устройство для моделирования системы массового обслуживания

Формула изобретения

Устройство для моделирования системы массового обслуживания, содержащее генератор потока заявок, группу из n генераторов потоков заявок, счетчик поступивших заявок, счетчик заявок, получивших отказ в обслуживании, группу из n счетчиков поступивших заявок, группу из n счетчиков заявок, получивших отказ в обслуживании, три элемента ИЛИ, пять элементов И, группу из n элементов И, три элемента запрета, группу из n элементов запрета, первый и второй блоки случайных временных задержек, реверсивный счетчик занятых каналов, реверсивный счетчик длины очереди, генератор потока отказов, реверсивный счетчик отказавших каналов и сумматор, причем выход генератора потока заявок соединен со счетным входом счетчика поступивших заявок и первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к информационному входу первого элемента запрета и первому входу первого элемента И, выход которого подключен к первому входу пятого элемента И и информационному входу третьего элемента запрета, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика длины очереди, выход четвертого элемента И соединен с управляющим входом третьего элемента запрета и вторым входом пятого элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика заявок, получивших отказ в обслуживании, выход первого элемента запрета подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика занятых каналов и второму входу второго элемента ИЛИ, первый 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 третьего элемента ИЛИ, входы которого и входы четвертого элемента И подключены соответственно к разрядным выходам реверсивного счетчика длины очереди, выход второго элемента ИЛИ подключен ко входу первого блока случайных временных задержек, выход которого соединен со вторым входом третьего элемента И и с информационным входом второго элемента запрета, выход которого подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика занятых каналов, выход генератора потока отказов подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика отказавших каналов и второму блоку случайных временных задержек, выход которого подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика отказавших каналов, выход которого подключен к первому входу сумматора, ко второму входу которого подключен выход от реверсивного счетчика занятых каналов, выход сумматора подключен ко второму элементу И, выход которого соединен со вторым входом первого элемента И и управляющим входом первого элемента запрета, отличающееся тем, что дополнительно введены группа из n генераторов потоков заявок, группа из n счетчиков поступивших заявок, группа из п счетчиков заявок, получивших отказ в обслуживании, группа из n элементов запрета, группа из n элементов И, причем выход второго элемента И подключен к первым входам группы элементов И и управляющим входам группы элементов запрета, выходы которых подключены к соответствующим входам первого элемента ИЛИ, а выходы группы генераторов потоков заявок соединены с информационными входами группы элементов запрета, со счетными входами группы счетчиков поступивших заявок и со вторыми входами группы элементов И, выходы которых подключены ко входам группы счетчиков заявок, получивших отказ в обслуживании.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для исследования систем массового обслуживания.

Известно устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генераторы потоков заявок, счетчики поступивших заявок и заявок, получивших отказ в обслуживании, элементы И, ИЛИ, запрета, блок случайных временных задержек, реверсивные счетчики занятых каналов и длины очереди (а.с. СССР № 1282153, 1987, МКИ G06P 15/20).

Недостатком известного устройства является ограниченность применения в электронном моделировании, предназначенном для исследования реальных СМО с учетом отказов и восстановлений каналов обслуживания.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для моделирования СМО, известное по патенту РФ RU 2266557 С1, 20.12.2005, МПК7 G06P 7/08, 17/00, выбранное в качестве прототипа и являющееся основным техническим решением. Устройство для моделирования СМО содержит два генератора потоков заявок, два счетчика поступивших заявок, два счетчика заявок, получивших отказ в обслуживании, три элемента ИЛИ, шесть элементов И, четыре элемента запрета, два блока случайных временных задержек, реверсивный счетчик занятых каналов, реверсивный счетчик длины очереди, генератор потока отказов, реверсивный счетчик отказавших каналов и сумматор.

Недостатком данного устройства является ограниченность функциональных возможностей, выражающаяся в невозможности моделирования СМО с n возможными типами неоднородных входящих потоков заявок, где n>2.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования СМО с n возможными типами неоднородных входящих потоков заявок, где n>2.

Указанная цель достигается тем, что в устройство вводятся группа из n генераторов потоков заявок, группа из n элементов запрета, группа из n элементов И, группа из n счетчиков поступивших заявок и группа из n счетчиков заявок, получивших отказ в обслуживании (n>2).

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство для моделирования СМО содержит генератор потока заявок 1, группу генераторов потоков заявок 2₁, , 2_n, счетчик поступивших заявок 3, счетчик заявок, получивших отказ в обслуживании 4, группу счетчиков поступивших заявок 5₁, , 5_n, группу счетчиков заявок, получивших отказ в обслуживании 6₁, , 6_n первый 7 и второй 8 элементы ИЛИ, первый 9, пятый 10, третий 11 элементы И, группу элементов И 12 ₁, , 12_n, первый 13, третий 14, второй 15 элементы запрета, группу элементов запрета 16₁, , 16_n, первый блок случайных временных задержек 17, реверсивный счетчик занятых каналов 18, реверсивный счетчик длины очереди 19, второй 20 и четвертый 21 элементы И, третий элемент ИЛИ 22, генератор потока отказов 23, второй блок случайных временных задержек 24, реверсивный счетчик отказавших каналов 25 и сумматор 26.

Устройство работает следующим образом. Когда в системе свободен и исправен хотя бы один канал, сигнал на выходе элемента И 20 отсутствует и импульсы от группы генераторов потоков заявок 2₁, , 2_n (заявок n-х типов) через открытую группу элементов запрета 16₁, , 16_n, элемент ИЛИ 7 и открытый элемент запрета 13 поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика занятых каналов 18 и одновременно через элемент ИЛИ 8 в блок 17 случайных временных задержек. Импульсы от генератора 1 (заявок первого типа) через элемент ИЛИ 7, открытый элемент запрета 13 поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика занятых каналов 18 и одновременно через элемент ИЛИ 8 в блок случайных временных задержек 17. Поступление импульсов на суммирующий вход реверсивного счетчика занятых каналов 18 увеличивает его код на единицу, что означает занятие одного канала. Импульсы с блока случайных временных задержек 17, появившиеся на выходе через время, равное случайной длительности обслуживания, поступают через открытый элемент запрета 15 на вычитающий вход реверсивного счетчика занятых каналов 18 и «списывают» с него единицу, имитируя освобождение одного канала.

Одновременно импульсы с генератора потока отказов 23 поступают на вход блока случайных временных задержек 24 и суммирующий вход реверсивного счетчика отказавших каналов 25 и увеличивают его код на единицу, что означает неисправность одного канала. Импульсы с блока случайных временных задержек 24, появившиеся на выходе через время, равное длительности восстановления, поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика отказавших каналов 25 и «списывают» с него единицу, имитируя восстановление одного канала. Сигнал с выхода реверсивного счетчика отказавших каналов 25 поступает на сумматор 26, который подсчитывает сумму занятых и отказавших каналов. При достижении определенной суммы занятых и отказавших каналов на выходе элемента И 20 появляется сигнал и устройство начинает работать, как в момент времени, когда все каналы заняты.

В момент времени, когда все каналы заняты обслуживанием и восстановлением, на выходе элемента И 20 появляется сигнал, которой закрывает группу элементов запрета 16₁, , 16_n, и открывает элемент И 9. Импульсы от группы генераторов потоков заявок 2₁, , 2_n (заявок n-х типов) через открытую группу элементов И 12₁, , 12_n поступают на вход группы счетчиков заявок, получивших отказ в обслуживании 6₁, , 6_n. Так имитируется режим работы устройства, при котором заявки n-го типа получают отказ в обслуживании. Импульс от генератора 1 (заявок первого типа) через элемент ИЛИ 7 и через открытый элемент И 9 и элемент запрета 14 поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 19, увеличивает его код на единицу, что означает появление в очереди еще одной заявки. На выходе элемента ИЛИ 22 появляется сигнал, открывающий элемент И 11, и закрывает элемент запрета 15. Импульс блока случайных временных задержек 17 через открытый элемент И 11 поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 19 и одновременно с этим через элемент ИЛИ 8 на вход блока случайных временных задержек 17, имитируя принятие на обслуживание одной из заявок, стоящей в очереди.

В момент времени, когда все места в очереди заняты, на выходе элемента И 21 появляется сигнал, который открывает элемент И 10 и закрывает элемент запрета 14. Тогда импульсы от генератора 1 (заявок первого типа) через элемент ИЛИ 7, открытые элементы И 9 и 10 поступают на счетчик заявок, получивших отказ в обслуживании 4. Кроме того, все импульсы от генератора потока заявок 1 поступают на вход счетчика поступивших заявок 3, при этом все импульсы от группы генераторов потоков заявок 2 ₁, , 2_n, поступают на вход соответствующего счетчика из группы счетчиков поступивших заявок 5₁, , 5_n.

Техническое преимущество заявляемого изобретения заключается в следующем:

- Расширение функциональных возможностей при моделировании СМО с n возможными типами неоднородных потоков заявок для n>2.

- Повышение степени адекватности модели реально существующим СМО.

Источники информации:

1. Авторское свидетельство СССР № 1282153, 1987, МКИ G06P 15/20.

2. Патент РФ 2266557 С1, 20.12.2005 г., МПК 7 G06P 7/08, 17/00.