Устройство для моделирования процесса обслуживания заявок

 

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано для исследования процесса обслуживания заявок в системах массового обслуживания Цель изобретения - повышение точности моделирования . Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введены два элемента И, два счетчика потерянных заявок , мультиплексор, третий элемент задержки , второй триггер, дополнительный дешифратор и третья модель обслуживающего прибора, включающая триггер, элемент И и генератор импульсов со случайным интервалом следования. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)5 G 06 F 15/20

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ . СВИДЕТЙЯЬСТВУ м, что: цесса етчик (21) 4860414/24 (22) 11.06.90 (46) 30.12.92. Бюл. М 48 (72) И.В.Адерихин, Й.Г.Пархоменко, С.В.Козелков и. В.А.Ткачев (56) Авторское свидетельство СССР

N 1091170, кл. G 06 F 15/20; 1983.

Авторское свидетельство СССР М 1309035, кл. 6 06 F 15/20; 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЙ

ПРОЦЕССА ОБСЛУЖИВАНИЯ ЗАЯВОК (57) Изобретение относится к специализированным средствам вычислительйой тех.-:Изобретение относится к спецйализированным средствам вычислительной техники и предназначено для исследования процесса обслуживания заявок в системах массового обслуживания.

Известйо устройство для моделирования процесса обслуживания заявок с различными приоритетами (1), содержащее триггеры, элементы И, две модели обслуживающего прибора, элемент ИЛИ, блоки-определения временных интервалов ii генератор счетных импульсов.

Наиболее близким техническим реаением к изобретению является устройСтво для моделирования процесса обслуживания заявок (2), содержащее счетчик импульсов, три элемента И, триггер, три элемента ИЛИ, блок счетчиков импульсов; две модели обслуживающего прибора. дешифратор, два элемента задержки.

Недостатком известных устройств является низкая точность моделирования.

Цель изобретения — повышение точности моделирования, > И 1784995 А1

2 ники и может быть использованб для исследования процесса обслуживания заявок в системах массового обслуживайия, Цель изобретейия — повышениеточности моделирования. Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введены два элемента И, два Счетчика потерянных заявок, мультиплексор, третйй элемент задержки, второй триггер,-дополнительный дешифратор и третья модель обслуживающего прибора, включающая триггер, элемент И и генератор импульсов со случайным интервалом следования. 1 ил.

Поставленная цель достигается те в устройство для моделйрованйя про обслуживания заявок, содержащее сч ймпульсов, суммирующий вход которого является входом заявок устройства, три элемента И, триггер, единичный выход которого "соедйнен с инверсным входом первого элемента И, три элемента ИЛИ, блок счетчиков импульсов, дешифратор, два элемента задержки и две модели обслуживающего прибора, каждая из которых включает триггер, элемент И и генератор импульсов со случайным интервалом следовании, выход которого соединен с соответствующим входом блока счетчиков импульсов и единичным входом триггера, прямой выход которого подключен к первому входу элемента И, выход которого соединен с нулевым входом триггера и входом запуска генератора импульсов со случайным интервалом следования, выход первого элемента задержки соедийен с,прямым входом первого элемента И, выход которого подключен к второму входу элемента И пер1784995 вой модели обслуживающего прибора, разрядные выходы счетчика импульсов соединены с. соответствующими входами дешифратора, выходы двух групп которого подключены к соответствующим входам первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго элемента

И, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ и через второй, элемент задержки — к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с вторый входом элемента И второй модели обслуживающего прибора, первый выход первой группы выходов дешифратора подключен к второму входу второго элемента

ИЛИ, выход которого соединен с входом первого элемента задержки, предпоследний и последний выходы первой группы выходов дешифратора подключены соответственно к нулевому и единичному входам триггера, единичный выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, выходы генератора импульсов со случайным интервалом следования первой и второй моделей обслуживающего прибора подключены к соответствующим входам третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента

И и вычитающим входом счетчика импульсов, введены четвертый и пятый элементы

И, два счетчика потерянных заявок, мультиплексор, третий элемент задержки, второй триггер. дополнительный дешифратор и, третья модель обслуживающего прибора, включающая триггер, элемент И и генератор импульсов со случайным интервалом следования, выход которого подключен к соответствующим входам блока счетчиков импульсов и третьего элемента ИЛИ, в третьей модели обслуживающего прибора выход генератора импульсов со случайным интервалом следования соединен с единичным входом триггера, прямой выход которого подключен к первому входу элемента И, выход которого соединен с нулевым входом триггера и входом запуска генератора импульсов со случайным интервалом следования, выход второго элемента

И через третий элемент задержки подклю4 чен к первому входу четвертого элемента И, последний выход первой группы выходов и первый группы выходов и первый выход второй группы выходов дешифратора соединены соответственно с информационными входами мультиплексора, выход которого подключен к установочному входу первого счетчика потерянных заявок, выход которого соединены Г входами дополнительного дешифратора, первый и второй выходы которого подключены соответственно к нуле55 чая тем самым появление сдвоенных заявок при переключениях моделей обслуживающего прибора, Вербальная модель работы устройства сводится к следующему: при поступлении заявки на обслуживающий прибор производится ее обслуживание в первой МОП со вому и единичному входам второго триггера; выход которого соединен с инверсным входом третьего элемента И и вторым входом четвертого элемента И, выход которого

5 подключен к второму входу элемента И третьей модели обслуживающего прибора, вход заявок устройства соединен с первым входом пятого элемента И, второй вход которого подключен к последнему выходу вто10 рой группы выходов дешифратора, выход пятого элемента И соединен со счетными .входами первого и второго счетчиков потерянных заявок, выход второго счетчика потерянных заявок подключен к управляю15 щему входу мультиплексора.

На чертеже приведена структурная схема устройства для моделирования процесса обслуживания заявок.

Устройство содержит счетчик 1 импуль20 сов, первый дешифратор 2, первый триггер

3, первый 4, второй 5, третий 6 элементы И, первый 7 элемент задержки, первый 8, второй 9, третий 10 элементы ИЛИ, первую 11, вторую 12 МОП, каждая из которых включа25 ет элемент И 13, триггер 14 и генератор 15 импульсов со случайным интервалом следования, вход 16 заявок, блок 17 счетчиков импульсов и второй 18 элемент задержки, пятый 19, четвертый 20 элементы И, первый

30 счетчик 21 потерянных заявок, третий 22 элемент задержки; второй 23 триггер, .третью МОП 24, второй 25 дешифратор, второй 26 счетчик потерянных заявок и мультиплексор 27.

35 Поток заявок на обслуживание, поступающих на вход 16, представляет случайную последовательность коротких импульсов. Модели 11, 12 и 24 имитируют один обслуживающий прибор, закон рас40 пределения случайных импульсов на выходе генераторов один и тот же, но с разными параметрами. Временной интервал от момента запуска модели до появления импульсов на их выходе случаен и распределен по

45 принятому закону обслуживания заявок, но с разными параметрами. Блок 17 счетчиков предназначен для подсчета импульсов, имитирующих обслуженные заявки с разными скоростями обслуживания моделями обслу50 живающего прибора, Времена элементов 7, 18 и 22 задержки выбираются из условия т1>т1з>тг, исклю1784995 средним временем обслуживания 71 (т.е. со симизируе ся его эффективность: то есть, скоростью v>). При поступлении очередной если без него терялось небольшое количестзаявки в момент нахождения предыдущей во заявок, то он подключается на малое на обслуживании, она становится в очередь время; если же без него система катастрои т.д. Если длина очереди достигает N> зая- 5 фически не справлялась с потоком, то обслуВок, то происходит переключение на вто- . живающий прибор высокого уровня рую модель обслуживающего прибора со . подключаетсянадлительноевремя, Показасредним временем обслуживания Т2 (т.е. телем того на сколько система плохо справсо скоростью v2), а первая МОП заявки на ляется с потоком .заявок, является обслуживание не принимает, Если длина 10 состояние счетчика 26. очереди достигла максимального допусти- Устройство работает следующим обрамого размера Nz, а в момент поступления зом. После включения устройства счетчики очередной заявки предыдущая находится 1, 17; 21, 26 устанавлйваются в нулевое сона обслуживании, то такая заявка к обслу; стояние, а триггеры 3 и 23 в исходное состоживанию не принимается, в очередь не ста- 15 якие. Заявки поступают на суммирующий новится, но фиксируется (считается) вход счетчика 1, разрядные выходы которосчетчиками потерянных заявок. Если эа вре- го соединены с соответствующими входами мя обслуживания очередной заявки было первого дешифратора 2; число которых n, a потеряно системой до Из — 1 заявок включи- число выходов — Nz = 2", которые подключетельно (что определяется первым счетчи- 20 нй к соответствующим" входам элемента ком), то переключения МОП не происхоДит .. ИЛИ 8; чем имитируется процесс организаи система продолжает обслуживание заявок ции очереди заявок длиной К, соскоростью г. Еслижеза время обслужи- .. Таким образом, при поступлении имвания очередной заявки системой было ио- пульса на суммйрующий вход счетчика 1, теряно йз заявок и более, то происходит. 25 имитирующего поступление заявки на обпереключение на третью модель обслужива-, служивание, на первом входе счетчика t поющего прибора со средним временем об- является потенциал, icîòîðûé ÷åðåç первый служивания 73 (т.е. со скоростью v3), а вход — первый выход дешифратора 2 поступервая и вторая модели заявок не принима- . пает на второй вход элемента ИЛИ 9, а с его ют. При уменьшении длины очереди до h 30 выхода через элемент задержки 7 — на прязаявок, где .. мой вход элемента И 4, инверснйй вход коh= N>, N>+1; „„К -2, . (1) торого соединен с прямым выходом происходитпереключение стретьей модели триггера 3, на котором в исходном состояобслуживающего прибора на вторую, а при нии напряжение отсутствует; т.е. элемент И уменьшении длины очереди до N> - 1 зая- 35 4 открыт, а элемент И 6 закрыт, поскольку в

ВоК происходит переключение со второй исходном состоянии на выходе триггера 23 модеЛи обслуживающего прибора на пер- установлен "0". C выхода элемента И 4 имвую, Переключениестретьей моделиобслу- пульс поступает на второй вход открытого живающего прибора происходит тогда, элемента И 13 МОП 11, а с его выхода — на когда в очереди остается h заявок(при этом 4 ) нулевой вход триггера 14, переводя его в обнуляется первый счетчик21).. . нулевое состояние, закрывая тем самым

Описанная выше логика переключений вход элемента N 13, и также поступает на первой, второй и третьей МОА совместно с вход запуска генератора 15; имитируя начанеравенством Т > 7 > 73 позволяет более f ло обслуживания заявки. Через случайный точно в сравнении с прототипом выбирать 45 интервал времени„соответствующий проскорость обслуживания заявок в зави- должительности обслуживания заявки, высимости от длины очереди и оценивать рабатывается импульс, который поступает вероятностные показатели процесса функ- на единичный вход триггера 14, перебрасы ционирования обслуживающего прибора. вая era в исходное состояние и открывая тем

Кроме того, такая модель CMO более адек- 50 самым элемент И 13.. ватна реальным иерархическим СМО, у ко- С выхода генератора 15 модели 11 имторых обслуживающие приборы верхнего пульс имитирует обслуженную заявку и поиерархического уровня подключаются в ступает на соответствующий вход блока том случае, если обслуживающие приборы счетчиков 17 и элемента ИЛИ 10, а с выхода нижних уровней не справляются с потоком 55 элемента ИЛИ 10 — на второй вход элемента заявок. Поскольку обслуживающий при- И 5, обеспечивая этим прохождение следубор верхнего иерархического уровня (в ющей заявки на обслуживание через перданномслучае-МОП24)вобычномрежиме вый вход элемента И 5, подключенного к занят обслуживанием "своих заявок", то в выходу элемента ИЛИ 8, С выхода элемента случае привлечения его в данную СМО, мак- ИЛИ 10 импульс также поступает на вычита1784995

7 " 8 ющий вход счетчика 1, в котором записан- . h (см. (1)). При этом (по достижении величи." ное ранее числоуменьшается на единицу. С ны Ь) счетчик 21 обнуляется, что вызовет выхода элемента И 5 в случае, если в счет- переключение в "0" триггера 23 и, соответчике 1 еще имеется хотя бы один заполнен- ственно, отпирание по,третьему входу эле н ый разряд, импульс через первый 5 мента И 6, т.е. произойдет переключение с вход-выход элемента ИЛИ 9 поступает че- МОП 24 на МОП 12, рез элемент 7 задержки.на йрямой вход При дальнейшем уменьшении очереди элемента И 4, далее устройство работает по по мере обслуживания заявок, придостижеопйсанной схеме. Аналогично работает уст- нии длины очереди величины Nj - 1 заявок, ройство при нахождении в очереди заявок 10 происходит обратное переключение моде:до Nj - 1 включительно. При достижении в лей, т.е. импульс c(N> -1-ro выхода дешиф очереди заявок Ni; импульс с N<-ro выхода ратора 2 переводит триггер 3 в состояние, "дешифратора 2 поступает на единичный . при котором открывается элемент И 4 и завход триггера 3, переводя его в состояние крывается элемент И 6, Если в момент пере"1", при котором элемент И 4 закрывается,,15 ключения с модели 12 на модель 11 аэлементИ6открывается повторомувходу закончится обслуживание заявки в модели (третий вход открыт). а на первый вход эле- 12, то чтобы не было размножения заявок, мента И 6 поступает импульс с выхода эле-- используются элементы 18. и 7 задержки, мента И 5 через элемент задержки,: . аналогично используются элементы задеримитирующий поступление из очереди сле- 20 жки 18 и 22 для предотвращения размножедующей заявки на обслуживайие. Зтот им- ния заявок при переключении модели 12 на пульс с выхода элемента И 6 проходи1 модель 24. При этом должны выполйяться элемент И 13 модели 12 и переводит триг- .. условия ò1 >тщ)гз и <18 . 22><23. гер 14 в нулевое состояние, закрывая эле- Мультиплексор (коммутатор) 27 выполмент И 13; и запускает генератор 15 25 нен таким образом, что при нулевом. адресе модели 12, имитируя начало обслуживания йа выходе счетчика 26 он коммутирует на заявки. Через случайный ийтервал време- выход(1ф- 2)-й выходдешифратора 2, а при ни, соответствующйй продОлжительности максимальном значении счетчика 26 он комобслуживания заявки, вырабатывается им-: мутирует йа выход N>-й выход дешифратора пульс, который поступает на "едйничный.30 2, Состояние необнуляемого в процессе вход триггера 14, переводящего в исходное. - . имитации счетчика 26 характеризует, наположение, открывая элемент И 13 модели . сколько сильно система "не справляетс "

2. Далее устройство работает при наличии. входящим потоком и как долго должна быть в очереди заявок от N) до(Й2- 1) аналогично задействована третья МОП, описанному, при наличии в очереди N2 за- 35 Таким образом, устройство позволяет явки (свободных мест в очереди нет), вновь " моделировать процесс обслуживания заяпоступающие заявки получают отказ, одна- eok с учетом адаптивных свойств обслужико их количество фиксируется (подсчитыва- валящего прибора по скорости обслужиется) счетчиком 26 через открывшийся вания заявок в зависимости от длины очереэлемент И 19..: .. 40 ди заявок и оценивать вероятностные, покаЕсли число потерянныхзаявокза время затеки процесса функционйрования обслуживания очередной заявки(фиксируе- обслуживающего прибора. мое счетчиком 21) достигает величины N3, Учбт интенсивности потока потерянных то триггер 23 переключается в состояние "1" заявок лозволяет с учетом большего числа на прямом выходе, что вызывает по третье- 45 фактороэ адаптивно выбирать скорость абму входу элемента И 6 и готовит к включе- служивания заявок, что приводит к повыше нию элемент И 20. После обслуживания ниюточности моделирования. заявки, импульс с выхода второй МОП 12 Показатели эффективности обсл ж че рез элемент ИЛИ 10 поступает на вычита- вания опрецеляются путем измерения хающий вход счетчика 1 и на элемент И 5. При 50 рактеристик входных потоков заявок, этом число заявок в счетчике 1 уменьшается выходйых потоков обслуживания и числа до Ng - 1, и очередная заявка поступает на срабатываний блоков устройства. обслуживание в третью МОП 24, а счетчики

21 и 26 продолжают" подсчет потерянных . Ф о р м ул а и з о б р е т е н и я заявок. Если среднее время ТЗ обслужива- 55 . Устройство для моделирования процесния заявок в МОП 24 меньше, чем средний са обслужива ия заявок, содержащее счетинтервал времени между заявками, посту-. чикимпульсов,суммирующийвходкоторого пающими на вход 16, то через некоторое является входой заявокустройства, триэлевремя число заявок в очереди уменьшится мента И, триггф, единичный выход котородо величины Nz-2 и так далее -до величины !

1784995

10 го соединен с инверсным входом первого сов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью элемента И, три элемента ИЛИ, блок счетчи- повышения точности моделирования, в некое импульсов, дешифратор, два элемента го введены четвертый и пятый элементы И. задержки и две модели обслуживающего два счетчика потерянных заявок, мультиприбора, каждая из которых включает триг- 5 плексор, третий элемент задержки, второй гер, элемент И и генератор импульсов со триггер, дополнительный дешифратор и случайным интервалом следования, выход третья модель обслуживающего прибора„ которого соединен с coo TBG t с; нующим вхо- включающая триггер, элемент И и генератор дом блока счетчиков импульсов и единич- импульсов со случайным интервалом следоным входом триггера, прямой выход 10 вания,выход которого подключен ксоотвегкоторого подключен к первому входу эле- ствующим входам блока счетчиков мента И, выход которого соединен с нуле- импульсов и третьего элемента ИЛИ, в вым входом триггера и входом запуска третьей модели обслуживающего прибора генератора импульсов со случайным ин- выход генератора импульсов со случайным тервалом следования, выход первого эле- 15 интервалом следования соединен с единичмента задержки соединен с прямым нымвходомтриггера,прямойвыходкоторовходом первого элемента И, выход которо- ro подключен к первому входу элемента И, го подключен к второму входу элемента И выход которого соединен с нулевым входом первой модели обслуживающего прибора, триггера и входом запуска генератора имразрядные выходы счетчика импульсов со- 20 пульсов со случайным интервалом следоваединены с соответствующими входами де- ния, выход второго элемента И через третий шифратора, выходы двух групп которого элемент задержки подключен к первому подключены к соответствующим входам входу четвертого элемента И, последний выпервого элемента ИЛИ, выход которого со- ход первой группы выходов и первый выход единен с первым входом второго элемента 25 второй группы выходов дешифратора соеИ, выход которого подключен к первому вхо- динены соответственно с информационныду второго элемента ИЛИ и через второй ми входами мультиплексора, выход элемент задержки — к первому входу треть- которого подключен к установочному входу его элемента И, выход которого соединен с первого счетчика потерянных заявок, выход вторым входом элемента И второй модели 30 которого соединены с входами дополниобслуживающего прибора, первый выход тельного дешифратора, первый и второй выпервой группы выходов дешифратора под- ходы которого подключены соответственно ключей к второму входу второго элемента к нулевому и единичному входам второго

ИЛИ, выход которого соединен с входом триггера, выход которого соединен с инпервого элемента задержки, предпослед- 35 версным входом третьего элемента И и ний и последний выходы первой группы . вторым входом четвертого элемента И, вывыходов дешифратора подключены соот- ход которого подключен к второму входу ветственно к нулевому и единичному вхо- элемента И третьей модели обслуживающедам триггера, единичный выход которого го прибора, вход заявок устройства соедисоединенсвторымвходомтретьегоэлемен- 40 нен с первым входом пятого элемента И, та И, выходы генератора импульсов со слу- второй вход которого подключен к последне. чайным интервалом следования первой и му выходу второй группы выходов дешифравторой моделей обслуживающего прибора тора, выход пятого элемента И соединен со подключены к соответствующим входам счетными входами первого и второго счетчитретьего элемента ИЛИ, выход которого:со- 45 ков потерянных заявок, выход второго счетединен с вторым входом второго элемента чика потерянных заявок подключен к

И и вычитающим входом счетчика импуль-, управляющему входу мультиплексора.

1784995

Составитель И. Дубинина

Техред М.Моргентал Корректор М. Ткач

Редактор Н. Егорова

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

Заказ 4366 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5