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 повышением точности. Устройство содержит генератор 1 случайного потока импульсов, второй и первый генераторы 2,3 случайных импульсов, первый, второй, третий, пятый и четвертый счетчики 4-8, первый, третий, четвертый, второй, шестой и пятый элементы 9-14 запрета, триггер 15, первый, шестой, четвертый, второй, седьмой, пятый, элементы И 16-21, второй, первый, третий и четвертый реверсивные счетчики 22-25, третий элемент И 26, третий, девятый, четвертый, первый, элементы ИЛИ 27-30, элементы 31-33 задержки, восьмой, шестой, второй, пятый, седьмой элементы ИЛИ 34-38. 1 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для решения задач анализа функционирования систем массового обслуживания (СМО).

Целью изобретения является повышение точности за счет задания ограничений времени пребывания заявки в системе.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Вербальная модель работы устройства состоит в следующем. Поток заявок поступает в устройство. Одна заявка находится на обслуживании, остальные в очереди. Заявки, поступившие после переполнения очереди теряются. В очереди каждая заявка находится ограниченное время, одинаковое для всех заявок, по истечении которого заявка теряется, если за это время она не успела выйти из очереди на обслуживание. Суммарное время пребывания заявки в очереди и на обслуживании ограничено. Заявка не успевшая обслужиться до истечения этого времени, теряется.

Устройство содержит генератор 1 случайного потока импульсов, первый 2 и второй 3 генераторы случайных импульсов, счетчик 4 заявок, счетчик 5 потерянных заявок, счетчик 6 числа превышений времени ожидания в очереди, счетчик 7 числа превышений времени пребывания в системе, счетчик 8 обслуженных заявок, элементы ЗАПРЕТ 9, 10, 11, 12, 13, 14, элементы И 16, 17, 18, 19, 20, 21, реверсивные счетчики 22, 23, 24, 25, элементы задержки 31, 32, 33, многовходовый элемент И 26, многовходовые элементы ИЛИ 27, 28, 29, 30, элементы ИЛИ 34, 35, 36, 37, 38.

Устройство работает следующим образом. Элемент задержек 33 задает ограничение времени при обслуживании заявок, которые поступили на обслуживание без ожидания в очереди. Элементы задержек 31 и 32 задают ограничение на время пребывания заявки в системе с учетом ожидания в очереди. Генератор 2 имитирует обслуживание заявок, избежавших очереди, а генератор 3 обслуживание заявок, поступающих в прибор после ожидания в очереди. В исходном состоянии все реверсивные счетчики обнулены. Нулевой потенциал с выхода многовходового элемента 26 поддерживает элемент ЗАПРЕТ 9 в открытом состоянии, а элемент И 16 в закрытом состоянии. Нулевые потенциалы с выходов многовходовых элементов ИЛИ 27 поддерживают элемент ЗАПРЕТ 10 в открытом состоянии, а элемент И 18 в закрытом состоянии: ИЛИ 28 элемент ЗАПРЕТ 13 в открытом, а элемент И 20 в закрытом состоянии, ИЛИ 29 элемент ЗАПРЕТ 14 в открытом, а элемент И 21 в закрытом состоянии. Высокий потенциал с нулевого выхода триггера 15 поддерживает открытыми элементы И 17-18, а элемент 11 ЗАПРЕТ в закрытом состоянии. Импульсы от генератора 1 случайного потока импульсов имитируют входной поток заявок и подсчитываются счетчиком 4. При отсутствии очереди, импульс от генератора 1 через открытые элементы ЗАПРЕТ 9, 10, элемент И 17 запускает генератор случайных импульсов 2, переводит триггер 15 в состояние, при котором закрываются элементы И 17 и И 18, открывается элемент ЗАПРЕТ 11. Одновременно импульс поступает в блок задержки 33. Если за случайное время обслуживания заявки появляется импульс на выходе генератора 2, то он записывается в реверсивном счетчике 25 и счетчике 8, переводит триггер 15 в состояние, при котором открываются элементы И 17 и И 18, закрывается элемент ЗАПРЕТ 11, имитируя занятие прибора обслуживания. При этом высокий потенциал многовходового элемента ИЛИ 28 установит элемент И 20 в открытое состояние, а элемент ЗАПРЕТ 13 в закрытое состояние. С появлением импульса на выходе блока 33 задержек, он через открытый элемент И 20 снимет один импульс с реверсивного счетчика 25. Если на выходе блока задержки 33 появится импульс раньше чем импульс с выхода генератора 2, то элементы И 20 и ЗАПРЕТ 13 находятся в исходном состоянии и через открытый элемент ЗАПРЕТ 13 он устанавливает генератор 2 в исходное состояние, а триггер 15 устанавливает элементы И 17 и И 18 в открытое состояние, а элемент ЗАПРЕТ 11 в закрытое состояние, в счетчике 7 запишется один импульс. Таким образом имитируется ограничение времени обслуживания заявки в приборе. Если прибор занят, импульс с генератора 1 поступает через открытый элемент ЗАПРЕТ 11 на суммирующий вход реверсивного счетчика 22, который имитирует длину очереди в системе. При этом высокий потенциал многовходового элемента ИЛИ 27 устанавливает элемент ЗАПРЕТ 10 в закрытое состояние. Одновременно импульс поступает в блок задержки 31. При освобождении прибора открывается элемент И 18 и импульс через элемент ИЛИ 34 переводит триггер 15 в положение, при котором закрываются элементы И 17 и И 18, открывается элемент ЗАПРЕТ 11. Одновременно импульс запускает генератор 3 и списывает импульс с реверсивного счетчика 22 (очередь уменьшилась на единицу) и записывает импульc в реверcивный cчетчик 23. При этом элемент И 21 открываетcя для прохождения сигналов, а элемент ЗАПРЕТ 14 закрывается. Если произошло обслуживание заявки, то с выхода генератора 3 появится импульс, который записывает импульс в счетчик обслуженных заявок 8, реверсивный счетчик 24, триггер 15 установит схему в положение "Прибор свободен", а высокий потенциал с выхода многовходового элемента 24 установит элементы И 21 и ИЛИ 29 в положение, противоположное исходному. Импульс с выхода блока задержки 31 через открытый элемент И 19 снимает единицу с реверсивного счетчика 23 и поступит на вход блока задержки 32, покинув который через время задержки t_доп³² он снимет один импульс с реверсивного счетчика 24. Если поступившая из очереди заявка не успела обслужиться в приборе, то элементы ЗАПРЕТ 14 и И 21 находятся в исходном положении и появившийся импульс, задержанный на время t₀₄³¹ + t_доп³², через открытый элемент ЗАПРЕТ 14 сбросит генератор 3 в исходное состояние. Прибор устанавливается триггером 15 в положение "Открыто", в счетчике 7 запишется один импульс.

Если прибор находится в положении "Занят", а время пребывания другой заявки в очереди t₀₄³¹ истекло, появляется импульс на выходе блока задержки 31, который через открытый элемент ЗАПРЕТ 12 снимет один импульс с реверсивного счетчика 22 и запишет импульс в счетчик 6. В случае если длина очереди на обслуживание достигнет предельного значения, то на выходе многовходового элемента 26 появится высокий потенциал, при этом элемент ЗАПРЕТ 9 закрывается, а элемент И 16 открывается. При этом импульсы от генератора 1 будут поступать на вход счетчика числа потерянных заявок 5. По показаниям счетчиков 4-8 к концу эксперимента могут быть определены такие характеристики системы массового обслуживания как, вероятность обслуживания заявки, вероятноcть отказа в обcлуживании, вероятность отказа по причине превышения заданной длины очереди, вероятность отказа по причине превышения заданного времени ожидания в очереди и вероятность отказа по причине превышения времени пребывания в системе. По показаниям реверсивного счетчика 22, фиксируемым в ходе эксперимента, может быть определена средняя длина очереди.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ АНАЛИЗА РАБОТЫ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ, содержащее генератор случайного потока импульсов, выход которого соединен с входами первых счетчика, элемента И и элемента запрета, выход первого элемента И соединен с входом второго счетчика, первый элемент задержки, выход которого соединен с входами вторых элемента запрета и элемента И, выход которого соединен с входом первого реверсивного счетчика, выход которого через первый элемент ИЛИ соединен с входами вторых элемента И и элемента запрета, выход которого соединен с входом третьего счетчика и через второй элемент ИЛИ с входом второго реверсивного счетчика, выходы которого соединены с входами третьих элементов И и ИЛИ, выход третьего элемента И соединен с входами первых элементов И и запрета, выходы третьего элемента ИЛИ и триггера соединены с входами четвертого элемента И, выход которого соединен с входами первого реверсивного счетчика, второго элемента ИЛИ и первого генератора случайных импульсов, четвертый счетчик, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены генератор случайных импульсов, два реверсивных счетчика, счетчик, шесть элементов ИЛИ, три элемента И, четыре элемента запрета, два элемента задержки, причем выход первого элемента запрета соединен с входом третьего элемента запрета и через четвертый элемент запрета с входами второго реверсивного счетчика и первого элемента задержки, выход второго элемента И через второй элемент задержки соединен с входами четвертого элемента запрета и пятого элемента И, выход которого соединен с входом третьего реверсивного счетчика, выход которого через четвертый элемент ИЛИ соединен с входами пятого элемента И и пятого элемента запрета, выход которого соединен с входами пятого и шестого элементов ИЛИ и первого генератора случайных импульсов, выход которого соединен с входами шестого элемента ИЛИ, третьего реверсивного счетчика и седьмого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом четвертого счетчика, выход третьего элемента ИЛИ через третий элемент запрета соединен с входом шестого элемента И, выход которого соединен с входами третьего элемента задержки, восьмого элемента ИЛИ и второго генератора случайных импульсов, выход которого соединен с входами шестого и седьмого элементов ИЛИ и четвертого реверсивного счетчика, выходы которого через девятый элемент ИЛИ соединены с входами шестого элемента запрета и седьмого элемента И, выход которого соединен с входом четвертого реверсивного счетчика, выход третьего элемента задержки соединен с входами седьмого элемента И и шестого элемента запрета, выход которого соединен с входами шестого элемента ИЛИ, второго генератора случайных импульсов и через седьмой элемент ИЛИ с входом пятого счетчика, выход шестого элемента ИЛИ соединен с входами четвертого элемента запрета и шестого элемента И.

РИСУНКИ

Рисунок 1