SU1619293A2 - Устройство дл моделировани систем массового обслуживани - Google Patents

Description

1 (61) 1048480

(21)4649576/24

(22)13.02.89

(46) 07.01.91. Бюл. № 1 (72) А.Д.Комов и М.В.Быстрое

(53)681.3(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР К 1048480, кл. G 06 F 15/20, 1983.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

(57)Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано дл  статистического моделировани  приоритетных систем массового ослуживани  (СМО). Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей устройства за счет моделировани  систем массового обслуживани  с изменением дисциплины накоплени  за вок в очередь в зависимости

от величины времени обслуживани  за вок данного типа. Устройство содержит п измерительных каналов, св занных с общим генератором случайного потока импульсов, и группу из (п-2)-х элементов ИЛИ. Каждый измерительный канал содержит генератор случайного потока импульсов, реверсивный счетчик , блок сравнени , генератор импульсов , блок случайной временной задержки , триггер, элементы И, ИЛИ, запрета, счетчики. Устройство позвол ет моделировать однолинейные СМО с произвольным числом входных потоков за вок, абсолютным приоритетом (с дообслуживанием прерванных за вок ) , ненадежным обслуживающим прибором , случайным временем обслуживани , ограниченной очередью, изменением дисциплины накоплени  за вок в очереди. 2 ил.

Ё

Изобретение относитс  к вычислительной технике, может быть использовано дл  статистического моделировани  приоритетных систем массового обслуживани  (СМО) и  вл етс  усовершенствованием устройства по авт.св. V 1048480.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделировани  СМО с изменением дисциплины наполнени  за вок в очередь в зависимости от величины времени обслуживани  за вок данного типа.

На фиг.1 приведена структурна  схема устройства (модель СМО с трем  потоками за вок на обслуживание); на фиг.2 - структурна  схема управл емого блока случайной временной задержки .

Устройство содержит генераторы 1 случайного потока импульсов, первые счетчики 2, первые элементы 3 запрета , первые элементы И 4, вторые счетчики 5, первые элементы ИЛИ 6, реверсивные счетчики 7, блоки 8 сравнени , вторые элементы ИЛИ 9, вторые элементы И 10, генераторы 11 импульсов,блоО .

СО К СО GO

NJ

ки 12 случайной временной задержки, третьи элементы ИЛИ 13, триггеры 14, третьи счетчики 15, вторые элементы 16 запрета, элементы ИЛИ 17 группы, общий генератор 18 случайного потока импульсов.

Генераторы 1 случайного потока импульсов имитируют входные потоки за вок на обслуживание различных приоритетов. Генераторы вырабатывают импульсы со случайным периодом повторени . Счетчики 2 считают общее число поступивших за вок на обслуживание различных приоритетов. Счетчики 5 считают число за вок различных приоритетов, получивших отказ в обслуживании го причине зан тости всех мест в очереди, з. .рыти  очереди на врем  отказа обслуживающего прибора и потер нных в св зи с изменением накоплени  за вок в ьчередь.

Реверсивные счетчики 7 и блоки 8 сравнени  имитируют ограниченную очередь в СМО. Генераторы 11 импуль- сов и управл емые блоки 12 случайной временной задержки имитируют обслуживающий прибор со случайным временем обслуживани . Счетчики 15 считают число обслуженных за вок различных приоритетов. Общий генератор 18 случайного потока импульсов имитирует отказы обслуживающего прибора. Генератор вырабатывает импульсы со случайным периодом повторени  и случайной длительности, имитирующей врем  восстановлени  обслуживающего прибора .

Блок 12 случайной временной задержки содержит вход 19 -запуска бло- ка, датчик 20 случайных кодов, элементы НЕ 21, первый счетчик 22, первый -элемент ИЛИ 23, первый элемент И 24, первый триггер 25, генератор 26 импульсов, элемент 27 запрета, второй элемент И 28, второй элемент ИЛИ 29, второй счетчик 30, уэеп 31 сравнени , группу элементов 32 запрета , четвертый элемент ИЛИ 33, третий триггер 34, третий элемент И 35, третий счетчик 36,третий элемент ИЛИ 37 второй триггер 38, п тый элемент ИЛИ 39, первый выход 40, второй выход 41 первый управл ющий вход 4, второй управл ющий вход 43 блока.

В исходном состо нии на реверсив ных счетчиках 7 - О, триггеры 14 нход тс  в нулевом состо нии. Единичный потенциал с нулевых выходов триг

а

10

15

20

25 Q ,

30

35

55

геров 14 поддерживает элементы И 10 в открытом состо нии. Элементы 3 и 16 запрета открыты, так как на их управл ющих входах присутствуют нулевые потенциалы. В блоках 12 случайной задержки триггеры 25, 38 и 34 наход тс  в нулевом состо нии, а элементы 27 запрета открыты. Элементы И 28 и 35 поддерживаютс  в закрытом состо нии нулевыми потенциалами с единичных выходов триггеров 25 и 34 соответственно . Импульсы с выходов генераторов 26 импульсов, пройд  через элементы 27 запрета, не проход т через закрытые элементы И 28 и 35. Группы элементов 32 запрета закрыты, так как на управл ющие входы элементов запрета групп поступают единичные потенциалы с нулевых выходов триггеров 38.

Устройство работает следующим образом .

Рассмотрим работу измерительного канала на примере второго канала. Импульсы генератора 1 случайного потока импульсов, имитиру  входной по- ток за вок на обслуживание, проход т через открытый элемент 3 запрета и поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 7, который ведет подсчет поступивших импульсов, имитиру  зан тие за вками мест в очереди . Единственный потенциал с выходов разр дов реверсивного счетчика 7 через элемент ИЛИ 9, открытые элементы 16 запрета и И 10 запускает генератор 11 импульсов, а через элемент ИЛИ 17 закрывает элемент 16 запрета третьего измерительного канала, запреща  тем самым обслуживание за вки из третьего потока в случае ее поступлени . Импульс с выхода генератора 11 импульсов второго измерительного канала поступает на вход запуска блока 12 случайной временной задержки, который имитирует случай- гое врем  обслуживани  за вки, и устанавливает триггер 14 в единичное состо ние, затфыва  тем самым элемент И 10 и останавлива  работу генератора 11 импульсов.

Блок 12 случайной временной задержки работает следующим образом. С приходом импульса от генератора 11 импульсов на вход 19 запуска блока датчик 20 случайных кодов генерирует код, который, преобразу сь с помощью элементов НЕ 21 в обратный,

записываетс  на счетчик 22. Сигнал с выхода элемента ИЛИ 23 устанавливает триггер 25 в единичное состо - ние. Единичный потенциал с пр мого выхода триггера 25 открывает элемент И 28, через который на счетные входы счетчиков 22 и 30 через открытый элемент 27 запрета начинают поступать импульсы от генератора 26 импульсов. На счетный вход счетчика 36 эти импульсы не поступают, так как не проход т через элемент И 35. В процессе дальнейшей работы могут возникнуть следующие ситуации: число, устанавливаемое в узле 31 сравнени , больше или равно выработанному в датчике 20 случайных кодов коду; число, устанавливаемое в узле 3t сравнени , меньше выработанного в датчике 20 . случайных кодов кода.

В первом случае устройство работает без изменени  дисциплины накоплени  за вок в очередь и блок 12 случайной временной задержки работает следующим образом. При переполнении счетчика 22 на его выходе по вл етс  импульс, который через элемент ИЛИ 29 устанавливает триггер 25 в нулевое состо ние, закрыва  тем самым эле-30 элемента И 28, закрыва  его, и

мент И 28. Этот ке импульс поступает через элемент ИЛИ 39 на управл ющий вход счетчика 30 и обнул ет его, и этот же импульс поступает на выход 40 блока в качестве импульса, имитирующего обслуженную за вку. Врем  задержки импульса блоком 12 случайной временной задержки определ етс  величиной случайного кода, генерируемого датчиком 20, и периодом повторени  импульсов с выхода генератора 2ё импульсов .

В процессе работы блока 12 случайной временной задержки в этом случае могут возникнуть следующие ситуации: датчик 20 случайных кодов генерирует код, во всех разр дах которого единицы; датчик 20 случайных кодов генерирует код, во всех разр дах ко- торого нули.

В первом случае работа блока ана- логична описанной выше. Врем  задержки при этом максимально. Во втором случае функцию элемента ИЛИ 23 выполн ет элемент И 24. Врем  задержки при этом минимально и определ етс  временем срабатывани  элементов блока.

35

40

45

50

55

самым преп тству  поступлению счетный вход счетчиков 22 и 30 пульсов от генератора 26 импуль Единичный потенциал с триггера также поступает на вход элемент ИЛИ 6, с выхода которого он под на управл ющий вход элемента 3 та, запира  его, и на вход элем И 4, открыва  его. При этом имп от генератора 1 случайного пото пульсов не проход т на суммирую вход счетчика 7, а поступают че элемент И 4 на счетчик 5.

Нулевой потенциал с выхода т гера 38 отпирает группу элемент запрета и код, представл ющий оставшеес  врем  обслуживани  д за вки, при котором уже действу ва  дисциплина накоплени  за во очередь, переписываетс  со счет 22 на счетчик 36. Этот же код с дов группы элементов 32 запрета ступает через элемент ИЛИ 33 на ничный вход триггера 34 и устан вает триггер в единичное состо  единичный потенциал с выхода тр 34 поступает на вход элемента И открыва  его, и на счетный вход чика 36 через элемент И 35 начи

Когда число, устанавливаемое в узле 31 сравнени , равно коду, вырабатываемому датчиком 20 случайных кодов , то сигнал с выхода узла 31 сравнени  установит триггер 38 в единичное состо ние, но сигнал с выхода переполнени  счетчика 22 через элемент ИЛИ 37 оп ть сбросит триггер

Q 38 в О, и этот же сигнал обнулит триггер 34, закрыв тем самым доступ импульсов с генератора 26 импульсов, на счетный вход счетчика 36.

Во втором случае устройство рабо5 тает с изменением дисциплины накоплени  за вок в очереди в зависимости от длительности времени обслуживани  за вки данного потока .При этом при срабатывании узла 31 сравнени  с его вы0 хода на единичный вход триггера 38

поступает сигнал и устанавливает триггер 38 в единичное состо ние, единичный потенциал с единичного выхода триггера 38 в свою очередь через эле5 мент ИЛИ 29 поступает на нулевой

вход триггера 25 и устанавливает его в нулевое состо ние, в результате на выходе триггера 25 по вл етс  нулевой потенциал, который поступает на вход

0 элемента И 28, закрыва  его, и

5

0

5

0

5

тем

самым преп тству  поступлению на счетный вход счетчиков 22 и 30 импульсов от генератора 26 импульсов. Единичный потенциал с триггера 38 также поступает на вход элемента ИЛИ 6, с выхода которого он подаетс  на управл ющий вход элемента 3 запрета , запира  его, и на вход элемента И 4, открыва  его. При этом импульсы от генератора 1 случайного потока импульсов не проход т на суммирующий вход счетчика 7, а поступают через элемент И 4 на счетчик 5.

Нулевой потенциал с выхода триггера 38 отпирает группу элементов 32 запрета и код, представл ющий собой оставшеес  врем  обслуживани  данной за вки, при котором уже действует нова  дисциплина накоплени  за вок в очередь, переписываетс  со счетчика 22 на счетчик 36. Этот же код с выходов группы элементов 32 запрета поступает через элемент ИЛИ 33 на единичный вход триггера 34 и устанавливает триггер в единичное состо ние, единичный потенциал с выхода триггера 34 поступает на вход элемента И 35, открыва  его, и на счетный вход счетчика 36 через элемент И 35 начинагот поступать импульсы от генератора 26 импульсов. При переполнении счетчика 36 импульс с его выхода переполнени  поступает через элемент ИЛИ 37 на нулевой вход триггера 38, устанавлива  триггер в нулевое состо ние, причем на единичном выходе триггера по вл етс  нулевой потенциал, а на нулевом - единичный. Этот же импульс с выхода переполнени  счетчика 36 поступает на нулевой вход триггера 34 и устанавливает триггер в нулевое состо ние, причем на его пр мом выходе по вл етс  нулевой потенциал, который закрывает элемент И 35 и прекращает тем самым поступление импульсов от генератора 26 импульсов на счетный вход счетчика 36. Единичный потенциал с инверсного выхода триггера 38 запирает группу элементов 32 запрета, а нулевой потенциал с пр мого выхода триггера 38 запирает элемент 3 запрета и закрывает элемент И 4, тем самым восстанавлива  обычную дисциплину накоплени  в очередь за вок .

Задержанный на случайное врем  импульс с выхода 40 блока 12 случайной временной задержки через элемент ИЛИ 13 устанавливает триггер 14 в нулевое состо ние, имитиру  окончание обслуживани  за вки, и увеличивает на единицу показани  счетчика 15 обслуженных за вок. Этот же импульс поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 7, уменьша  его содержимое на единицу и имитиру  тем самым освобождение одного места в очереди .

Имитиру  заполнение всех мест в очереди, блок 8 сравнени  выдает сигнал , который через элемент ИЛИ 6 закрывает элемент 3 запрета и открывает элемент И 4. Счетчик 5 начинает считать импульсы-за вки, потер нные по причине зан тости всех мест в очереди .

Пусть во врем  обслуживани  за вки из второго потока поступает за вка-импульс от генератора 1 случайного потока импульсов в первом изйе- рительном канале. Этот импульс, пройд  через открытый элемент 3 запрета, поступает на суммирующий вход счетчика 7. В результате на выходе элемента ИЛИ 9 первого измерительного канала по вл етс  сигнал, который закрывает элемент 16 запрета второго

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

измерительного канала, а через элемент ИЛИ 17 - элемент 16 запрета третьего измерительного канала, имитиру  блокировку поступлени  на обслуживающий прибор младших по приоритету за вок второго и третьего потоков.

Кроме того, сигнал с выхода элемента ИЛИ 9 первого измерительного канала поступает на входы 43 управл емых блоков 12 случайной временной задержки второго и третьего измерительных каналов, закрыва  в них элементы 27 запрета. Вследствие этого прекращаетс  поступление импульсов на счетный вход счетчиков 22 и 30 блока 12 случайной временной за- , держки второго измерительного канала , чем имитируетс  прерывание обслуживани  за вки в этом канале с сохран нием промежуточных результатов. Вместе с этим сигнал с выхода элемента ИЛИ 9 первого измерительного канала через открытый элемент И 10 запускает генератор 11 импульсов своего канала , имитиру  поступление на обслуживающий прибор за вки из первого потока . По окончании обслуживани  за вки из первого потока открываетс  элемент 27 запрета в блоке 12 случайной временной задержки второго измерительного канала и импульсы с генератора 26 импульсов начинают вновь поступать на счетный вход счетчиков 22 и 30, имитиру  тем самым возобновление за вки из второго потока с прерванного места, т.е. дообслуживание прерван- лой за вки.

Пусть во врем  обслуживани  за вки из второго потока происходит отказ ,обслуживающего прибора. Имитиру  отказ обслуживающего прибора, генератор 18 случайного потока импульсов вырабатывает импульс, который на врем  своей длительности запрещает работу генератора 11 импульсов, а через элементы ИЛИ 6 закрывает элементы 3 запрета и открывает элементы И 4 во всех измерительных каналах, закрыва  очередь дл  за вок всех потоков. Счетчики 5 начинают считать импульсы-за-  вки, потер нные по причине закрыти  очереди. Кроме того, импульс с выхода генератора 18 случайного потока импульсов через элемент ИЛИ 13 устанавливает в нулевое состо ние триггер 14 второго измерительного канала. Этот же импульс по ступает также на вход 42 блока 12

случайной временной задержки, обну- л   в нем счетчики 22 и 30, через элемент ИЛИ 39, обнул   счетчик 36, а также устанавлива  через элемент ИЛИ 29 в нулевое состо ние триггер 25. Тем самым имитируетс  потер  промежуточных результатов обслуживани  за вки. Сама за вка при этом остаетс  в очереди и после восстановлени  обслуживающего прибора ее новое обслуживание начинаетс  сначала .

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

ормула изобретени  20

Устройство дл  моделировани  си- (.стем массового обслуживани  по авт. св.. Р 1048480, отличающеес  тем, что, с целью расширени 

функциональных возможностей за счет моделировани  систем массового обслуживани  с изменением дисциплины наполнени  за вок в очередь в зависимости от величины времени обслуживани  за вок данного типа, блок случайной временной задержки каждого измерительного канала дополнительно содержит второй и третий счетчики, третий, четвертый и п тый элементы ИЛИ, второй и третий триггеры, блок сравнени , группу элементов запрета, третий элемент И, причем счетный вход второго счетчика

10

20

15

25

30

35

соединен с выходом второго элемента И, а разр дные выходы второго счетчика соединены соответственно с входами узла сравнени , выход Равно которого подключен к единичному вход второго триггера, нулевой вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, пр мой выход - с третьим входом второго элемента ИЛИ и с третьим входом первого элемента ИЛИ сво4- его измерительного канала, а инверсный выход второго триггера соединен с управл ющими входами элементов запрета группы, информационные входы которых подключены соответственно к разр дным выходам первого счетчика, а выходы - к разр дным входам третье- го счетчика и входам четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с единичным входом третьего триггера, пр мой выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента запрета, а выход - со счетным входом третьего счетчика, выход переполнени  которого подключен к t первому входу третьего элемента ИЛИ, к нулевому входу третьего триггера, к первому входу второго элемента ИЛИ к первому выходу блока случайной временной задержки и к первому входу п того элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с установочными входами первого и третьего счетчиков и с вторым входом третьего элемента ИЛИ, а выход п того элемента ИЛИ соединен с установочным входом второго счетчика.

г-и канал

ZLITHTJirZI 1Г1ПГ йчЁГ

19

39

Claims (1)

1. Формула изобретения 20

   Устройство для моделирования си1стем массового обслуживания по авт.

   св. № 1048480, отличающееся тем, что, с целью расширения’ 25 функциональных возможностей за счет моделирования систем массового обслуживания с изменением дисциплины наполнения заявок в очередь в зависимотипа, блок задержки кажканала довторой и четвертый сти от величины времени обслужива- jq. ния заявок данного , случайной временной дого измерительного полнительно содержит ; третий сметчики, третий, и пятый элементы ИЛИ, второй и третий триггеры, блок сравнения, группу элементов запрета, третий элемент И, причем счетный вход второго счетчика го счетчика и входам четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с единичным входом третьего триггера, прямой выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента запрета, а выход - со счет-: ным входом третьего счетчика, выход переполнения которого подключен к* первому входу третьего элемента ИЛИ, к нулевому входу третьего триггера, к первому входу второго элемента ИЛИ, к первому выходу блока случайной временной задержки и к первому входу пятого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с установочными входами первого и третьего счетчиков и с вторым входом третьего элемента ИЛИ, а выход пятого элемента ИЛИ соединен с установочным входом второго счетчика.

   Фиг.1

   Фиг.г

   < Составитель В.Фукалов Редактор Н.Тупица ¹ Техред Л.Сердюкова Корректор И.Король Заказ 49 Тираж Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

   Производственно-издательский комбинат ’’Патент”, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101