Устройство для моделирования систем массового обслуживания

Устройство для моделирования систем массового обслуживания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к специализированным средствам электронного моделирования, предназначенным для исследования сетей массового обслуживания. Цель изобретения расширение функциональных возможностей за счет моделирования отказов и йосстановлений каналов обслуживания. Устройство содержит генератор случайного потока заявок, счетчик общего числа заявок, счетчики числа заявок, получивших отказ в обслуживании , элементы запрета, ИЛИ, И, многовходовые элементы ИЛИ, И, блоки линий случайных временных задержек, два реверсивных счетчика занятых каналов, два реверсивных счетчика длины очереди, два счетчика числа заявок, получивших отказ в обслуживании из-за отказа каналов обслужиQ S вания, а также два вероятностно-распределительных блока. Проведены из (Л менения блока линий случайных временных задержек. 1 з.п, ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (511 4 С 06 F 15/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

„4

:ы 1 р

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3933022/24-24 (22) 22.07.85 (46) 07.12.86. Вне. N- 45 (72) В.В.Тимофеев, Г.В.Филимонихин. и А.Д.Хомоненко (53) 681,3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 826358, кл. G 06 F 15/20, 1978.

Авторское свидетельство СССР

У 1108459, кл. G 06 F 15/20, 1982, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

CHCTEM МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ (57) Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к специализированным средствам электронного моделирования, предназначенным для исследования сетей массового обслуживания. Цель изобретения„„SU„„1275466 А1 р асширение функциональных воэможностей за счет моделирования отказов и

Восстановлений каналов обслуживания.

Устройство содержит генератор слу1 чайного потока заявок, счетчик общего числа заявок, счетчики числа заявок, получивших отказ в обслуживании, элементы запрета, ИЛИ, И, многовходовые элементы ИЛИ, И, блоки линий случайных временных задержек, два реверсивных счетчика занятых каналов, два реверсивных счетчика длины очереди, два счетчика числа заявок, получивших отказ в обслуживании из-за отказа каналов обслуживания, а также два вероятностно-распределительных блока. Проведены изменения блока линий случайных временных задержек. 1 э.п. ф-лы, 2 ил.

1275466

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть испольэовано при исследовании систем массового обслуживания (С"Ю) и сетей массового обслуживания, состоящих из нескольких СМО, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства эа счет моделирования про цессов отказон и восстановлений каналов обслуживания.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства, на фиг,2 - схема блока линий случайных временных задержек.

Устройство для моделирования систем массоного обслуживания содержит генератор 1 случайного потока заявок, счетчик 2 общего числа заявок, первый

3 и второй 4 счетчики числа заявок, получивших отказ н обслуживании, с. первого по шестой элементы И 5-10, с первого по шестой элементы 11-16 запрета, с первого по седьмой элементы ИЛИ 17-23, первый 24 и второй 25 блоки линий случайных вгеменных задержек, первый 26 и второй 27 вероятностно-распределительные блоки, первый 28 и второй 29 реверсивные счетчики занятых каналов, первый 30 и второй 31 реверсивные счетчики длины очереди„ с первого по четвертый многовходовые элементы И 32-35, первый

36 и нторой 37 многовходовые элементы ИЛИ, перный 38 и второй 39 счетчики числа заявок, получивших отказ в обслуживании иэ"эа выхо,.: а pf9 ствол каналов обслуживания.

Блок 24 линий случж4ных Временных задержек содержит элементь: ИЛИ-НЕ 40, элементы ИЛИ 41, элементы НЕ 42, четыре элемента ИЛИ 43 и каналы 44, каждый из которых содеряд т с первого по четвертый элементы И 45-.48, первый 49 и второй 50 триггеры, первый

51 и второй 52 элементы ИЛИ, первый

53 и второй 54 элементы случайной задержки, генератор 55 отказов, вход

56 блока и с первого по четвертый выходы 57-60, Блок 24 работает следуюцим образомм.

B исходном состоянии триг-,-!ðû 49 и 50 всех каналов находятся в единичном состоянии. При этом триггеры 49 обеспечивают наличие нулевых потенциалон на выходах элементов ИЛИ-НЕ

40 каналов с номерами, большими или равными, номеру триггера 49. Для открытия каждого из элементов И 45 требуется единичный потенциал с выхода соответствующего элемента KIHHF 40. Следовательно, если свободен один из каналов 44, предположим с номером i то его триггер 49 ° находится в единичном состоянии, и сигналом с его выхода (через последова1О тельность элементон ИЛИ 41, ИЛИ-НЕ

40, ИЛИ 41, ИЛИ-HE 40) исключается возможность прохождения импульса, имитирующего поступление заявки на входы каналов с большими номерами.

15 Импульс, поступивший на вход 56, через открытый элемент И 45 перного канала 44 и второй вход второго элемента ИЛИ 52 проходит на нулевой вход триггера 49 и непосредственно

20 с выхода элемента И 45 на вход первого элемента 53 случайной задержки первого канала. До тех пор, пока этот импульс не появится на выходе элемента 53 задержки, триггер 49

25 первого канала находится в нулевом состоянии, и открытым оказывается лишь элемент И 45 второго канала.

Следующий импульс поступает на вход перного элемента 53 задержки вто-. рого канала и устанавлинает в нулевое состояние соответствующий триггер 49, и т.д.

Импульс элемента 53 задержки, появившийся на выходе через время, равное случайной длительности обслуживания, проходя через открытый (так как триггер 50 — в единичном состоянии) элемент И 48 и элемент

ИЛИ 51, устанавливает соответствующий триггер 49 в единичное состояние и одновременно с выхода элемента И

48 через первый элемент ИЛИ 43 поступает на первый выход 57 блока линий случайных временных задержек.

Импульс с генератора 55, имитир-ющего случайныи поток отказов канала, проходит на вход второго элемента 54 случайных задержек, имитирующего процесс восстановления канала, через второй элемент ИЛИ 52 на нулевой вход триггера 49, имитируя занятие канала, на нулевой вход триггера 50 и на второй вход третьего элемента И 47, При этом, если

55 канал не занимался обслуживанием заявки (триггер 49 находится н единичном состоянии), то элемент И 46 .открытый, и импульс с генератора 55

1275466 проходит через второй элемент ИЛИ

43 на нторой выход 58 блока линий случайных временных задержек и сигнализирует о занятии канала. Если канал был занят обслуживанием (триггер 49 в нулевом состоянии), то открыт элемент И 47 и импульс с генератора 55 проходит через четвертый элемент ИЛИ 43 на четвертый выход

60 блока линий случайных временных 10 задержек, сигнализируя о потере обслуживаемой заявки из-эа отказа канала обслуживания. В последнем случае импульс, появившийся на выходе перного элемента 53 случайной задерж- 15 ки, не может пройти на первый выход блока линий задержек из-за нулевого состояния триггера 50. Для исключения появления ложного импульса на выходе элемента 53 после восстанов- 20 ления канала величина задержки сигнала в элементе 54 должна быть много больше задержки н элементе 53.

Импульс на выходе второго элемента 54 случайных задержек, появивший- 25 ся через случайное время, равное случайной длительности восстановления канала, поступает на единичный вход триггера 50, одновременно через элемент ИЛИ 51 на единичный вход триггера 49 и вместе с тем через третий элемент ИЛИ 43 на третий выход 59 блока линий случайных временных задержек, имитируя тем самым восстановление канала обслуживания. Остальные каналы работают аналогично.

Устройство работает следующим образом.

Когда в сети свободен хотя бы

Один канал как В IIepBQM узле так и 40 во втором, сигналы на выходах многовходовых элементов И 33 и 34 отсутствуют, и импульсы от генератора 1 случайного потока заявок через открытый элемент 11 запрета и шестой эле- 4 мент ИЛИ 22 поступают на суммирующий вход счетчика 28 числа занятых каналов первого узла и одновременно через элемент ИЛИ 19 в блок 24 линий случайных временных задеРжек. Поступ- о ление импульса на суммирующий вход реверсивного счетчика 28 числа занятых каналов первого узла увеличивает

его код на единицу, что означает занятие одного канала. Импульс с блока

24 линий случайных временных задержек, появившийся на его первом выходе через время, равное случайной длительности сбслуживания, поступает на вход вероятностно-распределительного блока 26, который с вероят— ностью Р генерирует импульс по своему первому выходу и с вероятностью 1 в р по нторму. Импульс, по-. явившийся на первом выходе вероятностно-распределительного блока 26, поступает через элемент ИЛИ 17 и открытый элемент 12 запрета на вычитающий вход реверсивного счетчика

?8 числа занятых каналов первого узла и "списывает" с него единицу, имитируя тем самым освобождение одного канала. С вероятчостью 1- P импульс генерируется на втором выходе вероятностно-распределительного блока 26 и поступает через элемент ИЛИ

17 и элемент 12 запрета на нычитающий вход реверсивного счетчика . 28 числа занятых каналов перного узла, списывая с него единицу, через открытый элемент 14 запрета и элемент

ИЛИ 23 на суммирующий вход реверсивного счетчика 29 числа занятых KG налов второго узла и через элемент

ИЛИ 20 на вход блока 25 линий случайных временных задержек, имитирующего процесс обслуживания. Импульс с первого выхода блока 25 линий случайных временных задержек, задержанный на время, равное случайной длительности обслуживания, поступает на вход вероятностно-распределительного блока 27, который с вероятностью Р< генерирует импульс по первому выходу и с вероятностью 1- P по второму выходу. Импульс по первому выходу списывает единицу со счетчика 29 числа занятых каналов второго узла, а импульс по второму выходу, кроме этого, поступает через элемент ИЛИ 18 вновь на обслуживание в первый узел.

В момент времени, когда все каналы второго узла заняты, на выходе многовходового элемента И 33 появляется сигнал, который закрывает элемент 14 запрета, открывает элемент И 8, и импульсы с второго выхода вероятностно-распределительного блока 26 поступают через открытый элемент И 8 и элемент 16 запрета на суммирующий вход реверсивного счетчика 31. Поступление импульса на суммирующий вход счетчика 31 увеличивает его код на единицу, что Озна5 12754 чает появление в очереди еще одной заявки. На выходе многавходэвого элемента ИЛИ 37 появляется сигнал, открывающий элемент И 9 н закрыва о— щий элемент 15 запрета, Импульс на первом выходе блока 25 JIpíèé случай-ных временных задержек через вероятностно-распределительный блэк 27, элемент ИЛИ 21 и открытый элемент

И 9 поступает на вычитающий вход 1Î счетчика 31 числа заявок,, стоящих в очереди второго узла, и одновременно с этим через элемент ИЛИ ?G на вход блока 25 линий случайных временных задержек, имитируя тем самым 15 принятие на обслуживание одной из заявок, стоящих н очер еди, Аналогично . организуется очередь и в первом узле.

В момент времени, когда воe места 2О в очереди первого узла заняты, на выходе многовходоваго элемента И 34 появляется сигнал, который открывает элемент И 7, закрывает элемент 13 запрета, и импульсы от генератора 1 25 через открытые элементы И 5 и 7 поступают в счетчик 3 числа заявок, получивших отказ в обслуживании. При заполнении всех мест в очереди второго узла на выходе многанхадовогэ З11 элемента И 35 появляется сиг:-ал, который открывает элемент И 10, закры-вает элемент 16 запрета, и импульсы с второго выхода вероятностно-распре-. делительного блока ?6 через .открытые

3.5 элементы И 8 и 1С поступают, на вто-рой счетчик 4 числа ээчва ° . получивших отказ в обслуживании .. Импульс, появившийся Ма втором выходе блока 24 линий случайных временных задержек, сигналиэирующий аб отказе одного из обслуживающих каналов, проходит через элемент. ИЛИ

22 на суммирующий вход реверсивного счетчика 28 числа занятых каналов первого узла, имитируя тем самым уменьшение числа свободных каналов из-за отказа одного из них, Импульс„ появившийся на третьем выходе блока

24, через элемент ИЛИ )7 поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 28, имитируя тем самым освобождение одного канала вследствие ега восстановления, а импульс, появившийся на четвертом выходе блока

24 линий случайных временных задержек, паступаеT н» вход счетчика 38 числа заявок, получивших отказ в обслуживании из-за выхода из строя каналов обслуживания. Аналогично происходит функционирование во втором узле.

Статистические характеристики функционирования системы массового об".ëóæèíàíèÿ (сети массового обслуживания), моделируемой устройством, вычисляются известными методами на основе показаний счетчика общего числа поступивших заявок, первого и второго счетчиков заявок, получивших отказ в обслуживании, .когда все места для ожидания в очереди заняты, H первого и второго счетчиков числа заявок, получивших отказ в обслуживании иэ-эа выхода иэ строя каналов обслуживания. ф о р м у л а и з а б р е т е н и я

1. Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор случайного потока заявок, счетчик общего числа заявок, первый и второй с,етчики числа заявок, получивших отказ в обслуживании, с первого по шестой элементы запрета, пять элементов ИЛИ, шесть элементов И, первый и второй блоки линий случайных временных задержек, первый и второй вероятностно-распределительные блоки, четыре многовходавых элемента И, два многовходовых

=-л-.=-мента ИЛИ, первый и второй реверсивные счетчики занятых каналов, первый и второй реверсивные счетчики длины бчереди, ?азрядные выходы первого реверсивного счетчика занятых каналов соединены соответственно с входами первого многовходового элемента И, выход которого подключен к первому входу первого элемента

И и управлякицему входу первого элемента запрета, выход первого эле. ента ИЛИ соединен с первым входом второго элемента И и информационным входом второго элемента запрета, выход которого подключен к вычитающему входу первого реверсивного счетчика занятых каналов, выход перного элемента И соединен с информационным входом третьего элемента запрета и первым входом третьего элемента И, выход которого подключен к счетному входу первого счетчика числа заявок, получивших отказ в обслуживании, выход генератора случайного потока заявок подключен к

7 12754 счетному входу счетчика общего числа заявок и первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу первого элемента И и информационнок входу первого

5 элемента з прета, выход которого сое" динен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом первого блока линий случайных временных задержек, первый и !О второй выходы первого вероятностно— распределительного блока соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента

ИЛИ, второй выход первого вероятносгно-распределительного блока подключен к первому входу четвертого элемента И и информационному входу четвертого элемента запрета, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого поключен к входу второго блока линий случайных временных задержек, первый и второй выходы второго вероятностно-распределительного блока соединены соответственно с первым и вторым входами пятого элемента

ИЛИ, второй выход второго вероятностно-распределительного блока подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход пятого элемента ИЛИ соединен с первым нходом пятого элемента И и информм ионным нходом пятого элемента запрета, выход которого соединен с вычитающим входом второго реверсивного счетчика занятых

35 каналов, разрядные выходы которого соединены соответственно с входами второго многовходового элемента И, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И и управляющим входом четвертого элемента запрета, разрядные выходы первого реверсивного счетчика длины очереди соединены соответственно с входами

45 первого многовходового элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И и управляющим входом второго элемента запрета, разрядные выходы второго реверсинно го счетчика длины очереди соединены

50 соответственно с входами второго

/ многовходового элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму. входу пятого элемента И и управляющему входу пятого элемента запрета, второй вход третьего элемента И и управляющий вход третьего элемента запрета подключены к выходу третьего многобб Я входового элемента И, входы которого соединены соотвественно с разрядными выходами первого реверсивного счетчика длины очереди, выход четвертого элемента И подключен к первому входу шестого элемента И и информационному входу шестого элемента запрета, выходы которых соединены соответственно со счетным входом второго счетчика числа заявок, получивших отказ н обслуживании, и суммирующим входом второго реверсивного счетчика длины очереди, разрядные выходы «оторого соединены соответственно с входами четвертого многовходового элемента И, выход которого подключен к второму входу шестого элемента И и управляющему входу шестого элемента запрета, выход второго элемента И соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ и вычитающим входом первого реверсивного счетчика длины очереди, выход третьего элемента запрета соединен с суммирующим входом первого реверсивного счетчика длины очереди, выход пятого элемента

И соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ и вычитающим входом второго реверсивного счетчика длины очереди, первые выходы первого и второго блоков линий случайных временных задержек соединены с входами первого и второго вероятностно-распределительных блоков соответственно, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства эа счет моделирования систем массового обслуживания с отказами и восстановлениями каналов обслужинания, оно дополнительно содержит шестой и седьмой элементы ИЛИ и первый и второй счетчики числа заявок, получивших отказ в обслуживании из-sa отказов каналов обслуживания, причем первый вход шестого элемента ИЛИ соединен с выходом первого элемента запрета, второй вход шестого элемента ИЛИ соединен с вторым выходом первого блока линий случайных временных задержек, а выход шестого элемента ИЛИ соединен с суммирующим входом первого реверсивного счетчика занятых каналов, первый вход седьмого элемента ИЛИ подключен к выходу четвертого элемента запрета, второй вход седьмого элемента ИЛИ соединен с вторым выходом второго блока линий случайных временных задержек, а выход — с суммирующим вхоI 27 "> !66 дом второго реверсивного с-1ст гика занять:х каналов, третий выход первого блока линий случайных временных задержек соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, я третий выход второго блока линий случайных временных задержек соединен с третьим входом пятого элемента ИЛИ, четвертый выход первого блока линий случайных временных задержек соединен со счетным входом первого счетчика числа заявок, получивших отказ в обслуживании из-эа отказов каналов обслуживания, а четвертый выход второго блока линий случайных временных задержек соединен со счетным входом второго счетчика числа заявок, попучивших отказ н обслуживании из-зя отказов каналов обслуживания.

2. Устройство по п. 1,: о ". л и — 20 ч ающ е е ся тем, что блоклиний случайных временных задержек содержит с первого по четвертый элементы ИЛИ, выходы которых являются соотнетственно с первога по четвер- 25 тый выходами блока, М кя чалов э адержки и (И-1) узлов запуска каналов задержки, каждый канал задержки нключает два триггера, два элемента ИЛИ, четыре элемента И, генератор отказов ц и два элемента случайной задержки, выходы перного и второго элементов

ИЛИ канала задержки соепинены соответственно с первым и вторым входами первого триггера, выход первого зле- З мента И подключен к первому входу второго элемента ИЛИ канала задержки и входу первого элемен-» случайной задержки, выход ..енератора отказов соединен с первым входом второго @ элемента И и входом второго элемента случайной задержки, выход которого подключен к первым входам первого элемента ИЛИ канала задержки и второго триггера, первый выход первого триггера соединен с вторым входом второго элемента И, второй выход перного триггера подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которого, нторои вход второго триггера и второй вход второго эле— мента ИЛИ канала задержки подключены к выходу генератора отказов, выход первого эпемента случайной эадержки и ж ход;.торо го триггера соединены соответственно с первым и вторым входами четвертого элемента

И, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ канала задержки, узел запуска канала задержки включает элемент ИЛИ-HE элемент ИЛИ и элемент HF. выход которого соединен с первым нходом элемента

ИЛИ-HF. выходы четвертых элементов

И всех каналов задержки соединены соответственно с нходами первого элемента ИЛИ блока, ныходы вторых элементов И. всех каналов задержки соединены соответственно с входами нторого элемента ИЛИ блока, выходы вторых элементов случайной задержки всех каналов задержки соединены соответственно с входами третьего элемента ИЛИ блока, à выходы третьих элементов И всех каналов задержки соединены соотнетственно с входами четвертого элемента ИЛИ блока, первые входы первых элементов И всех каналов задержки объединены и являются входом блока, первый выход первого триггера первого канала задержки соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ и первым входом элемента

ИЛИ первого узла запуска канала задержки,первый выход первого триггера

К-ro канала задержки (К=2, И-1) подключен к входу элемента HE-и второму нходу элемента ИЛИ (К-1)-го узла запуска канала задержки, первый выход первого триггера Y."-го канала задержки подключен к входу элемента

HE (М-1)-го узла запуска канала задержки, выход элемента ИЛИ (К вЂ” 1)-ro узла запуска канала задержки соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ и первым входом элемента ИЛИ К-го узла запуска канала задержки, выход элемента ИЛИ (М-2)-ro узла запуска канала задержки соединен с входом элемента ИЛИ-HE (M-1)-го узла запуска канала задержки, выход элемен"я ИЛИ-НЕ (K-1)-ro узла запуска канала задержки подключен к.второму входу первого .элемента И К-ro канала задержки, а второй вход первого элемента И первого канала задержки соединен с первым выходом первого триггера первого канал,а задержки.

1275466

Фиг 1

Составитель В.Фукалов

Редактор О.Юрковецкая Техред H.Ïîïoâè÷ Корректор Г.Решетник

Заказ 6563/42 Тираж 67l Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

Il3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4