Устройство моделирования систем

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Военная академия Республики Беларусь(72) Авторы Мацкевич Артур Николаевич Дубина Сергей Александрович Костюкович Сергей Николаевич Ларкин Антон Владимирович(73) Патентообладатель Учреждение образования Военная академия Республики Беларусь(57) 1. Устройство моделирования систем, содержащее таймер, элемент ИЛИ, управляющий триггер, элемент И, три счетчика импульсов, блок индикации и генератор импульсов времени, выход которого подключен к первому входу второго счетчика импульсов, выход переполнения которого подключен к входу третьего счетчика импульсов и -входу управляющего триггера, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с входом первого счетчика импульсов, выход которого подключен к первому входу блока индикации, второй вход которого соединен с выходом третьего счетчика импульсов, выход элемента ИЛИ соединен с -входом управляющего триггера и вторым входом элемента И, второй вход второго счетчика импульсов подключен ко второму выходу таймера, вход которого является входом устройства, отличающееся тем, что дополнительно содержит группу блоков моделирования отказов, причем первый выход таймера соединен с первыми входами группы блоков моделирования отказов, вторые входы которых подключены к выходу переполнения второго счетчика импульсов, а выходы группы блоков моделирования отказов соединены с входами элемента ИЛИ. 2. Устройство для моделирования систем по п. 1, отличающееся тем, что блок моделирования отказов содержит группу генераторов случайных импульсов, группу триггеров 101172014.06.30 и элемент И, причем входы группы генераторов случайных импульсов являются первым входом блока моделирования отказов, а выходы соединены с -входами группы триггеров, выходы которых подключены ко входам элемента И, выход которого является выходом блока моделирования отказов, -входы группы триггеров являются вторым входом блока моделирования отказов. Предлагаемое техническое решение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования систем с целью регистрации статистических данных их функционирования. Известно устройство моделирования многорежимной системы, содержащее управляющий триггер, блоки генераторов случайных импульсов, блок формирования программы функционирования моделируемой многорежимной системы, блоки рабочих режимов и технологического режима, счетчики времени наработки, генераторы случайных импульсов, блок ИЛИ, счетчики отказов 1. Недостатком данного устройства является то, что по результатам моделирования нет возможности определить вероятность появления отказа отк за заданное время работыв системе с резервированием узлов. Известно устройство моделирования самовосстанавливающейся системы, содержащее таймер, группу генераторов случайных импульсов, пороговый элемент, элемент И, управляющий триггер, блок генераторов случайных импульсов, линию задержки и счетчик 2. Недостатком данного устройства является то, что по результатам моделирования нет возможности определить вероятность появления отказа отк за заданное время работыв системе с резервированием узлов. Известно устройство моделирования самовосстанавливающейся системы, содержащее управляющий триггер, блок генераторов случайных импульсов, элемент И, таймер, группу генераторов случайных импульсов, второй элемент И, два элемента ИЛИ, два счетчика и линию задержки 3. Недостатком данного устройства является то, что по результатам моделирования нет возможности определить вероятность появления отказа отк за заданное время работыв системе с резервированием узлов. Ближайшим техническим решением, принятым в качестве прототипа, является устройство моделирования систем, содержащее таймер, группу генераторов случайных импульсов, элемент ИЛИ, управляющий триггер, элемент И, три счетчика импульсов, блок индикации и генератор импульсов времени 4. Недостатком данного устройства является то, что оно не позволяет моделировать системы с резервированием узлов и по результатам моделирования определять вероятность появления отказа отк за заданное время работыдля таких систем. Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является расширение функциональных возможностей устройства. Техническим результатом, который может быть получен при осуществлении полезной модели, является предоставление возможности определять вероятность появления отказа отк за заданное время работыв системе с резервированием узлов. Для решения поставленной задачи при осуществлении полезной модели в устройство,содержащее таймер, элемент ИЛИ, управляющий триггер, элемент И, три счетчика импульсов, блок индикации и генератор импульсов времени, выход которого подключен к 2 101172014.06.30 первому входу второго счетчика импульсов, выход переполнения которого подключен к входу третьего счетчика импульсов и -входу управляющего триггера, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с входом первого счетчика импульсов, выход которого подключен к первому входу блока индикации, второй вход которого соединен с выходом третьего счетчика импульсов, выход элемента ИЛИ соединен с -входом управляющего триггера и вторым входом элемента И, второй вход второго счетчика импульсов подключен ко второму выходу таймера, вход которого является входом устройства, дополнительно введена группа блоков моделирования отказов,причем первый выход таймера соединен с первыми входами группы блоков моделирования отказов, вторые входы которых подключены к выходу переполнения второго счетчика импульсов, выходы группы блоков моделирования отказов соединены с входами элемента ИЛИ. При этом каждый блок моделирования отказов содержит группу генераторов случайных импульсов, группу триггеров и элемент И, причем входы группы генераторов случайных импульсов являются первым входом блока моделирования отказов, а выходы соединены с -входами группы триггеров, выходы которых подключены ко входам элемента И, выход которого является выходом блока моделирования отказов, -входы группы триггеров являются вторым входом блока моделирования отказов. Введение дополнительных элементов в устройство позволяет моделировать работу системы с резервированием узлов и выполнять подсчет общего количества общ временных интервалов , использованных для моделирования, и количества отк временных интервалов , на которых в процессе моделирования произошел отказ системы. На фиг. 1 показана схема устройства моделирования систем, на фиг. 2 показана схема блока моделирования отказов. Предлагаемое устройство моделирования систем содержит вход 1, таймер 2, группу блоков моделирования отказов 31, , 3, элемент ИЛИ 4, элемент И 5, первый счетчик импульсов 6, управляющий триггер 7, второй счетчик импульсов 8, третий счетчик импульсов 9, блок индикации 10, генератор импульсов времени 11 (фиг. 1). Блок моделирования отказов 3 (1) содержит группу генераторов случайных импульсов 121, , 12, группу триггеров 131, , 13, элемент И 14 (фиг. 2). Устройство работает следующим образом. По сигналу с входа 1 устройства запускается таймер 2. В этом случае на первом выходе таймера 2 появляется сигнал, поступающий на первые входы блоков моделирования отказов 31, , 3 и запускающий их. На втором выходе таймера 2 появляется сигнал низкого уровня, что приводит к снятию блокировки работы второго счетчика импульсов 8. Числоблоков моделирования отказов 31, , 3 определяется числом узлов в моделируемой системе. Появление сигнала на выходе блока моделирования отказов 3 (1) интерпретируется как отказ соответствующего узла системы и, соответственно, всей системы в целом. Сигналы с выходов блоков моделирования отказов 31, , 3 через элемент ИЛИ 4 поступают на второй вход элемента И 5, на второй вход которого поступает сигнал с выхода управляющего триггера 7. В начальный момент времени на выходе управляющего триггера 7 присутствует сигнал, поэтому первый появившийся сигнал от блоков моделирования отказов 31, , 3 проходит через элемент И 5 и изменяет состояние первого счетчика импульсов 6 на единицу. Это приводит к фиксированию отказа системы на текущем временном интервале моделирования . При этом управляющий триггер 7 этим же сигналом, поступающим на его -вход с выхода элемента ИЛИ 4, переводится в нулевое состояние. Это приводит к появлению сигнала низкого уровня на выходе управляющего триггера 7 и запрету поступления сигналов через элемент И 5 на вход первого счетчика импульсов 6 на текущем временном интервале моделирования . Второй счетчик импульсов 8, третий счетчик импульсов 9, генератор импульсов времени 11 предназначены для формирования временных интервалов моделирования и под 3 101172014.06.30 счета их количества. При этом период следования импульсов времени от генератора импульсов времени 11 соответствует единице времени ед, а емкость второго счетчика импульсов 8 устанавливается равной числу(/ед). Импульсы времени от генератора импульсов времени 11 поступают на счетный вход второго счетчика импульсов 8 и подсчитываются им. При достижении числа импульсов во втором счетчике импульсов 8, равного максимальному значению , этот счетчик импульсов обнуляется, а на его выходе переполнения появляется сигнал. Сигнал переполнения поступает на -вход управляющего триггера 7, устанавливая его в единичное состояние, что приводит к появлению сигнала на выходе этого триггера и разрешению поступления сигналов на вход первого счетчика импульсов 6 через элемент И 5. Кроме того, сигнал переполнения с выхода второго счетчика импульсов 8 поступает на вход третьего счетчика импульсов 9, увеличивая его значение на единицу. Этим фиксируется окончание текущего временного интервала моделирования длительностьюи начало нового. Сигнал переполнения с выхода второго счетчика импульсов 8 поступает также на вторые входы группы блоков моделирования отказов 31, , 3, устанавливая их в исходное состояние. Блок моделирования отказов 3 (1) выполняет моделирование работы -го(1) узла системы, имеющего -кратное резервирование. Числогенераторов случайных импульсов 121, ,12 определяется числом параллельно функционирующих однотипных элементов -го узла (1) в моделируемой системе. Появление сигнала на выходе генератора случайных импульсов 12 (1) блока моделирования отказов 3(1) интерпретируется как отказ соответствующего элемента -го узла (1) системы. Отказ же -го узла (1) в целом имеет место только в случае отказа всех егоэлементов, т.е. при появлении сигнала на выходе всех генераторов случайных импульсов 12 (1) блока моделирования отказов 3 (1) на текущем временном интервале моделирования . По сигналу с первого выхода таймера 2 запускаются генераторы случайных импульсов 121, , 12. Сигналы с выходов генераторов случайных импульсов 121, , 12 поступают на -входы соответствующих триггеров 131, , 13, переводя их в единичное состояние. В исходном состоянии триггеры 131, , 13 обнулены. Если на текущем временном интервале моделированиявсе триггеры 131, , 13 переводятся в единичное состояние, то на выходе элемента И 14 и, как следствие, на выходе соответствующего блока моделирования отказов 3 (1) появляется сигнал, свидетельствующий об отказе этого блока моделирования отказов 3 (1). По окончании текущего временного интервала моделированиясигнал с выхода второго счетчика импульсов 8 поступает на второй вход блоков моделирования отказов 3 (1) и, как следствие, на -входы соответствующих триггеров 131, , 13, переводя их в нулевое состояние. Окончание моделирования происходит по сигналу с входа 1. В этом случае на первом выходе таймера 2 сигнал пропадает и блоки моделирования отказов 31 3 останавливаются. На втором выходе таймера 2 сигнал появляется, что приводит к блокировке работы второго счетчика импульсов 8. Таким образом, в процессе работы устройства в третьем счетчике импульсов 9 осуществляется подсчет количества общ временных интервалов , использованных для моделирования, а в первом счетчике импульсов 6 осуществляется подсчет количества отк временных интервалов , на которых в процессе моделирования произошел отказ системы. На блоке индикации 10 отображаются значения общ (третий счетчик импульсов 9) и отк (первый счетчик импульсов 6). Тогда по результатам моделирования можно найти вероятность отказа в системе с резервированием узлов откотк/общ за время работы . Элементы предлагаемого устройства для моделирования систем могут быть реализованы на элементах цифровой техники. 101172014.06.30 Таким образом, предлагаемое устройство обладает более широкими функциональными возможностями и обеспечивает возможность определять вероятность появления отказа отк за заданное время работыв системе с -кратным резервированием узлов. Подобное моделирование систем на этапе разработки позволяет сократить сроки их разработки при сокращении стоимости самих работ. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5