Устройство для моделирования систем массового обслуживания

Полезная модель относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано для моделирования систем массового обслуживания, моделирующих работу автоматизированных систем управления.

Техническим результатом является обеспечение возможности обслуживания заявок поступивших на вход устройства в момент занятости обслуживающего прибора, если хотя бы один из генераторов (каналов) оказывается свободным.

Устройство для моделирования систем массового обслуживания содержит группу из N элементов И, где N равно количеству каналов, группу из N генераторов случайных импульсов, N - входовой элемент ИЛИ, группу из N элементов И с инверсным входом, группу из N элементов ИЛИ, группу из N триггеров и элемент И, выходы элементов И группы соединены соответственно с входами запуска генераторов случайных импульсов группы, выходы которых являются выходами обслуженных заявок устройства, первый вход элемента И соединен с выходом N - входового элемента ИЛИ, с первого по N-й входы которого соединены с выходами соответственно с первой по N-ю группы триггерами, вход устройства i-й группы (i=l, 2, 3,N) соединен с первым входом элемента ИЛИ i-й группы, выход элемента ИЛИ i-й группы соединен с объединенными первыми входами элемента И и элемента И с инверсным входом i-й группы, выход триггера i-й группы соединен с объединенными вторым входом элемента И и инверсным входом элемента И с инверсным входом i-й группы, вход генератора i-й группы соединен с первым входом триггера i-й группы, второй вход триггера i-й группы соединен с выходом генератора i-й группы, второй вход ИЛИ i-й группы (i=2, 3,N) соединен с выходом элемента И с инверсным входом (i-1)-й группы, выход элемента И с инверсным входом N-й группы соединен с вторым входом элемента И, выход которого соединен с вторым элемента ИЛИ 1-й группы. 1 илл.

Полезная модель относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано для моделирования систем массового обслуживания, моделирующих работу автоматизированных систем управления.

Известно устройство для моделирования системы массового обслуживания [SU 1325561 А1, класс G06F 15/20, 1987.07.23], содержащее генератор потока заявок, счетчик поступающих заявок, счетчик заявок, получивших отказ в обслуживании, блок случайных временных задержек, реверсивный счетчик занятых каналов, реверсивный счетчик длины очереди, четыре элемента И, три элемента запрета, два элемента ИЛИ.

Недостатком известного устройства является ограниченность применения в электронном моделировании для исследования реальных систем массового обслуживания при обслуживании неоднородного входящего потока задач.

Известно устройство для моделирования систем массового обслуживания [SU 1275461 А1, класс G06N 7/08, 25.10.1984], содержащее группу элементов И, первые входы которых являются информационными входами устройства, а выходы элементов И соединены соответственно с входами запуска генераторов случайных импульсов группы, выходы которых являются выходами обслуженных заявок устройства, триггер, первый и второй элементы ИЛИ, выходы элементов И группы соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом триггера, выход которого подключен к вторым входам элементов И группы, выходы генераторов случайных импульсов группы подключены к входам второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом триггера.

Недостатком данного устройства являются то, что в момент занятости обслуживающего прибора (одного генератора) поступившим заявкам любого потока в обслуживании отказывается, и они теряются, хотя в это время все генераторы, кроме одного, оказываются свободными.

Техническим результатом является обеспечение возможности обслуживания заявок поступивших на вход устройства в момент занятости обслуживающего прибора, если хотя бы один из генераторов (каналов) оказывается свободным.

Технический результат достигается тем, что в устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее триггер, группу из N элементов И, где N равно количеству каналов, группу из N генераторов случайных импульсов и N-входовой элемент ИЛИ, выходы элементов И группы соединены соответственно с входами запуска генераторов случайных импульсов группы, выходы которых являются выходами обслуженных заявок устройства, дополнительно введены группа из N элементов И с инверсным входом, группа из N элементов ИЛИ, группа из N-1 триггеров и элемент И, первый вход которого соединен с выходом N-входового элемента ИЛИ, с первого по N-й входы которого соединены с выходами соответственно с первой по N-ю группы триггерами, вход устройства i-й группы (i=l, 2, 3,N) соединен с первым входом элемента ИЛИ i-й группы, выход элемента ИЛИ i-й группы соединен с объединенными первыми входами элемента И и элемента И с инверсным входом i-й группы, выход триггера i-й группы соединен с объединенными вторым входом элемента И и инверсным входом элемента И с инверсным входом i-й группы, вход генератора i-й группы соединен с первым входом триггера i-й группы, второй вход триггера i-й группы соединен с выходом генератора i-й группы, второй вход ИЛИ i-й группы (i=2, 3,N) соединен с выходом элемента И с инверсным входом (i-1)-й группы, выход элемента И с инверсным входом N-й группы соединен с вторым входом элемента И, выход которого соединен с вторым элемента ИЛИ 1-й группы.

Введение указанных дополнительных элементов и последовательности их подключения позволяют обеспечить возможность обслуживания заявок поступивших на вход устройства в момент занятости обслуживающего прибора, если хотя бы один из генераторов (каналов) оказывается свободным.

На фиг.1 - представлена функциональная устройства.

Устройство для моделирования систем массового обслуживания (фиг.1) содержит группу из N элементов И 1₁И 1_N, где N - равно количеству каналов, группу из N триггеров 2₁2_N , группу N генераторов случайных импульсов 3₁3_N, группу из N-1 элементов И 4₁4_N-1 с инверсным входом и группу из N-1 элементов ИЛИ 5₁5_N-1.

Устройство для моделирования систем массового обслуживания (фиг.1) содержит группу 1 из N элементов И, где N равно количеству каналов, группу 3 из N генераторов случайных импульсов, N-входовой элемент ИЛИ 6, группу 4 из N элементов И с инверсным входом, группу 5 из N элементов ИЛИ, группу 2 из N триггеров и элемент И 7, выходы элементов И 1 i-й группы соединены соответственно с входами запуска генераторов 3 случайных импульсов группы i-й группы, выходы которых являются выходами обслуженных заявок устройства, первый вход элемента И 7 соединен с выходом N-входового элемента ИЛИ 6, с первого по N-й входы которого соединены с выходами соответственно с первой по N-ю группы 2 триггерами, вход устройства i-й группы (i=1, 2, 3,N) соединен с первым входом элемента ИЛИ 5 i-й группы, выход элемента ИЛИ 5 i-й группы соединен с объединенными первыми входами элемента И 1 и элемента И 4 с инверсным входом i-й группы, выход триггера 2 i-й группы соединен с объединенными вторым входом элемента И 1 и инверсным входом элемента И 4 с инверсным входом i-й группы, вход генератора 3 i-й группы соединен с первым входом триггера 2 i-й группы, второй вход триггера 2 i-й группы соединен с выходом генератора 3 i-й группы, второй вход ИЛИ 5 i-й группы (i=2, 3,N) соединен с выходом элемента И 4 с инверсным входом (i-1)-й группы, выход элемента И 4 с инверсным входом N-й группы соединен с вторым входом элемента И 7, выход которого соединен с вторым элемента ИЛИ 51-й группы.

Вербальная модель работы устройства.

На один обслуживающий прибор поступает группа потоков заявок на обслуживание. Все заявки на обслуживание имеют один и тот же приоритет. Поступившая заявка любого потока принимается к обслуживанию в случае, если хотя бы один из генераторов оказывается свободным. Заявкам любого потока, поступившим в момент занятости обслуживанием всех генераторов, в обслуживании отказывается, и они теряются. Временной интервал обслуживания заявок случаен и распределен по закону, зависящему от номера потоков заявок.

Устройство (фиг.1) работает следующим образом. В исходном состоянии все N триггеров 2 устанавливаются в положение, при котором на их выходах подключенных к вторым входам соответствующих элементов И 1₁1_N имеется высокий потенциал. Все элементов И 1₁1_N для своих первых входов оказываются открыты.

Устройство работает по каждому каналу аналогично при поступлении импульса (одной заявки на обслуживание) с любого его входа.

Например, заявка приходит с первого входа устройства. Импульс с первого входа устройства проходит через элемент ИЛИ 5₁ первой группы, открытый элемент И 1₁ первой группы и запускает генератор 3₁ случайных импульсов первой группы (первого канала), одновременно этот импульс поступает на первый вход триггера 2₁ первой группы, на выходе которого устанавливается низкий потенциал, который закрывает по второму входу элемент И 1₁ первой группы. При этом после окончания обслуживания с выхода генератора случайных импульсов 3₁ первой группы выдается импульс, который поступает на первый выход устройства и на второй вход триггера 2₁ первой группы. Триггер 2₁ опрокидывается и на второй вход элемент И 1₁ первой группы поступает высокий потенциал, который разрешает прием по первому каналу очередной заявки на обслуживание.

В устройстве прототипе [SU 1275461 А1, класс G06N 7/08, 25.10.1984] одновременно может обслуживаться только одна заявка. В заявляемом устройстве одновременно могут обслуживаться N заявок, поступивших с любого его входа.

Предположим, что во время обслуживания заявки в первом канале на i-ый (i=2, 3,, N) устройства через элемент ИЛИ 5; i-й группы поступила заявка на обслуживание. Если i-ый канал свободен, то на втором входе элемента И 1; i-й группы будет высокий потенциал и заявка принимается на обслуживание аналогично как и при поступлении заявки в первый канал.

Если i-ый канал занят обслуживанием, то на втором входе элемента И 1_i i-й группы будет низкий потенциал и заявка в этот канал не принимается на обслуживание. Кроме того, заявка с i-го входа устройства одновременно поступает на первый вход элемента И 4_i с инверсным входом i-й группы (i=2, 3,,N-1), на второй инверсный вход которого поступает низкий потенциал с выхода триггера 2_i i-й группы. В этом случае элемент И 4_i; с инверсным входом i-й группы оказывается открытым и заявка через элемент ИЛИ 5_i+1 (i+1)-й группы поступает на вход (i+1)-го канала. Если (i+1)-ый канал оказывается свободным, то заявка принимается на обслуживание (i+1)-м каналом.

Если (i+1)-ый канал также занят обслуживанием, то заявка поступает через элемента И 4_i+1 с инверсным входом (i+1)-й группы и элемент ИЛИ 5_i+2 (i+2)-й группы на первый вход элемента И 4_i+2 с инверсным входом (i+2)-й группы и далее на вход (i+2)-го канала.

Если (i+2)-ый канал окажется занят обслуживанием, то заявка аналогичным образом поступает на вход (i+3)-го канала и так далее до N-го канала.

Если N-ый канал окажется занят обслуживанием, то заявка через открытый элемент И 4_N с инверсным входом N-й группы поступает на второй вход элемента И 7, на первый вход которого поступает высокий потенциал с выхода N-входового элемента ИЛИ 6. С выхода N-входового элемента ИЛИ 6 высокий потенциал выдается только в том случае, если хотя бы один из N триггеров 2 находится в положении, при котором с его выхода выдается высокий потенциал, т.е. хотя бы один из генераторов не осуществляет в данный момент времени обслуживание заявки (хотя бы один из каналов свободен). Импульс с выхода элемента И 7 поступает на первый вход элемента ИЛИ 5₁ 1-й группы и далее процесс поиска свободного канала продолжится.

Если же все каналы в данный момент времени окажутся занятыми обслуживанием поступивших заявок, то с выхода элемента ИЛИ 6 выдается низкий потенциал и импульс через элемента И 7 на первый вход элемент ИЛИ 5 ₁ 1-й группы не поступает и вновь поступившая заявка теряется.

Таким образом, в устройстве обеспечивается возможность обслуживания заявок поступивших на вход устройства в момент занятости обслуживающего прибора, если хотя бы один из генераторов (каналов) оказывается свободным.

Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее триггер, группу из N элементов И, где N равно количеству каналов, группу из N генераторов случайных импульсов и N - входовой элемент ИЛИ, выходы элементов И группы соединены соответственно с входами запуска генераторов случайных импульсов группы, выходы которых являются выходами обслуженных заявок устройства, отличающееся тем, что в него дополнительно введены группа из N элементов И с инверсным входом, группа из N элементов ИЛИ, группа из N-1 триггеров и элемент И, первый вход которого соединен с выходом N - входового элемента ИЛИ, с первого по N-й входы которого соединены с выходами соответственно с первой по N-ю группы триггерами, вход устройства i-й группы (i=1, 2, 3,N) соединен с первым входом элемента ИЛИ i-й группы, выход элемента ИЛИ i-й группы соединен с объединенными первыми входами элемента И и элемента И с инверсным входом i-й группы, выход триггера i-й группы соединен с объединенными вторым входом элемента И и инверсным входом элемента И с инверсным входом i-й группы, вход генератора i-й группы соединен с первым входом триггера i-й группы, второй вход триггера i-й группы соединен с выходом генератора i-й группы, второй вход ИЛИ i-й группы (i=2, 3,N) соединен с выходом элемента И с инверсным входом (i-1)-й группы, выход элемента И с инверсным входом N-й группы соединен с вторым входом элемента И, выход которого соединен с вторым элементом ИЛИ 1-й группы.