SU1660012A1 - Устройство для моделирования процесса обслуживания заявок . - Google Patents

Description

Изобретение относится к специализированным устройствам вычислительной техники и может быть использовано для статистического моделирования систем об2

служивания. Цель изобретения состоит в расширении функциональных возможностей устройства за счет моделирования процесса обслуживания деградирующего потока заявок. Устройство содержит генератор тактовых импульсов, генератор заявок, семь счетчиков, восемь элементов И, девять элементов ИЛИ, два многовходовых ;элемента!.'Й, два многовходовых элемента ИЛИ, два реверсивных счетчика, семь элементов запрета, три группы элементов И, три блока запрета, три группы регистров, четыре триггера, делитель, четыре дешифратора, два блока случайных зременных задержек и четыре вероятностно-распределительных блока. 1 ил.

(Λ

С

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано для статистического моделирования систем массового обслуживания.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования процесса обслуживания деградирующего потока заявок.

Схема устройства приведена на чертеже.

Устройство для моделирования процесса обслуживания содержит генератор 1 тактовых импульсов, генератор 2 заявок, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой счетчики 3-9, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой элементы И 10-17, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый элементы ИЛИ 18-26, первый и второй многовходовые элементы И 27, 28, первый и второй многовходовые элементы ИЛИ 29, 30, первый и второй реверсивные счетчики 31, 32, первый, второй, третий и четвертый элементы запрета 33-36, первый блок задержки 37, пятый, шестой, и седьмой элементы запрета 38, 39, 40, второй 41 и третий 42 блоки запрета, первую группу η элементов И 43, вторую и третью группы п+1 элементов И 44 и 45, первую группу η регистров 46, вторую и третью группы п+1 регистров 47,48, первый, второй, третий и четвертый триггеры 49-52, делитель 53, первый, второй, третий и четвертый дешифраторы 54-57, первый и второй блоки 58, 59 случайных временных задержек, первый, второй, третий и четвертый вероятностно-распределительные блоки 60-63, вход 64 установки режима и установочный вход 65.

Генератор 2 моделирует поток заявок,

поступающих на обслуживание. Реверсив1660012 А1

3

1660012

4

ный счетчик 31 предназначен для подсчета числа занятых каналов, а реверсивный счетчик 32 - числа заявок в очереди. Первая, вторая и третья группы регистров 46-48 служат для хранения результатов моделирования, Первый 60, второй 61, третий 62 и четвертый 63 вероятностно-распределительные блоки задают случайный процесс обслуживания заявок.

Устройство работает в одном из двух режимов.

В режиме "0" моделируется поток заявок с постоянной интенсивностью. Устройство обслуживания - многоканальное с квантовым обслуживанием и с очередью ограниченной длины, с вероятностным характером попадания заявок в зону обслуживания, приема на обслуживание и результативности обслуживания, ограниченным количеством актов обслуживания. В конце каждого из N интервалов моделирования на соответствующих регистрах 46 в группе формируется значение вероятности свободного состояния системы на данном интервале, в группе регистров 47 - количество результативных актов обслуживания, в группе регистров 48 - количество состоявшихся актов обслуживания к концу каждого из интервалов и на конец моделирования,

В режиме " 1 ” моделируется та же система обслуживания, только с деградирующим потоком заявок, с отказами, без очереди.

В исходном состоянии группы регистров 46, 47 и 48 обнулены, триггеры 49 - 52 находятся в нулевом состоянии.

Выбор режима осуществляется подачей сигнала на вход 64 установки режима. Для установки режима "1" подается единичный сигнал, для установки режима "0" сигнал не подается.

В режиме ”0" триггер 51 остается в нулевом состоянии, и на его прямом выходе нулевой потенциал, который подается на элемент 14 14, в результате чего элемент запрета 40 остается открытым.

Подачей единичного сигнала на установочный вход 65 устройство для моделирования переводится в режим моделирования. Сигнал переводит триггер 49 в единичное состояние, чем снимается положительный потенциал с управляющего входа элемента запрета 36 через элемент ИЛИ 19. Тогда тактовые импульсы, вырабатываемые генератором 1, начинают поступать на вход генератора 2 заявок, счетный вход счетчика 5, счетный вход счетчика 3 и через элемент запрета 38 на счетный вход счетчика 4.

При установлении на выходе счетчика 5 кода, соответствующего окончанию интер-вала отображения, дешифратор 54 выдает

единичный сигнал на 5-вход триггера 50. Сигнал переводит триггер 50 в единичное состояние. Тогда сигнал с прямого выхода триггера 50 поступает на второй вход элемента И 10 и через элемент ИЛИ 19 закрывает элемент запрета 36 для прохождения тактовых импульсов. Установление триггера 50 в единичное состояние приводит к снятию запрещающих сигналов с блока запрета 37, к выходу которого подключена группа элементов И 43. Открываются также блок запрета 41, к выходу которого подключена группа элементов И 44, элемент запрета 42, к выходу которого подключена группа элементов И 45.

Тактовый импульс через элемент И 10 обнуляет счетчики 3,4 и 5, триггер 50, поступает на счетный вход счетчика 6, который подсчитывает число интервалов моделирования. Дешифратор 55 вырабатывает единичный сигнал по шине, соответствующей коду на выходе счетчика 6, и открывает соответствующие элементы И 43, 44, 45 при наличии информации на выходе элементов запрета 38, 41,42 соответственно.

Генератор 2 заявок при поступлении на вход тактовых импульсов вырабатывает импульсы, имитирующие поступление заявок. Через открытый элемент запрета 40 и через элемент ИЛИ 21 импульс поступает на вход вероятностно-распределительного блока 61. С вероятностью Р_п заявка попадает в зону обслуживания. С вероятностью (1-Рп) заявка не попадает в зону обслуживания. В этом случае на первом выходе вероятностно-распределительного блока 61 появляется сигнал, проходящий через элемент ИЛИ 22, но не проходящий через элемент И 16, чем имитируется потеря заявки. Если заявка попала в зону обслуживания, то на втором выходе вероятностно-распределительного блока 61 появляется сигнал, который через открытые элементы запрета 33 и 34 и элемент ИЛИ 23 поступает на вход вероятностно-распределительного блока 62. С вероятностью Ро заявка принимается на обслуживание, а с вероятностью (1-Ро) - не принимается, В последнем случае на втором выходе вероятностно-распределительного блока 62 появляется сигнал, который проходит через элемент ИЛИ 22, но не проходит через элемент 14 16, чем имитируется потеря заявки.

Если заявка принята на обслуживание, то на первом выходе вероятностно-распределительного блока 62 появляется сигнал, поступающий на суммирующий вход реверсивного счетчика 31 числа занятых каналов обслуживания, чем увеличивает его код на единицу, и через элемент ИЛИ 18 на вход

5

1660012

6

блока 58 случайных временных задержек, чем имитируется начало обслуживания. Блок 58 случайных временных задержек вырабатывает сигнал, означающий окончание обслуживания, и передает его на вход вероятностно-распределительного блока 60. С вероятностью Р₃ обслуживание может быть завершено. С вероятностью (1-Рз) заявка может потребовать дополнительного кванта обслуживания. В этом случае на первом выходе вероятностно-распределительного блока 60 появляется сигнал, поступающий через элемент ИЛИ 18 на вход блока 58 случайных временных задержек, имитируя поступление заявки на продолжение обслуживания очередным квантом. Если же квант сТбслуживания соответствует требуемой длительности обслуживания заявок, то на втором выходе вероятностно-распределительного блока 60 появляется сигнал, который через открытый элемент запрета 35 поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 31 числа занятых каналов обслуживания, на счетчик 8 числа актов обслуживания и на вход вероятностнораспределительного блока 63. С вероятностью Рд достигается требуемый результат обслуживания, а с вероятностью (1-Рд) обслуживание может быть проведено нерезультативно. В последнем случае на первом выходе вероятностно-распределительного блока 63 появляется сигнал, который не проходит через элемент И 16, имитируя удаление заявки из модели. Если обслуживание проведено результативно, то на втором выходе вероятностно-распределительного блока 63 появляется сигнал, который поступает на вход счетчика 9.

В случае если все каналы обслуживания заняты, то на выходе многовходового элемента И 27 появляется сигнал, закрывающий элемент запрета 34 и открывающий элемент И 11. Тогда импульс, имитирующий поступление заявки, поступит на суммирующий вход реверсивного счетчика 32 числа заявок в очереди.

В случае если в очереди есть хотя бы одна заявка, то на выходе многовходового элемента ИЛИ 30 присутствует сигнал, который открывает элементы И 12 и 13, а через открытый элемент запрета 39 закрывает элемент запрета 35.

Тогда сигнал с второго выхода вероятностно-распределительного блока 60 поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 32 числа заявок в очереди и через элемент ИЛИ 18 на вход блока 58 случайных временных задержек, требуя начала обслуживания заявок из очереди.

В случае если число заявок в очереди достигло заданного предела, на выходе многовходового элемента И 28 присутствует сигнал, который через элемент ИЛИ 20 закрывает элемент запрета 33, тем самым имитируется отказ заявкам в обслуживании.

В случае если занят хотя бы один из каналов обслуживания, на выходе многовходового элемента ИЛИ 29 присутствует сигнал, закрывающий элемент запрета 38 для прохождения тактовых импульсов на счетный вход счетчика 4.

Таким образом, на каждом интервале отображения счетчик 3 подсчитывает общее число поступивших на интервал тактовых импульсов, счетчик 4 - число тактовых импульсов, поступивших в моменты, когда в системе не находилось ни одной заявки. Результат на выходе делителя 53. осуществляющего в данном техническом решении всегда деление на единицу, в конце каждого интервала моделирования означает вероятность свободного состояния системы обслуживания.

Через открытый блок задержки 37 и одной из элементов И 43 результат заносится на соответствующий номеру интервала регистр 46. В конце каждого интервала моделирования со счетчика 9 число результативных актов обслуживания заносится через открытый блок запрета 41 и один из элементов И 44 группы на соответствующий номеру интервала регистр 47 группы. В каждом интервале моделирования со счетчика 8 общее число актов обслуживания заносится через открытый блок запрета 42 и один из элементов И 45 группы на соответствующий номеру интервала регистр 48 группы.

..Устройство завершает работу либо по заданному количеству интервалов моделирования (т. е. по времени), либо по заданному предельно допустимому числу актов обслуживания. В первом случае при установлении на выходе счетчика 6 кода, соответствующего окончанию моделирования, дешифратор 55 вырабатывает сигнал, открывающий η-е элементы И 43, 44, 45 группы элементов И и через открытый элемент ИЛИ 24 обнуляет триггер 49. Тогда сигнал с инверсного выхода триггера 49 через элемент ИЛИ 19 закрывает элемент запрета 36 для прохождения тактовых импульсов.

При завершении моделирования по предельному числу актов обслуживания на выходе дешифратора 57 вырабатывается сигнал, открывающий (η+Ι^β элементы И 44, 45 групп элементов И и через элемент ИЛИ 25, 26 открывающий блок запрета 41, 42

7

1660012

8

соответственно для записи числа результативных актов обслуживания и общего числа актов обслуживания в (п+1}-е регистры 47, 48 групп регистров соответственно. Кроме того, сигнал с выхода дешифратора 57 через элемент ИЛИ 24 обнуляет триггер 49. и подача тактовых импульсов прекращается.

В режиме "1" на вход 64 установки режима подается единичный импульс, который переводит триггер 51 в единичное состояние. При этом потенциалом с прямого выхода триггера 51 закрывается элемент запрета 39. Сигналом, проходящим через элемент ИЛИ 20, закрывается элемент запрета 33. Кроме того, открываются элементы И 14,15 и 16, и тем самым подключаются элементы для организации деградирующего потока заявок и исключается из модели очередь заявок.

Деградирующий поток заявок моделируется путем введения в модель ограниченного числа заявок, которые при нерезультативном обслуживании, а также в случае отказа в обслуживании через случайный интервал времени вновь требу ют обслуживания, а в случае результативного обслуживания - удаляются из модели, при этом интенсивность потока заявок снижается, т. е. поток заявок деградирует.

Подачей единичного сигнала на установочный вход 65 устройство для моделирования переводится в режим моделирования. Работа устройства в режиме "Г отличается тем, что с выхода генератора 2 заявок сигналы, имитирующие ввод в модель заявок, проходят через открытый элемент запрета 40 на вход вероятностно-распределительного блока 61, а также поступают на вход счетчика 7 числа введенных в модель заявок. При установлении на выходе счетчика 7 кода, соответствующего предельному количеству вводимых в модель заявок, дешифратор 56 вырабатывает сигнал, переводящий триггер 52 в единичное состояние. Потенциал с прямого выхода триггера 52 через открытый элемент И 14 закрывает элемент запрета 40, и дальнейший доступ заявок в модель прекращается.

Если заявка не попадает в зону обслуживания, то с первого выхода вероятностно-распределительного блока 61 через элемент ИЛИ 22 и открытый элемент И 16 сигнал поступает на вход блока 59 случайных временных задержек, задержка в котором имитирует время возвращения заявки в модель. С выхода блока 59 случайных временных задержек сигнал через элемент ИЛИ 21 поступает на вход вероятностнораспределительного блока 61, где моделируется событие - попадание заявки в зону обслуживания.

Если заявка попала в зону обслуживания, то с второго выхода вероятностно-распределительного блока 61 через открытый элемент И 15 и элемент ИЛИ 23 сигнал подается на вход элемента запрета 34, который закрыт управляющим сигналом от многовходового элемента И 27 в случае занятости всех каналов обслуживания. Тогда сигнал с выхода элемента И 15 через открытый элемент И 17, элементы ИЛИ 22 и И 16 подается на блок 59 случайных временных задержек, чем имитируется отказ в обслуживании заявки из-за занятости всех каналов обслуживания.

Если свободен хотя бы один из каналов обслуживания, то элемент запрета 34 открыт и сигнал поступает на вход вероятностно-распределительного блока 62. Если заявка не принята к обслуживанию, то с второго выхода вероятностно-распределительного блока 62 сигнал подается через элементы ИЛИ 21 и И 16 на вход блока 59 случайных временных задержек. Если заявка принята, то с первого выхода вероятностно-распределительного блока 62 сигнал поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 31 числа занятых каналов и через элемент ИЛИ 18 на вход блока 58, чем имитируется начало обслуживания.

При завершении обслуживания сигнал с второго выхода вероятностно-распределительного блока 60 через открытый элемент запрета 35 поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 31 числа занятых каналов, на вход счетчика 8 числа актов обслуживания и на вход вероятностно-распределительного блока 63.

Если результат обслуживания не достигнут, то с первого выхода вероятностно-распределительного блока 63 сигнал через элементы ИЛ 14 22 и И 16 подается на вход блока 59 случайных временных задержек.

Если обслуживание оказалось результативным, то с второго выхода вероятностнораспределительного блока 63 подается сигнал на вход счетчика 9 числа результативных актов обслуживания, чем имитируется удаление заявки из модели. В результате интенсивность потока заявок снижается, т. е. поток заявок деградирует.

В конце каждого интервала моделирования в соответствующие номеру интервала регистры 43, 44 и 45 групп записывается значение вероятности свободного состояния системы, число результативных актов

9

1660012

10

обслуживания и общее число актов обслуживания.

Работа устройства завершается при установке на входе счетчика 6 кода завершения работы и подачи с выхода дешифратора 55 сигнала, обнуляющего триггер 49.

Работа может завершиться и по предельному числу актов обслуживания. Тогда на выходе дешифратора 57 вырабатывается сигнал, открывающий{п+1)-е элементы И 44, 45 групп элементов И, и через элементы ИЛИ 25 и 26 открывающий блоки запрета 41 и 42 соответственно для записи числа результативных актов обслуживания и общего числа актов обслуживания в (п+1)-е регистры 47, 48 групп регистров. Кроме того, сигнал с выхода дешифратора 57 через элемент ИЛИ 24 обнуляет триггер 49, и подача тактовых импульсов прекращается.

Статистические результаты моделирования могут быть определены по результатам, зафиксированным в регистрах 46, 47, 48.

Claims (5)

1. Формула изобретения

   Устройство для моделирования процесса обслуживания заявок, содержащее генератор тактовых импульсов, генератор заявок, с первого по четвертый счетчики, с первого по четвертый элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, первый и второй многовходовые элементы И, первый и второй многовходовые элементы ИЛИ, первый и второй реверсивные счетчики, с первого по пятый элементы запрета, первый блок элементов запрета, первую группу элементов И, первую группу регистров, первый и второй триггеры, делитель, первый и второй дешифраторы, первый блок случайных временных задержек, первый вероятностнораспределительный блок, причем инверсный выход первого триггера подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу четвертого элемента запрета, выход которого подключен к входу запуска генератора заявок, информационному входу пятого элемента запрета и к счетным входам первого и третьего счетчиков, выход переполнения третьего счетчика подключен к входу первого дешифратора, выход которого подключен к единичному входу второго, триггера, прямой выход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ и к первому входу первого элемента И, выход, которого подключен к входам сброса первого, второго и третьего счетчиков, к счетному входу четвертого счетчика и нулевому входу второго триггера, инверсный выход которого подключен к управляющему

   входу первого блокатэлементов запрета, выходы которого подключены к первым входам соответствующих элементов И первой группы, выходы элементов И первой группы
2. 5 подключены к входам соответствующих регистров первой группы, выход генератора тактовых импульсов подключен к информационному входу четвертого элемента запрета и к второму^входу первого элемента И.
3. 10 выход пятого элемента запрета подключен к счетному входу второго счетчика, разрядные выходы которого подключены к группе информационных входов делителя, выходы которого подключены к информационным

   15 входам первого блока элементов запрета, разрядные выходы четвертого счетчика подключены к входам второго дешифратора, выходы которого подключены к вторым входам соответствующих элементов И первой

   20 группы, выход первого элемента ИЛИ подключен к входу первого блока случайных временных задержек, выход которого подключен к информационному входу первого вероятностно-распределительного блока,

   25 первый выход первого вероятностно-распределительного блока подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, второй выход первого вероятностно-распределительного блока подключен к первым входам

   30 третьего и четвертого элементов И и к информационному входу третьего элемента запрета, выход которого подключен к вычитающему входу первого реверсивного счетчика, разрядные выходы которого

   35 соединены со входами первого многовходо- вого элемента ИЛИ и первого многовходового элемента И, выход которого подключен к управляющему входу второго элемента запрета и к первому входу второго элемента

   40 И, выход второго элемента И подключен к суммирующему входу второго реверсивного счетчика, выходы которого подключены к входам второго многовходового элемента И и второго многовходового элемента ИЛИ,

   45 выход которого подключен к вторым входам третьего и четвертого элементов И, выход третьего элемента И подключен к вычитающему входу второго реверсивного счетчика, выход четвертого элемента И подключен к βθ второму входу первого элемента ИЛИ, выход первого многовходового элемента ИЛИ подключен к управляющему входу пятого элемента запрета, выход переполнения первого счетчика подключен к входу разре55 шения деления делителя, выход первого элемента запрета подключен к второму входу второго элемента И, отличающеес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет моделирования процесса обслуживания
4. 11

   1660012
5. 12

   деградирующего потока заявок, в него введены. 6 пятого по седьмой счетчики, с пятого по восьмой элементы И, с третьего по девятый элементы ИЛИ, шестой и седьмой элементы запрета, второй и третий блоки элементов запрета, вторая и третья группы из (п+1) элементов И, вторая и третья группы регистров, третий и четвертый триггеры, третий и четвертый дешифраторы, второй блок случайных временных задержек, второй, третий и четвертый вероятностно-распределительные блоки, прямой выход третьего триггера подключен к управляющему входу шестого элемента запрета, первому входу третьего элемента ИЛИ и к первым входам с пятого по седьмой элементов И, выход второго многовходового элемента ИЛИ соединен с информационным входом шестого элемента запрета, выход которого подключен к управляющему входу третьего элемента запрета, выход пятого элемента И подключен к управляющему входу седьмого элемента запрета, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом второго вероятностно-распределительного блока, первый выход которого подключен к первому входу пятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом седьмого элемента И, выход которого подключен к входу второго блока случайных временных задержек, выход которого соединен с входом второго блока случайных временных задержек, выход которого подключен к второму входу четвертого элемента ИЛИ, выход генератора заявок подключен к информационному входу седьмого элемента запрета и счетному входу пятого счетчика, выход которого подключен к входу третьего дешифратора, выход которого соединен с единичным входом четвертого триггера, прямой выход которого подключен к второму входу пятого элемента И, второй выход второго вероятностно-распределительного блока соединен с вторым входом шестого элемента И и информационным входом первого элемента запрета, выход которого подключен к первому входу шестого элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом второго элемента запрета, выход которого подключен к информационному входу третьего вероятностно-распределительного блока, первый выход которого соединен с суммирующим входом первого реверсивного счетчика и третьим входом первого элемента ИЛИ, выход второго многовходового элемента И подключен к входу третьего элемента ИЛИ,

   выход которого подключен к управляющему входу первого элемента запрета, выход шестого элемента И подключен к второму входу шестого элемента ИЛИ и первому входу восьмого элемента И, второй выход третьего вероятностно-распределительного блока соединен с вторым входом пятого элемента ИЛИ, второй выход первого вероятностнораспределительного блока подключен к счетному входу шестого счетчика и к информационному входу четвертого вероятностно-распределительного блока, первый выход которого соединен с третьим входом пятого элемента ИЛИ. второй выход четвертого вероятностно-распределительного блока подключен к входу седьмого счетчика, разрядные выходы которого соединены с информационными входами второго блока элементов запрета, выход которого подключен к первым входам элементов И второй группы, выходы которых подключены к информационным входам регистров второй группы, выходы второго дешифратора подключены к вторым входам с первого по п-й элементов И второй и третьей групп, выходы элементов И третьей группы соединены с входами регистров третьей группы, разрядные выходы шестого счетчика подключены к информационным входам третьего блока элементов запрета и четвертого дешифратора, выход которого соединен с первыми входами восьмого и девятого элементов ИЛИ, а также с вторыми входами (п+1)-х элементов И второй и третьей групп и с первым входом седьмого элемента ИЛИ, п-й выход второго дешифратора подключен к второму входу седьмого элемента ИЛИ, выход которого подключен к нулевому входу первого триггера, выход третьего блока элементов запрета подключен к первым входам с первого по п-й элементов И третьей группы и второму входу (п+1)-го элемента И третьей группы, инверсный выход второго триггера соединен с вторыми входами восьмого и девятого элементов ИЛИ, выход восьмого элемента ИЛИ подключен к управляющему входу второго блока элементов запрета, выход девятого элемента ИЛИ соединен с управляющим входом третьего блока элементов запрета, выход первого многовходового элемента Иподключен к второму входу восьмого элемента И, выход которого соединен с четвертым входом пятого элемента ИЛИ, вход начальной установки устройства подключен к нулевым входам первого, третьего и четвертого регистров, вход установки режима устройства соединен с единичным входом третьего триггера.

   1660012