Устройство для моделирования систем массового обслуживания
Полезная модель относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использована для моделирования систем массового обслуживания, моделирующих работу автоматизированных систем управления. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности моделирования системы, состоящей из нескольких каналов обслуживания при возникновении неисправности одного или нескольких каналов без прекращения обслуживания заявок. Устройство содержит первый и второй генераторы случайного потока импульсов, первый и второй многоканальные блоки случайных временных задержек, первый, второй, третий и четвертый счетчики, два элемента ИЛИ, многовходовой элемент И, элемент И, реверсивный счетчик, и элемент И с инверсным входом. 1 илл.
Полезная модель относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использована для моделирования систем массового обслуживания, моделирующих работу автоматизированных систем управления.
Известно устройство для моделирования систем массового обслуживания [SU 
151703 A1, класс G06F 15/20, 23.10.1989], содержащее генератор потока заявок, счетчик поступивших 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, выход генератора потока заявок соединен со счетным входом счетчика поступивших заявок, первым входом первого элемента И и информационным входом первого элемента запрета, управляющий вход которого и второй вход первого элемента И подключены к выходу второго элемента И, входы которого соединены соответственно с разрядками выходами реверсивного счетчика занятых каналов, суммирующий вход которого подключен к выходу первого элемента запрета и первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого и вычитающий вход реверсивного счетчика длины очереди соединены с выходом третьего элемента И, первый вход которого и управляющий вход второго элемента запрета соединены с выходом второго элемента ИЛИ, входы которого подключены соответственно к разрядным выходам реверсивного счетчика длины очереди, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом блока случайных временных задержек, выход которого подключен к второму входу третьего элемента И и информационному входу второго элемента запрета, выход которого подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика занятых каналов, выход первого элемента И соединен с информационным входом третьего элемента запрета и первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика заявок, получивших отказ в обслуживании, суммирующий вход реверсивного счетчика длины очереди соединен с выходом третьего элемента запрета, ждущий генератор кодов длины очереди и схему сравнения, информационные входы первой группы которой подключены соответственно к разрядным выходам реверсивного счетчика длины очереди, а информационные входы второй группы соединены соответственно с информационными выходами ждущего генератора кодов длины очереди, выход «Равно» схемы сравнения соединен соответственно с управляющим входом третьего элемента запрета и вторым входом четвертого элемента, а выход второго элемента И подключен к входу запуска ждущего генератора кодов длины очереди.
Недостатком данного устройства являются то, что отсутствует возможность исследования поведения реальных систем массового обслуживания (СМО) в зависимости от законов распределения поступления заявок и законов распределения их обслуживания, так как не известно сколько обслужено заявок и скольким заявкам отказано в обслуживании в определенный промежуток времени.
Наиболее близким к заявляемому является устройство для моделирования систем массового обслуживания [SU 450178 A1, класс G06F 15/20, 15.11.1974], содержащее первый генератор случайного потока импульсов, соединенный с первым счетчиком и через схему «Запрет» с многоканальным блоком случайных временных задержек и суммирующим входом реверсивного счетчика, связанного с блоком сравнения, выход которого через первую схему «ИЛИ» соединен с управляющими входами схемы «Запрет» и схемы «И», сигнальный вход схемы «И» соединен со входом первого счетчика, а выход схемы «И» соединен со вторым счетчиком, причем оно содержит многовходовую схему «И», третий счетчик, генератор импульсов и второй генератор случайного потока импульсов, соединенный с другим входом первой схемы «ИЛИ» и одним входом генератора импульсов, выход которого соединен со входом третьего счетчика и через вторую схему «ИЛИ» - с вычитающим входом реверсивного счетчика, разрядные выходы которого соединены через многовходовую схему «И» с другим входом генератора импульсов, а выход многоканального блока случайных задержек соединен с другим входом второй схемы «ИЛИ».
Недостатком данного устройства являются то, что оно осуществляет моделирование системы, состоящей из нескольких каналов обслуживания при возникновении неисправности одновременно всей обслуживающей системы, что практически маловероятно, и, как следствие, прекращение обслуживания заявок.
Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности моделирования системы, состоящей из нескольких каналов обслуживания при возникновении неисправности одного или нескольких каналов без прекращения обслуживания заявок.
Технический результат достигается тем, что в устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее первый и второй генераторы случайного потока импульсов, многоканальный блок случайных временных задержек, первый, второй и третий счетчики, два элемента ИЛИ, многовходовой элемент И, элемент И, реверсивного счетчик, первый генератор случайного потока импульсов, соединен с первым счетчиком и вторым входом элемента И, а выход второго элемента И соединен с входом второго счетчика, выход второго генератора случайного потока импульсов соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход многоканального блока случайных временных задержек через второй элемент ИЛИ соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, выход которого соединен с входом многовходового элемента И, дополнительно введены второй многоканальный блок случайных временных задержек, четвертый счетчик и элемент И с инверсным входом, инверсный вход которого соединен с первым входом элемента И и выходом многовходового элемента И, второй вход элемента И с инверсным входом соединен с выходом первого генератора случайного потока импульсов, а выход соединен с входом первого многоканального блока случайных временных задержек и первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, выход второго генератора случайного потока импульсов соединен с входом третьего счетчика и входом второго многоканального блока случайных временных задержек, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, вход четвертого счетчика соединен с выходом первого многоканального блока случайных временных задержек.
Введение указанных дополнительных элементов и последовательности их подключения позволяет обеспечить возможность моделирования системы, состоящей из нескольких каналов обслуживания при возникновении неисправности одного или нескольких каналов без прекращения обслуживания заявок.
Устройство для моделирования систем массового обслуживания (фиг.1) содержит, первый генератор 1 случайного потока импульсов, элемент И 2 с инверсным входом, элемент И 3, первый многоканальный блок 4 случайных временных задержек, первый элемент ИЛИ 5, второй элемент ИЛИ 6, реверсивный счетчик 7, многовходовой элемент И 8, первый счетчик 9, второй счетчик 10, второй генератор 11 случайного потока импульсов, второй многоканальный блок 12 случайных временных задержек, третий 13 и четвертый 14 счетчики.
Устройство для моделирования систем массового обслуживания (фиг.1) содержит первый 1 и второй 11 генераторы случайного потока импульсов, первый 4 и второй 12 многоканальные блоки случайных временных задержек, первый 9, второй 10, третий 13 и четвертый 14 счетчики, два элемента ИЛИ 5 и 6, многовходовой элемент И 8, элемент И 3, реверсивный счетчик 7, и элемент И 2 с инверсным входом, первый генератор 1 случайного потока импульсов, соединен с первым счетчиком 9 и вторым входом элемента И 3, а выход второго элемента И 3 соединен с входом второго счетчика 10, выход второго генератора 11 случайного потока импульсов соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ 5, выход первого многоканального блока 4 случайных временных задержек через второй элемент ИЛИ 6 соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика 7, выход которого соединен с входом многовходового элемента И 8, инверсный вход элемент И 2 с инверсным входом соединен с первым входом элемента И 3 и выходом многовходового элемента И 8, второй вход элемента И 2 с инверсным входом соединен с выходом первого генератора 1 случайного потока импульсов, а выход соединен с входом первого многоканального блока 4 случайных временных задержек и первым входом первого элемента ИЛИ 5, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика 7, выход второго генератора 12 случайного потока импульсов соединен с входом третьего счетчика 13 и входом второго многоканального блока 12 случайных временных задержек, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ 6, вход четвертого счетчика 14 соединен с выходом первого многоканального блока 4 случайных временных задержек.
Устройство (фиг.1) работает следующим образом. Импульс от первого генератора 1 случайного потока импульсов проходят через открытый элемент И 2 с инверсным входом и поступают одновременно на первый вход первого элемента ИЛИ 5 и на вход первого многоканального блока 4 случайных временных задержек, с выхода первого элемента ИЛИ 5 импульс поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 7. Импульс, поступивший на суммирующий вход реверсивного счетчика 7, увеличивает его содержимое на единицу, имитируя тем самым занятие заявкой одного обслуживающего канала. Тот же импульс, пройдя первый многоканальный блок 4 случайных временных задержек и появившись на его выходе через случайное время, имитирующее длительность обслуживания заявки, поступает через второй элемент ИЛИ 6 на вычитающий вход реверсивного счетчика 7 и списывает из него единицу, имитируя тем самым освобождение одного из обслуживающих каналов.
В случае, когда в модели имитируется занятие всех обслуживающих каналов, (в счетчике 7 записаны все единицы) с выхода многовходового элемента И 8 выдается разрешающий сигнал, который закрывает по инверсному входу элемент И 2 с инверсным входом и открывает по первому входу элемент И 3.
В результате поступление импульсов на суммирующий вход реверсивного счетчика 7 и многоканального блока 4 случайных временных задержек прекращается, а импульсы проходят через открытый элемент И 3 на вход второго счетчика 10, фиксирующего число импульсов-заявок, получивших отказ в обслуживании по причине занятости каналов.
Момент появления на выходе второго генератора 11 импульса имитирует выход из строя (появление неисправности) одного из каналов.
Выход из строя одного из каналов приводит к тому, что в системе для обслуживания будет на один канал меньше. Это можно представить как будь-то канал занят обслуживанием. Следовательно, для осуществления имитации выхода из строя необходимо добавить единицу к содержимому реверсивного счетчика 7.
Импульс с выхода второго генератора 11 поступает на второй вход первого элемента ИЛИ 5 и далее на суммирующий вход реверсивного счетчика 7, увеличивая его содержимое на единицу. При этом это импульс не поступает на вход первого многоканального блока 4 случайных временных задержек, что исключает имитацию обслуживания заявки. Одновременно импульс с выхода второго генератора 11 поступает на входы третьего счетчика 13 и второго многоканального блока 12 случайных временных задержек. Третий счетчик 13 подсчитывает количество каналов, вышедших из строя за определенный промежуток времени моделирования, а второй многоканальный блок 12 случайных временных задержек имитирует время ремонта и восстановления работоспособности вышедшего из строя канала.
Через определенное, случайное, время, соответствующее продолжительности восстановительных работ, с выхода второго многоканального блока 12 случайных временных задержек выдается импульс, который поступает на второй вход второго элемента ИЛИ 6 и далее на вычитающий вход реверсивного счетчика 7 и списывает из него единицу, имитируя тем самым освобождение одного после восстановления его работоспособности и работа устройства производится в штанном режиме.
Кроме того импульс, пройдя первый многоканальный блок 4 случайных временных задержек и появившись на его выходе через случайное время, имитирующее длительность обслуживания заявки, поступает на вход четвертого счетчика 14, фиксирующего количество обслуженных заявок за определенный промежуток времени моделирования.
Общее число заявок, поступивших в систему, подсчитывается первым счетчиком 9.
В устройстве прототипе при возникновении неисправности системы поступление импульсов на суммирующий вход реверсивного счетчика 7 прекращается, а импульсы-заявки поступают на вход второго счетчика 10, фиксирующего число импульсов-заявок, получивших отказ в обслуживании по причине занятости каналов.
В заявляемом устройстве при возникновении неисправности одного или нескольких каналов поступление импульсов на суммирующий вход реверсивного счетчика 7 не прекращается, а только уменьшается общее количество каналов, готовых принять заявку на обслуживание.
Статистические характеристики функционирования СМО, моделируемой предлагаемым устройством, вычисляется известными методами на основе показаний счетчиков 9, 10, 13 и 14.
Таким образом, в устройстве обеспечивается расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности моделирования системы, состоящей из нескольких каналов обслуживания при возникновении неисправности одного или нескольких каналов без прекращения обслуживания заявок.
Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее первый и второй генераторы случайного потока импульсов, многоканальный блок случайных временных задержек, первый, второй и третий счетчики, два элемента ИЛИ, многовходовой элемент И, элемент И, реверсивный счетчик, первый генератор случайного потока импульсов соединен с первым счетчиком и вторым входом элемента И, а выход второго элемента И соединен с входом второго счетчика, выход второго генератора случайного потока импульсов соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход многоканального блока случайных временных задержек через второй элемент ИЛИ соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, выход которого соединен с входом многовходового элемента И, отличающееся тем, что в него дополнительно введены второй многоканальный блок случайных временных задержек, четвертый счетчик и элемент И с инверсным входом, инверсный вход которого соединен с первым входом элемента И и выходом многовходового элемента И, второй вход элемента И с инверсным входом соединен с выходом первого генератора случайного потока импульсов, а выход соединен с входом первого многоканального блока случайных временных задержек и первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, выход второго генератора случайного потока импульсов соединен с входом третьего счетчика и входом второго многоканального блока случайных временных задержек, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, вход четвертого счетчика соединен с выходом первого многоканального блока случайных временных задержек.
