Устройство для моделирования систем массового обслуживания

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной технике, предназначено для моделирования процессов образования и регулирования очередей и может быть использовано при исследовании сложных систем. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования режима группового обслуживания заявок с переменным числом заявок в группе и контроля качества обслуживания. Устройство содержит генератор случайного потока заявок, элементы И, ИЛИ, счетчики, регистры, элемент запрета, схемы сравнения, триггер, блоки случайной временной задержки, вероятностно-распределительный блок, триггеры, генератор тактовых импульсов, коммутатор. Устройство позволяет получить число обслуженных заявок при групповом поступлении их на параллельное обслуживание и вероятностном возвращении в очередь и тем самым вычислить вероятностные характеристики данной системы обслуживания. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 06 F 15/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 464031 О/24-24 (22) 20,01. 89 (46) 07.11.90. Бюл. Р 41 (72) Н.В.Мохнобров и В.Б.Павлов (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР .

Ф 922756, кл. G 06 F 15/20, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Р 1196883, кл. G 06 F 15/20, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной технике, предназначено для моделирования процессов образования и регулирования очередей и может быть использовано при исследовании сложных систем. Целью изобретения является расИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике, предназначено для моделирования процессов образования и регулирования очередей и может быть использовано при исследовании и проектировании сложных систем.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования режима группового обслуживания заявок с переменным числом заявок в группе и контроля качества обслуживания.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Л0„„ l 605252 А 1, ширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования режима группового обслуживания заявок с переменным числом заявок в группе и контроля качества обслуживания.

Устройство содержит генератор случайного потока заявок, элементы И, ИЛИ, счетчики, регистры, элемент запрета, схемы сравнения, триггер,блоки случайной временной задержки, вероятностно-распределительный блок, триггеры, генератор тактовых импульсов, коммутатор. Устройство позволяет получить число обслуженных за-:явок при групповом поступлении их на параллельное обслуживание и вероятностном возвращении в очередь и тем самым вычислить вероятностные характеристики данной системы обслуживания. 1 ил.

Устройство содержит генератор 1 случайного потока заявок, счетчик 2 общего числа заявок, счетчик 3 числа потерянных заявок, первый 4, седьмой 5, третий 6, четвертый 7, шестой 8 элементы И, счетчик 9 повторов обслуживания, элемент 10 запрета, коммутатор 11, вероятностно-распределительный блок 12, второй элемент И 13, элемент ИЛИ 14, реверсивный счетчик 15 длины очереди, -ретий триггер 16, группу блоков 17 случайной временной задержки, регистр 18 числа работающих каналов, первую схему 19 сравнения, счетчик 20 обслу3 1605252 4 женных заявок, вторую схему 21 срав— нения.

Вероятностно-распределительный блок 12 содержит генераторы 22 и 23 импульсоЛ,триггер 24,элементы И 25 и 26, вход 27, выходы 28 и 29.

Устройство содержит также третью схему 30 сравнения, восьмой 31, девятый 32 и десятый 33 элементы И, ре- 1р гистр 34 числа заявок в группе, реверсивный счетчик 35 числа заявок в группе, генератор 36 тактовых импульсов, первый 37 и второй 38 триггеры, пятый элемент И 39, формирователь 40 импульсов.

В исходном состоянии счетчики обнулены, на прямых выходах триггеров

16, 37 и 38 — нулевые сигналы, в регистр 18 занесена число К, равное 2р числу блоков 17, в регистр 34 занесено число М заявок в группе, равное или меньше К.

Устройство работает следующим образом. 25

В случае, когда очереди нет и каналы обслуживания свободны от заявок, импульсы, имитирующие поток заявок, от генератора 1 через открытый элемент 10 запрета поступают на суммирующий вход. .реверсивного счетчика 15 длины очереди, на выходе которого появляется сигнал, поступающий на входы схем

21 и 30 сравнения и на выход элемента ИЛИ 14, что свидетельствует о нали35 чии заявок в очереди. По этому сигналу начинается формирование пачки импульсов, соответствующих заявкам группы для обслуживания в каналах.

Размер группы из M заявок определяется кодом числа, занесенного в регистр 34, либо числом заявок,оставшихся в очереди.

При поступлении заявки в очередь сигнал с выхода элемента ИЛИ 14 открывает элементы И 33, 39 и импульсы от генератора 36 начинают поступать через открытый элемент И 32 на счетчик 35 числа заявок в группе.

Когда число импульсов, подсчитанное счетчиком 35, станет равно числу,установленному в регистре 34, или числу оставшихся заявок в очереди, определяемому кодом на выходе счетчи55 ка f5, если оно меньше числа в регистре 34,.на выходе схемы 21 сравнения появляется сигнал, который, пройдя через открытый элемент И 33, перекидывает триггер 37 в единичное состояние. Единичный сигнал с выхода триггера 37 через формирователь 40 перебрасывает триггер 16 в исходное (нулевое) состояние или подтверждает это состояние и одновременно через открытый элемент И 7 поступает на входы блоков 17 временной задержки, имитируя поступление группы заявок во всех каналах на одновременное обслуживание, Через случайное время, равное продолжительности обслуживания группы заявок на каждом из каналов, на выходах каждого из блоков 17 случайных временных задержек появляются импульсы, подсчитываемые счетчиком

20. При этом в регистр 18 заранее записывается число, равное количеству работающих каналов обслуживания, и как только значение числа, записанного в регистр 18, совпадает со значением счетчика 20, схема 19 сравнения выдает разрешающий импульс на вход элемента И 8. При этом импульс с выхода элемента И 8 сбрасывает в нулевое состояние счетчик 20, что свидетельствует об освобождении каналов обслуживания от заявок,поступает на единичный вход триггера 38 и через блок 12 (его первый выход) поступает на единичный вход триггера

16, переводя его в единичное состояние и разрешая прохождение импульсов пачки с выхода элемента И 8 через элементы И 5 и 6 на вычитающий вход реверсивного .счетчика 15, уменьшая его код на М единиц и имитируя тем самым снятие M заявок с обслуживания.

В случае некачественного обслу-живания группы заявок импульс с выхода элемента И 8 не проходит на выход 28 блока 12, а через второй его выход 29 поступает на вход счетчика

9 повторных групп, имитируя возвращение заявок в очередь на повторное обслуживание. При этом элемент И 5 закрыт и пачка из М импульсов в реверсивный счетчик 15 не поступает.

При уменьшении числа заявок в счетчике 35 до нуля íà его выходе появляется сигнал, который переводит триггеры 37 и 38 в нулевое состояние, закрывая элемент И 31 и открывая элемент И 32, в результате чего устройство переходит к формированию следующей пачки импульсов, соответству5 1605252 ющей группе заявок на обслуживание.

55

Если заявок в очереди нет, то сиг— нал на выходе счетчика 15 отсутствует и устройство находится в режиме ожидания поступления заявок в очередь. В устройстве предусмотрено формирование группы заявок из оставшихся в очереди и меньше установленной в регистре 34 величины. Если код числа в счетчике 15 меньше числа, установленного в регистре 34, то сигнал с выхода схемы 30 сравнения не поступает на управляющий вход коммутатора 11, который пропускает код числа от счетчика 15 через второй информационный вход на схему 21 сравнения, для сравнения его с кодом числа, поступающим с выхода счетчика 35. В противном случае на схеме 21 сравнения код числа с выхода счетчика 35 сравнивается с кодом числа, установленного в регистре 34.

В момент полного заполнения очереди на выходе элемента И 13 появляется сигнал, который закрывает элемент 10 и открывает элемент И 4. В результате импульсы от генератора

1 начинают поступать на счетчик 3.

Блок 12 моделирует процесс оценки качества обслуживания.

Импульсы от обоих генераторов 22 и 23 поступают на входы триггера 24 со сдвигом Y с частотой, равной 1/Х, где Х вЂ” длина интервала между смежными импульсами для каждого генератора. Триггер 24 на любом промежутке времени длиной Х в течение времени Y находится в единичном состоянии, в течение времени (Х вЂ” У) — в нулевом. С учетом этого поступивший на вход блока импульс с вероятностью

P окажется на первом выходе 28 блока и с дополнительной вероятностью 1

Х-У

- P = †--- окажется на втором выхоХ де 29, где Р— вероятность качественного обслуживания.

Статистические характеристики функционирования системы моделируемой устройством, вычисляются известными методами на основе показаний

50 щее генератор случайного потока заявок, счетчик общего числа заявок, счетчик числа потерянных заявок, регистр числа работающих каналов, шесть элементов И, элемент ИЛИ, элемент запрета, реверсивный счетчик длины оче реди, первый триггер, счетчик обслуженных заявок, схему сравнения и группу блоков случайной временной задержки, выход генератора случайного потока заявок соединен со счетным входом счетчика общего числа заявок, с первым входом первого элемента И и информационным входом элемента запрета, управляющий вход которого и второй вход первого элемента И подключены к выходу второго элемента И, выход первого элемента И соединен со счетным входом счетчика числа потерянных заявок, выход третьего элемента

И подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика длины очереди, разрядные выходы которого соединены соответственно с входами второго элемента И и входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к первым входам третьего, четвертого и пятого элементов И, выходы блоков случайной временной задержки подключены к счетному входу счетчика обслуженных заявок и первому входу шестого элемента И, второй вход которого подключен к выходу Равно" первой схемы сравнения, а выход шестого элемента И соединен с установочным входом счетчика обслуженных заявок, разрядные выходы которого соединены с первой группой информационных входов первой схемы сравнения, вторая группа информационных входов которой подключена к разрядным выходам регистра числа работающих каналов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет моделирования режима группового обслуживания заявок с переменным числом заявок в группе и контроля качества обслуживания, оно дополнительно содержит счетчик повторов обслуживания, вероятностно-распределительный блок, генератор тактовых импульсов, с седьмого по десятый элементы И, вторую и третью схемы сравнения, формирователь импульсов, второй и третий счетчиков.

Формула изобретения

Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержатриггеры, регистр числа заявок в группе, реверсивный счетчик числа. заявок в группе и коммутатор, причем информационные выходы коммутато1605252 ра подключены соответственно к информационным входам первой группы второй схемы сравнения, информационные входы второй группы которой подключе5 ны соответственно к информационным выходам реверсивного счетчика числа заявок в группе, выход обнуления которого соединен с нулевыми входами первого и второго триггеров, прямой выход первого триггера соединен с входом формирователя импульсов,выход которого подключен к нулевому входу третьего триггера и второму входу четвертого элемента И, выход которого подключен к входам блоков случайной временной задержки, выход шестого элемента И соединен с единичным входом второго триггера и входом вероятностно-распределительного ур блока, первый выход которого соединен со счетным входом счетчика пов1 ,торов обслуживания а второй выход—

Ф

Ic единичным входом третьего триггера, прямой выход которого подключен к 25 первому входу седьмого элемента И, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, а второй вход седьмого элемента И подключен к выходу восьмого элемента И и суммирующе- 3() му входу реверсивного счетчика числа заявок в группе, вычитающий вход которого подключен к выходу девятого элемента И, первые входы восьмого и девятого элементов И объединены и соединены с выходом пятого элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а вторые входы восьмого и девятого элементов И соединены соответственно с прямым выходом второго триггера и инверсным выходом первого триггера, выход "Равно" второй схемы сравнения подключен к первому входу десятого элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а вых десятого элемента И подключен к единичному входу первого триггера, информационные выходы регистра числа заявок в группе подключены соответственно к информационным входам первой группы третьей схемы сравнения и коммутатора, информационные входы второй группы которой соединены соответственно с информационными выходами реверсивного счетчика длины оче реди, а выход "Больше или равно" третьей схемы сравнения подключен к управляющему входу коммутатора.

1605252

Составитель В.Фукалов

Редактор Н,Тупица Техред JI.Ñåðäþêoâà Корректор С.девкун

Заказ 3454 Тираж 567 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

1 13035, Иос ква, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

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