Устройство для решения задачи анализа работы систем массового обслуживания

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для анализа работы систем массового обслуживания. Целью изобретения является повышение точности. Устройство содержит генератор 1 случайного потока импульсов, первый и второй счетчики 2, 3 первый, третий, второй элементы Запрет 4 6, первый, третий, четвертый, пятый, второй элемент И 7 11, триггер 12, второй, первый элементы ИЛИ 13, 14, реверсивный счетчик 15, третий, четвертый счетчики 16, 17, генератор 18 тактовых импульсов, четвертый элемент ЗАПРЕТ 19, четвертый элемент ИЛИ 20, шестой элемент И 21, генератор 22 одиночных импульсов, элемент задержки 23, второй триггер 24, блоки 25 моделирования выполнения работ, каждый из которых содержит блок случайной временной задержки, генератор случайной длительности, элемент задержки, элемент И, триггер, кроме того, устройство содержит третий элемент ИЛИ. 2 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для статистического моделирования систем массового обслуживания (СМО).

Целью изобретения является повышение точности устройства за счет учета выполнения требуемого количества элементарных операций для завершения обслуживания каждой заявки и выполнения случайного количества таких операций каждым из исполнителей.

Достигается это тем, что устройство для решения задачи анализа работы СМО дополнительно содержит группу триггеров, счетчик, формирователь импульсов, триггер, элементы ИЛИ, И, задержки, запрета. Причем, выход второго элемента ИЛИ соединен с входами второго триггера и триггеров группы, выходы которых соединены с входами шестого элемента И, выход которого через формирователь импульсов соединен с входом элемента задержки, выходы которого и второго триггера соединены с входами четвертого элемента запрета выход которого соединен с входами четвертых счетчика и элемента ИЛИ, выход которого соединен с входами генераторов случайных импульсов группы, выходы формирователей импульсов группы соединены с входами соответствующих триггеров группы, выход третьего счетчика соединен с входами четвертого элемента ИЛИ и второго триггера.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 схема блока моделирования выполнения работ.

Устройство содержит генератор 1 случайного потока импульсов, счетчики 2, 3, элементы ЗАПРЕТ 4, 5, 6, элементы И 7, 8, 9, 10, 11, триггер 12, элементы ИЛИ 13, 14, реверсивный счетчик 15, счетчики 16, 17, генератор 18 тактовых импульсов, элемент ЗАПРЕТ 19, элемент ИЛИ 20, многовходовый элемент И 21, генератор 22 одиночных импульсов, элемент 23 задержки, триггер 24, группу блоков 25i моделирования выполнения работ, каждый из которых содержит блок 26 случайной временной задержки, генератор 27 случайной временной длительности, элемент 28 задержки, элемент И 29, триггер 30; элемент ИЛИ 31.

Устройство работает следующим образом.

Когда на входе нет очереди и все каналы обслуживания свободны, триггер 12 находится в состоянии, когда на управляющем входе элемента ЗАПРЕТ 6 сигнал отсутствует и он открыт. Импульс от генератора 1 через открытые элементы ЗАПРЕТ 4 и 6 поступает на первый вход триггера 12, а через элемент ИЛИ 14 на входы всех блоков 25i моделирования выполнения работ и второй вход триггера 24. Триггер 12 переключается, закрывая тем самым элемент ЗАПРЕТ 6 и открывая элемент И 11. Триггер 24 открывает элемент ЗАПРЕТ 19.

До окончания обслуживания следующие импульсы генератора 1, имитирующие заявки, поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 15, имитируя образование очереди.

В каждом блоке 25i моделирования выполнения работ с поступлением на блоке сигнала запускается блок 26 случайной временной задержки, а триггер 30 устанавливается в положение, при котором потенциал на втором выходе блока равен нулю. Через промежуток времени, моделирующий время выполнения работ исполнителем, на линии 26 появляется импульс, который запускает генератор 27 импульсов случайной длительности, который формирует импульс длительности, пропорциональной количеству элементарных операций, которые выполняет соответствующий исполнитель. Этот импульс поступает на первый вход элемента И 29 и на первый вход триггера 30, с выхода которого поступает высокий потенциал на второй выход блока 25i. Импульс от генератора 18 тактовых импульсов через элемент 28 временной задержки и открытый для прохождения импульсов элемент И 29 поступают на счетный вход счетчика 16 количества выполненных работ. Элемент 28 временной задержки обеспечивает сдвиг по фазе импульсов, поступающих на вход счетчика 16 от различных блоков 25i моделирования выполнения работ. Сигнал со второго выхода блоков 25i моделирования выполнения работ поступает на вход элемента И 21 (i ).

При достижении числом подсчитанных импульсов счетчика 16 заданного значения, соответствующего требуемому количеству выполненных работ, на его выходе появляется импульс переполнения, который поступает на первый вход триггера 24, высокий потенциал с выхода которого закрывает элемент ЗАПРЕТ 19, через элемент ИЛИ 20, элемент И 10 этот импульс поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 15, уменьшая очередь на единицу, а через элемент И 9, ИЛИ 14 на повторный запуск блоков 25i моделирования работ и второй вход триггера 24, который открывает элемент ЗАПРЕТ 19. Перед запуском блок 25i моделирования выполнения работ устанавливается импульсом переполнения с выхода счетчика 16 в исходное состояние (i ).

Если число подсчитанных импульсов счетчика 16 не достигло заданного значения, на выходе счетчика сигнал не появится. В этом случае, после выполнения моделирования всех работ с выхода элемента И 21 поступает сигнал на вход генератора одиночных импульсов, с выхода которого импульс через элемент 23 задержки и через открытый элемент ЗАПРЕТ 19 поступает на вход элемента ИЛИ 20 и на счетный вход счетчика 17 количества недообслуженных заявок, увеличивая содержимое счетчика на единицу. С выхода элемента ИЛИ 20 импульс поступает на вход элемента И 10 и второй вход блока 25i моделирования выполнения работ. Аналогично импульсу переполнения счетчика 16, этот импульс уменьшает очередь на единицу, приводит в исходное состояние блоки 25i моделирования выполнения работ и повторяет их запуск.

Элемент 23 задержки необходим для разделения во времени момента одновременного появления импульса переполнения на выходе счетчика 16 и импульса на выходе элемента И 21 с целью недопущения записи в счетчик 17 обслуженной заявки. Если в очереди нет заявок, то сигнал с выхода элемента ИЛИ 20 через элемент ЗАПРЕТ 5 переключает триггер 12, открывая элемент ЗАПРЕТ 6 и закрывая элемент И 11.

При заполнении всей очереди на выходе элемента И 8 появляется сигнал, который закрывает элемент ЗАПРЕТ 4 и открывает элемент И 7. При этом новые заявки поступают на вход счетчика 3 потерянных заявок.

Устройство позволяет к концу эксперимента определять такие характеристики СМО, как вероятность обслуживания, вероятность отказа в обслуживании. По показателям реверсивного счетчика 15, зафиксированным в процессе моделирования, может быть определена средняя длина очереди в системе.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ АНАЛИЗА РАБОТЫ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ, содержащее генератор случайного потока импульсов, выход которого соединен с входами первых счетчика, элемента запрета и элемента И, выход которого соединен с входом второго счетчика, выход первого элемента запрета соединен с входами вторых элемента И и элемента запрета, выход которого соединен с входами первого элемента ИЛИ и первого триггера, выход которого соединен с входами вторых элемента запрета и элемента И, выход которого соединен с входом реверсивного счетчика, выходы которого соединены с входами второго элемента ИЛИ и третьего элемента И, выход которого соединен с входами первых элементов И и запрета, выход второго элемента ИЛИ соединен с входами соответственно четвертого элемента И, третьего элемента запрета и пятого элемента И, выходы которых соединены с входами соответственно первого элемента ИЛИ, первого триггера и реверсивного счетчика, выход первого элемента ИЛИ соединен с входами блоков случайной временной задержки группы, третий элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом третьего счетчика, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены генератор тактовых импульсов, генератор одиночных импульсов, счетчик, триггер, элемент ИЛИ, элемент запрета, элемент И, элемент задержки, группа генераторов случайной длительности, группа триггеров, группа элементов И, группа элементов задержки, причем выход третьего счетчика соединен с входами второго триггера и четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входами четвертого и пятого элементов И, третьего элемента запрета и блоков случайной временной задержки группы, выходы которых через соответствующие генераторы случайной длительности группы соединены с входами элементов И группы и триггеров группы, выходы которых соединены с входами соответственно третьего элемента ИЛИ и шестого элемента И, выход которого через генератор одиночных импульсов соединен с входом элемента задержки, выходы которого и второго триггера через четвертый элемент запрета соединены с входами четвертых счетчика и элемента ИЛИ, выход генератора тактовых импульсов соединен через соответствующие элементы задержки группы с входами соответствующих элементов И группы, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом второго триггера и входами триггеров группы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2