок и вторым входом четвертого .

элемента ИЛИ, выход третьего эле- .

мента И подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, выход формировател  одиночного импульсс1. соединен с третьим входом четвертого элемента ИЛИ и входом элемента

0 задержки, выход которого подключен к входу генератора за вок, выход -которого соединен с.входом;дес того элемента И, п того элемента И и BTOpfciM входом второго элемента

5 И, выходы п того и второго элементов И подключены к соответствумцим входам второго элемента Ш1И, выход которого соединен с входом счетчика количества необслуженных за вок, вы од второго генератора случайных последовательностей импульсов подключен к второму входу шестого элемента .И выход которого соединен с входом второго счетчика количества отказов и первым входом третьег элемента ИЛ.И, выходы первого и восьмого элементов И подключены соответственно к второму, и третьему входам третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом генератора случайных интервалов времени восстановлени  и входом общего, количества о.тказов, выход третьего генератора случайных последовательностей импульсов подключен к .второму входу восьмого элемента и, выход которого соединен с входом третьего счетчика количества отказов.

На чертеже изображена схема пред лагаемого устройства.

Устройство, содержит формирователь 1 одиночного импульса, элемент 2 задержки, Генератор 3 за вок, четвертый элемент ИЛИ 4, триггер 5, дес тый элемент И 6, первую дифференцирукадую цепочку 7, генератор 8 случайных интервалов времени подготовки, вторую дифференцирующую цепочку 9, седьмой элемент И 10 генератор 11 случайных интервалов времени работы, третью дифференцирующую цепочку 12, дев тый элемент И 13, счетчик 14 количества обслуженных за вок, первьт 15 второй 16 и третий 17 генераторы случайных последовательностей .импульсов первый 18,шестой 19 и восьмой 20 элеметы И,- третий элемент ИЛИ 21, первый 22, второй 23 и третий 24 счетчики количества отказов, счетчик 25 общего количества отказов, генертор 26 случайных интервалов.времени восстановлени , четвертый элемент И 27, первый элемент ИЛИ 28, счетчик 29 количества срывов обслуживани  за вок, третий 30 и п тый 31 элементы И второй элемент ИЛИ 32, счетчик 33 количества необслуженных за вок, второй элемент И 34 и счетчик 35 общего количества за вок.

Устройство; моделирует работу СМО, имеющей следующие режимы функционировани : ожидание, подготовка , работа (обслуживание за вки) и восстановление. В режиме восстановлени  система может находитс  одновременно с режимом ожидани  и подготовки, в зависимости от того , каком режиме наступил отказ. При отсутствии отказов в исходном состо йии СМО находитс  в режиме ожидани . Поступивша  за вка пере-водит систему в режим подготовки. По окончании режима подготовки система переходит в режим работы, а по окончании режима работы - в режим ожидани . Очередна  за вка проходит в СМО только в режиме ожидани , а за вки;, поступившие в других режимах, тер ютс . В СМО одновременно на обслуживании не может находитьс  более одной за вки.

В режимах ожидани , подготовки и работы могут возникнуть отказы. При возникновении отказа сразу же начинаетс  восстановление, Если отказ наступил в режиме ожидани , система не может перейти в режим подготовки до тех пор, пока не закончитс  восстановление, при этом вновь поступившие за вки получают отказ в обслуживании.. Отказы, возникшие в режиме подготовки, не привод т к срыву обслуживани за вки, если восстановление и подготовка закончены до начала режима работы, в противном случае; обслуживание за вки срываетс . Срыв и обслуживание за вки происход т также при наступлении отказа в режиме работы.

Устройство работает следующим образом. .

Импульс с выхода формировател  1 через элемент 2 задержки запускает генератор 3 за вок, а также через элемент ИЛИ 4 поступает на единичный вход триггера 5. На выходе триг гера 5 начинает формироватьс  временной интервал, соответствующий режиму ожидани . Интервал времени ожидани  заканчиваетс  с поступлением на нулевой вход триггера 5 импульса от генератора 3 за вок через элемент И 6, этот момент соответствует поступлению за вки в СМО, По окончании интервала времени ожидани  на выходе дифференцирующей цепочки 7 формируетс  импульс, который запускае.т генератор 8 случайных интервалов времени подготовки. На выходе генератора 8 формируетс  интервал времени, соответствующий режиму подготовки. По окончании интервала времени подготовки на выходе дифференцирующей цепочки 9 формируетс  импульс, который через элемент И 10 запускает генератор 11 случайных интервалов времени работы . На выходе генератора 11 формируетс  интервал времени, соответствующий режиму )работы-. По окончании интервала времени работы на выходе дифференцирующей цепочки 12 формируетс  импульс, который через элементы И 13 и ИЛИ .4 поступает на единичный вход триггера 5, после чего система переходит в режим ожидани . Этот же импульс поступает на счетчик 14 количества об::луженных за вок.

В любом из режимс.Е - ожидани , подготовки и работы - возможно возникновение отказа. Возникновению отказов соответствует по вление импульсов на выходах генераторов 15-17 случайных последовательностей импульсов соответственно дл  режимов ожидани , подготовки и работы. Эти импульсы через соответствующие элементы И 18-20 поступают на элемент ШВ1 21, а также на счетчики 22-24 количества отказов в каждом режиме. С выхода элемента ИЛИ 21 импульс поступает на счетчик 25 общего -количества отказов , а также запускает генератор 26 случайных интервалов времени восстановлени . На выходе генератора 26 начинает формироватьс  интервал времени, соответству ющий режиму восстановлени . Система функционирует таким образом, что отказы , возник1цие в. режимах ожидани  и подготовки, не привод т к срыву .обслуживани  за вки, если восстановление и .подготовка могут быть закончены до начала интервала времени р аботы. При этом восстановление идет параллельно c ожиданием или подготовкой, причем подготовка не начинаетс , пока незакончитс  восстановление отказа, возникшего в режиме ожидани . Если восстановление не закончилось к моменту начала режима работы, импульс- с выхода дифференцирующей цепочки 9.не проходит на Генератор 11, так как элемент и 10 блокирован напр жением с выхода генератора 26, а через элементы И 27 и ИЛИ 28 поступа ёт на счетчик 29 количества срывов обслуживани  за вок. Этот же импул через элемент ИЛИ 4 поступает на единичный вход триггера .5, после чего система переходит в режим ожидани . Очередна  за вка не постпает в систему до тех пор, пока не закончитс  восстановление, так как элемент И 6 блокирован напр жением с выхода генератора 26..Если отказ возник в режиме работы, обслуживайие за вки прекращаетс . При этом импульс, имитирующий отказ, с выхода генератора 17 через элемент И 20 поступает на установочный вход генератора 11 и интервал времени работы заканчиваетс . Импульс, по вившийс  на выходе дифференцирующей цепочки 12, не поступает на счетчик 14 количества обслуженных за вок, так как элемент И 13 блокирован напр жением с выхода генератора 26, а через элементы И 30 и ИЛИ 28 поступает на счетчик 29 срывов обслуживани  за вок, а через элемент ИЛИ 4 поступает на единичный вход тригге)а 5, после чего система переходит в режим ожида: НИН.

Одновременно .на обслуживании ., не может находитьс  более одной за  вки, поэтому -за вки, поступившие в моменты времени,когда система не находитс  в режиме ожидани , через элементы И 31 и РШИ 32 -поступают на счетчик 22. За вки, поступившие в моменты, когда система находитс  в режиме восстановлени , также не -обслуживаютс  и через элементы И -34 и ИЛИ 32 поступают на счетчик 33 количества необслуженных за вок. Счетчик 35 подсчитывает общее количество за вок.

Сравнива  показани  счетчиков, можно оценить различные веро тностные характеристики СМО, в том числе веро тности обслуживани  за вок, необслуженных за вок и срывов обслуживани , а также веро тности возникновени  отказов в каждом режиме и другие показатели, характеризующие процесс обслуживани  за вок и функционировани  СМО.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным повышает точность моделировани  и значительно расшир ет функциональные возможности моделируемой СМО, позвол   при этом моделировать широкий класс-реально существующих перспективных систем С учетом режимов 1 и динамики функционировани . 7rijj l - nj Lp

r

} Л

J

LmC

10

11

r

i-1

/2

13

Л

L

vtf pr

w

R

JX

Г

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ, содержащее генератор.заявок, выход которого подключен к входу счетчика общего количества заявок, счетчик количества необслуженных заявок, первый генератор случайных последовательностей импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к входу первого счетчика количества отказов, формирователь одиночного импульса, второй, третий й четвертый элементы И, первый, второй, третий и четвертый элементы ИЛИ, отличающе е- с я тем, что, с целью повышения точности моделирования и расширения функциональных возможностей устройства путем учета режимов функционирования, оно содержит генератор случайных интервалов времени подготовки, три дифферен- . цирующие цепочки, генератор случайных интервалов времени работы, шесть элементов И, генератор слу- , чайных интервалов времени восста- новления, счетчик количества сры- < вов обслуживания заявок, счетчик количества обслуженных заявок, счетчик общего количества отказов, счетчик количества необслуженных заявок, элемент заДержки, второй и третий генераторы случайных последовательностей импульсов, второй и третий счетчики количества отказов и триггер, выход которого подключен к инверсному входу пятого элемента И, второму входу первого элемента И и входу первой диф-; ференцирующей цепочки, выход которой соединен с входом генератора случайных интервалов времени подготовки, выход которого подключен к первому входу шестого элемента И и входу второй дифференцирующей цепочки, выход которой соединен с первым входом четвертого элемента Ии входом седьмого элемента И, выход которого подключен к входу, генератора случайных интервалов времени работы, установоч ныи вход которого соединен с выходом восьмого элемента И, а выход генератора случайных интервалов . времени работы подключен к первому входу восьмого элемента И и к входу третьей дифференцирующей цепочки, выход которой соединен с первым входом третьего ' элемента И и входом девятого элемента И, выход которого подключен к входу счетчика количества обслуженных заявок и к первому входу четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с единичным входом триггера, нулевой вход которого подключен к выходу десятого элемента И, выход генератора случайных интер валов времени восстановления соединен с вторым входом третьего и четвертого элементов И, с первым входом второго элемента И и инверсными входами седьмого, девятого и десятого элементов И, выход четвертого элемента И подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом счетчика количества срывов обслуживания заявок и вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выход третьего элемента И подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, выход .SU „,.1043661 формирователя одиночного импульса соединен с третьим входом четвертого элемента ИЛИ и входом элемента задержки,, выход которого подключен к входу генератора заявок, вы ход которого соединен с входом десятого элемента И, пятого элемента И и вторьм входом второго элемента И, выходы пятого и второго элементов И подключены к соответствующим входам второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом счётчика количества необслуженных заявок, выход второго генератор^ случайных последовательностей импульсов подключен к второму входу шестого эле мента И, выход которого соединен с входом второго счетчика количества отказов и первым входом третьего элемента ИЛИ, выходы первого и восьмого элементов И подключены соответртвенно к второму и третьему входам третьего элемента ДЛИ, выход которого соединен с входом генератора случайных интервалов времени восстановления и входом счетчика общего количества отказов, выход третьего генератора случайных последовательностей импульсов подключен к второму входу восьмого элемента И, выход которого соединен с входом третьего счетчика количества отказов.