SU1716534A1 - Устройство дл моделировани систем массового обслуживани - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено дл  моделировани  процессов обслуживани  за вок в системах массового обслуживани  с учетом различных потоков за вок и различных характеристик обслуживающих приборов. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет моделировани  режимов приема, обработки и передачи за вок . Устройство содержит генератор тактовых импульсов,блок генераторов случайных импульсов подготовки и К каналов обслуживани  за вок, каждый из которых содержит семь элементов И, элемент ИЛИ, два триггера , два элемента задержки, генератор случайного числа продолжительности приема за вки, генератор случайного числа продолжительности обработки за вки, генератор случайного числа продолжительности передачи за вки, три регистра пам ти, три блока делени , три группы элементов И, три группы элементов запрета, три вычитающих счетчика и три формировател  импульсов. 4 ил. W Ч Ё

Description

Изобретение относитс  к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено дл  моделировани  процессов обслуживани  за вок в системах массового обслуживани  с учетом различных потоков за вок и различных характеристик обслуживающих приборов.

Известно устройство, содержащее блок генераторов случайных импульсов обслуживани , блок генераторов случайных импульсов подготовки, два канала обслуживани  за вок, каждый из которых содержит формирователь импульсов, два элемента И, элемент ИЛ И и два триггера.

Однако данное устройство не позвол ет моделировать кольцевые сети массового обслуживани  с отказами.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство , содержащее блок генераторов случайных импульсов подготовки и N каналов обслуживани  за вок, в состав каждого из которых вход т четыре элемента И, формирователь импульсов, элемент ИЛИ и два триггера.

Недостатком устройства  вл етс  отсутствие возможности моделировать функционирование кольцевых систем массового обслуживани  с разнородными ненадежными обслуживающими приборами и различными классами входных потоков.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет моделиО

ел

(А 4Ъь

ровани  режимов приема, обработки и передачи за вок.

Использование устройства дл  моделировани  систем массового обслуживани  позвол ет моделировать процесс функционировани  К канальной кольцевой системы массового обслуживани  с ненадежными разнородными обслуживающими приборами и раздельными входными потоками, каждый канал обслуживани  за вок которой обслуживает свой поток за вок. В случае отказа канала его поток за вок поступает на ближайший исправный по кольцу канал.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее блок генераторов случайных импульсов подготовки и К каналов обслуживани  за вок, каждый из которых содержит четыре элемента И, первый формирователь импульсов, два триггера и элемент ИЛИ, дополнительно введены генератор тактовых импульсов, а в каждый канал обслуживани  за вок - генератор случайного числа продолжительности приема за вки , генератор случайного числа продолжительности обработки за вки, генератор случайного числа продолжительности передачи за вки, два элемента задержки, три блока делени , три регистра пам ти, три вычитающих счетчика, второй и третий формирователи импульсов, п тый, шестой и седьмой элементы И, три группы элементов И и три группы элементов запрета .

На фиг. 1 приведена структурна  схема устройства дл  моделировани  систем массового обслуживани ; на фиг. 2 - структурна  схема канала обслуживани  за вок; на фиг. 3 - временна  диаграмма работы устройства; на фиг. 4 - временна  диаграмма работы канала обслуживани  за вок.

Устройство дл  моделировани  систем массового обслуживани  содержит К информационных входов 1 каналов обслуживани  за вок, К входов 2 задани  состо ни  каналов обслуживани  за вок, установочный вход 3 устройства, генератор 4 тактовых импульсов, блок 5 генераторов случайных импульсов подготовки, К каналов б обслуживани  за вок, К выходов 7 каналов обслуживани  за вок и в каждом канале обслуживани  за вок первый элемент 8 задержки, генераторы 9 случайного числа продолжительности приема, обработки и передачи за вки, 3 группы элементов И 10, 3 группы элементов 11 запрет, первый элемент И 12, второй элемент 13 задержки, 3 регистра 14 пам ти, 3 блока 15 делени , п тый, шестой и седьмой элементы И 16, 3 вычитающий счетчика 17, 3 формировател  18 импульсов, первый триггер 19, второй

элемент И 20, элемент ИЛИ 21, второй триггер 22, третий 23 и четвертый 24 элементы И.

На временной диаграмме (фиг. 3) обозначено: Вых. - выход канала обслуживани  за вок; Пдг. - подготовка канала 6 обслуживани  за вок к приему следующей за вки; Обсл. - обслуживание каналом 6 за вки; Вх. - информационный вход 1 кана0 ла обслуживани  за вок; Испр. - вход 2 задани  состо ни  канала обслуживани  за вок. Индексы указывают номер канала. На временной диаграмме (фиг. 4) обозначено: Вх. - информационный вход 1 кана5 ла обслуживани  за вок; Испр. - вход 2 задани  состо ни  канала обслуживани  за вок; Ген. - информационные выходы генератора 9 случайного числа продолжительности приема, обработки или передачи

0 за вки; Йкф. PC - информационные выходы вычитающего счетчика 17; Выч. вх. PC - вычитающий вход вычитающего счетчика 17; ФИ - выход формировател  18 импульсов; Такт - выход генератора 4 тактовых импуль5 сов. Индексы указывают номер элемента в канале.

Вербальной моделью работы  вл етс  следующа . Каждый канал обслуживает только свой поток за вок, если канал, св 0 занный с ним по кольцу, может принимать за вки. Если канал не может принимать за вки , то поток его за вок поступает на ближайший канал по кольцу. Таким образом, канал обслуживает свои за вки, а также за5  вки всех предыдущих каналов, расположенных р дом по кольцу. В случае, когда за вки к обслуживанию может принимать лишь один канал, то он принимает за вки всех каналов.

0 За вки, как своего, так и отказавших каналов, поступившие в момент зан тости канала обслуживанием предыдущей за вки или подготовкой, получают отказ и тер ютс . За вки в устройстве представл ютс  в

5 виде объемов данных, предназначенных к приему Vnp, обработке V06p и передаче УПд. Каждый обслуживающий канал имеет свои характеристики, а именно, скорость приема Snp, обработки Зобр и передачи Зпд данных.

0 Значени  Snp и Зпд выбираютс  с учетом технических характеристик элементов, вход щих в состав обслуживающего прибора каждого канала, а значение So6p определ етс  по методу PDR с учетом разр дности и

5 быстродействи  обслуживающего прибора. За вки всех потоков могут быть разнотипными . Причем объемы данных за вок каждого потока подчинены своим законам. Законы поступлени  за вок каждого потока также могут быть различны. Таким образом,

врем  Т, затрачиваемое на обслуживание одной и той же за вки в разных обслуживающих каналах, различно и определ етс  по формуле

-г Vnp. , Vo6p. j. Vnfl. .

I +-Г-- Т-ж

опр. добр, пд.

Генератор 4 тактовых импульсов вырабатывает импульсы, моделирующие временные интервалы. Блок 5 генераторов случайных импульсов подготовки вырабатывает импульсы через случайные промежутки времени, подчинённые определенным законам. Они соответствуют окончанию подготовки обслуживающего прибора. Генератор 9 случайного числа продолжительности приема за вки вырабатывает значение Vnp поступившей за вки. Генератор 9 случайного числа продолжительности обработки за вки вырабатывает значение Vo6p поступившей за вки. Генератор 9 случайного числа продолжительности передачи за вки вырабатывает значение /пд поступившей за вки. Первый регистр 14 пам ти содержит значение Snp; второй и третий регистры 14 пам ти соответственно содержат значени  5обр и 8Пд. Указанные величины занос тс  в регистры 14 пам ти до начала моделировани . Блоки 15 делени  содержат две группы информационных входов. Причем на входы первой группы подаетс  значение делител , а на входы второй группы - делимого. После поступлени  на вход запуска блока 15 делени  управл ющего импульса на его информационных выходах по вл етс  результат выполнени  операции делени  с округлением до большего целого числа. Первый элемент Ъ задержки предназначен дл  синхронизации сигналов запуска блоков делени  и поступлени  информации на вторую группу входов/Второй элемент 13 задержки предназначен дл  обеспечени  одновременности прихода информации на информационные входы первого вычитающего счетчика 17 и управл ющего импульса на его установочный вход.

Устройство работает следующим образом .

Перед началом работы и при необходимости установить устройство дл  моделировани  систем массового обслуживани  в исходное состо ние на установочный входЗ устройства кратковременно подаетс  им1 пульс, устанавливающий, в исходное состо ние второй триггер 22, с пр мых выходив которого потенциалы поступают на первые входы первых элементов И 12, подготавлива  их к приему за вок на обслуживание, и на входы сброса вычитающих счетчиков 17,

устанавлива  их выходы обнулени  в единичное состо ние и запреща  поступление через соответствующие п тый, шестой и седьмой элементы И 16 на свои вычитающие

5 входы с выхода генератора 4 тактовых импульсов .

Рассмотрим работу устройства при наличии на входах 2 задани  состо ни  канала обслуживани  за вок всех каналов единич0 ных потенциалов, разрешающих прохождение поступающих за вок на обслуживание в своем канале. Функционирование всех каналов обслуживани  за вок в этом случае происходит аналогично. Поэтому подробно

5 рассмотрим работу только одного канала б обслуживани  за вок.

Поступающа  за вка с информационного входа 1 канала обслуживани  за вок запускает генераторы 9 случайных чисел

0 продолжительности приема, обработки и передачи за вки, которые вырабатывают и кратковременно выставл ют на своих выхсг дах случайные числа, представленные в двоичном коде. Эта информаци  через

5 открытые элементы И 10 соответствующей группы поступает на входы первой группы соответствующего блока 15 делени . Одновременно с этим на входы запуска блоков 15 делени  поступает импульс с выхода перво0 го элемента И 12, прошедший через первый элемент 8 задержки и третий элемент И 23. На входах второй группы блоков 15 делени  с соответствующих выходов регистров 14 пам ти посто нно находитс  информаци .

5 В результате выполнени  операции на выходах блоков 15 делени  по вл етс  информаци , котора  подаетс  на соответствующие входы соответствующих вычитающих счетчиков 17. Импульс с выхода первого элемента 1/112 перебрасывает второй триггер 22. Сн тие потенциала с пр мого выхода второго триггера 22 запирает первый элемент И 12, запреща  прин тие к обслуживанию поступающих за вок. Через

5 второй элемент 13 задержки на установочный вход первого вычитающего счетчика 17 поступает импульс, по которому осуществл етс  прием информации в первый вычитающий счетчик 17 и с его выход обнулени 

0 снимаетс  потенциал. В результате открываетс  п тый элемент И 16, через который на вычитающий вход первого вычитающего счетчика 17 поступают импульсы с генератора 4 тактовых импульсов.

5 После того, как значение первого вычитающего счетчика 17 становитс  равным нулю , на его выходе обнулени  по вл етс  потенциал, закрывающий п тый элемент И 16 и запускающий второй формирователь 18 импульсов, с выхода которого импульс поступает на установочный вход второго вычитающего счетчика 17, прием информации в который и ее вычитание осуществл ютс  аналогично первому вычитающему счетчику 17, а затем такой же процесс повтор етс  дл  третьего вычитающего счетчика 17. G выхода первого формировател  18 импульсов сигнал поступает на выход 7 канала обслуживани  за вок и на единичный вход первого триггера 19, который перебрасываетс  и на его пр мом выходе по вл етс  потенциал, разрешающий прохождение через второй элемент И 20 импульса с блока 5 генераторов случайных импульсов подготовки , который проходит через элемент ИЛИ 21 и перебрасывает второй триггер 22. Потенциал с его пр мого выхода поступает на первый вход первого элемента И 12, что свидетельствует о готовности устройства к приему очередной за вки.

В случае сн ти  потенциала с входа 2 задани  состо ни  соответствующего канала поступающие за вки с информационного входа 1 канала обслуживани  за вок через первый элемент 8 задержки и открытый четвертый элемент И 24 поступают на первый вход третьего элемента И 23, пр мой вход четвертого элемента И 24 последующего канала. Дальнейшее прохождение за вки зависит от состо ни  этого канала обслуживани  за вок. Одновременно с этим, с выходов генераторов 9 случайных чисел, продолжительности приема, обслуживани  и передачи за вки через открытые элементы 11 запрета соответствующей группы поступают на первые входы соответствующих элементов И 10 группы последующего канала обслуживани  за вок, сто щего р дом с отказавшим каналом по кольцу, образу  суммарный поток за вок. Поступившие за вки в канал до окончани  обслуживани  предыдущей или дл  подготовки получают отказ и тер ютс .

Формула, изобретени  Устройство дл  моделировани  систем массового обслуживани , содержащее блок генераторов случайных импульсов подготовки и К каналов обслуживани  за вок, каждый из которых содержит четыре элемента И, первый формирователь импульсов, два триггера и элемент ИЛИ. в каждом канале обслуживани  за вок выход первого элемента И соединен с нулевыми входами первого и второго триггеров, пр мой выход первого триггера соединен с первым входом первого элемента И, а пр мой выход второго триггера подключен к первому входу второго элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ. выход которого подключен к единичному

входу первого триггера, вторые входы элементов ИЛИ всех каналов обслуживани  за вок объединены и  вл ютс  установочным входом устройства, выход первого формировател  импульсов каждого канала обслуживани  за вок  вл етс  выходом обслуженных за вок данного канала обслуживани  за вок, первые входы третьих элементов И и инверсные входы четвертых

0 элементов И в каналах обслуживани  за вок объединены и  вл ютс  входами задани  состо ни  соответствующего канала обслуживани  за вок, выход третьего элемента И в каждом канале обслуживани  за5  вок соединен с вторым входом первого элемента И своего канала обслуживани  за вок , а выход четвертого элемента И 1-го канала обслуживани  за вок (. К-1) подключен к второму входу третьего элемента

0 И и пр мому входу четвертого элемента И (+1}-го канала обслуживани  за вок,а выход четвертого элемента И К-ro канала обслуживани  за вок соединен с вторым входом третьего элемента И и пр мым входом чет5 вертого элемента И первого канала обслуживани  за вок, выходы блока генератора случайных импульсов подготовки соединены соответственно с вторыми входами вторых элементов И каналов обслуживани 

0 за вок, отл ичающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет моделировани  режимов приема , обработки и передачи за вок, оно дополнительно содержит генератор такто5 вых импульсов, а каждый канал обслуживани  за вок дополнительно содержит генератор случайного числа продолжительности приема за вки, генератор случайного числа продолжительности обработки за в0 ки, генератор случайного числа продолжительности передачи за вки, два элемента задержки, три блока делени , три регистра пам ти, три вычитающих счетчика, второй и третий формирователи импульсов, п тый,

5 шестой и седьмой элементы И, три группы элементов И и три группы элементов запрета , причем в каждом канале обслуживани  за вок входы запуска генератора случайного числа продолжительности приема за вки,

0 генератора случайного числа продолжительности обработки за вки, генератора случайного числа продолжительности передачи за вки и вход первого элемента задержки объединены и  вл ютс  информационным

5 входом канала обслуживани  за вок, выход .первого элемента задержки подключен к второму входу третьего элемента И и пр мому входу четвертого элемента И, выход второго элемента задержки подключен к входу записи первого вычитающего счетчика, выход обнулени  которого соединен с инверсным входом п того элемента.И и входом запуска второго формировател  импульсов, выход которого подключен к входу записи второго вычитающего счетчика, выход обну- лени  которого подключен к инверсному входу шестого элемента И и к входу запуска третьего формировател  импульсов, выход которого соединен с входом записи третьего вычитающего счетчика, выход обнулени  которого соединен с инверсным входом седьмого элемента И и входом запуска первого формировател  импульсов, выход которого подключен к единичному входу второго триггера, выход первого элемента И соеди- нен с входом второго элемента задержки и входами запуска первого, второго и третьего блоков делени , информационные входы первого, второго и третьего блоков делени  соединены с разр дными входами соответ ственно первого, второго и третьего регистров пам ти, а выходы первого, второго и третьего блоков делени  подключены к разр дным входам соответственно первого, второго и третьего вычитающих счетчиков, входы обнулени  которых объединены и соединены с установочным входом устройства , а вычитающие входы первого, второго и третьего вычитающих счетчиков подключены к выходам соответственно п того шее- того и седьмого элементов И, выходы генератора случайного числа продолжительности приема за вки подключены соответственно к первым входам элементов И первой группы и информационным входам элементов запрета первой группы, выходы генератора случайного числа продолжительности обработки за вки подключены соответственно к первым входам элементов И второй группы и информационным вхо- дам элементов запрета второй группы, а выходы генератора случайного числа продолжительности передачи за вки подключены соответственно к первым входам элементов И третьей группы и информационным входам элементов запрета третьей группы, вторые входы элементов И первой, второй и третьей групп и управл ющие входы элементов запрета первой, второй и третьей групп объединены, и соединены с входом задани  состо ни  канала обслуживани  за вок, выходы элементов И первой, второй и третьей групп подключены к информационным входам второй группы соответственно первого, второго и третьего блоков делени , выход генератора тактовых импульсов соединен с пр мыми входами п того , шестого и седьмого элементов И всех каналов обслуживани  за вок, выходы элементов запрета первой группы 1-го канала обслуживани  за вок подключены соответственно к первым входам элементов И первой группы (И- tyro канала обслуживани  за вок, а выходы элементов запрета первой группы К-го канала обслуживани  за вок подключены соответственно к первым входам элементов И первой группы первого канала обслуживани  за вок, выходы элементов запрета второй группы 1-го канала обслуживани  за вок соединены соответственно с первыми входами элементов И второй группы (Н-: tyro канала обслуживани  за вок, выходы элементов запрета второй группы К-го канала обслуживани  за вок соединены соответственно с-.первыми-входами элементов И второй группы первого канала обслуживани  за вок, выходы элементов запрета третьей группы 1-го канала обслуживани  за вок подключены соответственно к первым входам элементов И третьей группы (1+1)-го канала обслуживани  за вок, а выходы элементов запрета третьей группы К-го канала обслуживани  за вок подключены соответственно к первым входам элементов И третьей группы деового канала обслуживани  за вок.

Vtaf

Шиг.г

8бм.1 пр.1 05с I вх.1 Цслр.1

Bull rtjt.Z Одел Z Вх.2 Ucnp.l

Вых.п

Пуг.п

ОЬс .п

8х.п

Ucnp.n

teJ

Bt Ген1 Генг Ън3

Инд.Р$

выч.РС,

W

.PCt SwPCf

№t

П

Такт, ffcrrp.

ф№. 4

Claims (1)

1. Формул аизобретения

   Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее блок генераторов случайных импульсов подготовки й К каналов обслуживания заявок, каждый из которых содержит четыре элемента И, первый формирователь импульсов, два триггера и элемент ИЛИ, в каждом канале обслуживания заявок выход первого элемента И соединен с нулевыми входами первого и второго триггеров, прямой выход первого триггера соединен с первым входом первого элемента И. а прямой выход второго триггера подключен к первому входу второго элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к единичному входу первого триггера, вторые входы элементов ИЛИ всех каналов обслуживания заявок обьединены и являются установочным входом устройства, выход первого формирователя импульсов каждого канала обслуживания заявок является выходом обслуженных заявок данного канала обслуживания заявок, первые входы третьих элементов И и инверсные входы четвертых элементов И в каналах обслуживания заявок объединены и являются входами задания состояния соответствующего канала обслуживания заявок, выход третьего элемента И в каждом канале обслуживания заявок соединен с вторым входом первого элемента И своего канала обслуживания заявок, а выход четвертого элемента И 1-го канала обслуживания заявок (1=1. К-1) подключен к второму входу третьего элемента И и прямому входу четвертого элемента И (i+1)-ro канала обслуживания заявок,а выход четвертого элемента И К-го канала обслуживания заявок соединен с вторым входом третьего элемента И и прямым входом четвертого элемента И первого канала обслуживания заявок, выходы блока генератора случайных импульсов подготовки соединены соответственно с вторыми входами вторых элементов И каналов обслуживания заявок, отл ичающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет моделирования режимов приема, обработки и передачи заявок, оно дополнительно содержит генератор тактовых импульсов, а каждый канал обслуживания заявок дополнительно содержит генератор случайного числа продолжительности приема заявки, генератор случайного числа продолжительности обработки заявки, генератор случайного числа продолжительности передачи заявки, два элемента задержки, три блока деления, три регистра памяти, три вычитающих счетчика, второй и третий формирователи импульсов, пятый, шестой и седьмой элементы И, три группы элементов И и три группы элементов запрета. причем в каждом канале обслуживания заявок входы запуска генератора случайного числа продолжительности приема заявки, генератора случайного числа продолжительности обработки заявки, генератора случайного числа продолжительности передачи заявки и вход первого элемента задержки объединены и являются информационным входом канала обслуживания заявок, выход первого элемента задержки подключен к второму входу третьего элемента И и прямому входу четвертого элемента И, выход второго элемента задержки подключен к входу записи первого вычитающего счетчика, вы9 1716534 10 ход обнуления которого соединен с инверсным входом пятого элемента .И и входом запуска второго формирователя импульсов, выход которого подключен к входу записи второго вычитающего счетчика, выход обнуления которого подключен к инверсному входу шестого элемента И и к входу запуска третьего формирователя импульсов, выход которого соединен с входом записи третьего вычитающего счетчика, выход обнуления которого соединен с инверсным входом седьмого элемента И и входом запуска первого формирователя импульсов, выход которого подключен к единичному входу второго триггера, выход первого элемента И соединен с входом второго элемента задержки и входами запуска первого, второго и третье' го блоков деления, информационные входы ‘ первого, второго и третьего блоков деления соединены с разрядными входами соответственно первого, второго и третьего регистров памяти, а выходы первого, второго и третьего блоков деления подключены к разрядным входам соответственно первого, второго и третьего вычитающих счетчиков, входы обнуления которых объединены и соединены с установочным входом устройства, а вычитающие входы первого, второго и третьего вычитающих счетчиков подключены к выходам соответственно пятого/шестого и седьмого элементов И. выходы генератора случайного числа продолжительности приема заявки подключены соответственно к первым входам элементов И первой группы и информационным входам элементов запрета первой группы, выходы, генератора случайного числа продолжительности обработки заявки подключены соответственно к первым входам элементов И второй группы и информационным входам элементов запрета второй группы, а выходы генератора случайного числа продолжительности передачи заявки подклю чены соответственно к первым входам элементов И третьей группы и информационным входам элементов запрета третьей группы, вторые входы элементов И первой, второй и третьей групп и управляющие входы элементов запрета первой, второй и третьей групп объединены, и соединены с входом задания состояния канала обслуживания заявок, выходы элементов И первой, второй и третьей групп подключены к информационным входам второй группы соответственно первого, второго и третьего блоков деления, выход генератора тактовых импульсов соединен с прямыми входами пятого, шестого и седьмого элементов И всех каналов обслуживания заявок, выходы элементов запрета первой группы Ι-го канала обслуживания заявок подключены соответственно к первым входам элементов И первой группы (Н 1)-го канала обслуживания заявок, а выходы элементов запрета первой группы К-го канала обслуживания заявок подключены соответственно к первым входам элементов И первой группы первого канала обслуживания заявок, выходы элементов запрета второй группы Ι-го канала обслуживания заявок соединены соответственно с первыми входами элементов И второй группы (1+ 1)-го канала обслуживания' заявок, выходы элементов запрета второй группы К-го канала обслуживания заявок соединены соответственно с первыми входами элементов И второй группы первого канала обслуживания заявок, выходы элементов запрета третьей группы Ι-го канала обслуживания заявок подключены соответственно к первым входам элементов И третьей группы (1+1)-го канала обслуживания заявок, а выходы элементов запрета третьей группы К-го канала обслуживания заявок подключены соответственно к первым входам элементов И третьей группы пеового канала обслуживания заявок.

   Фиг.1

   Фиг.2

   1726534