Устройство для моделирования обслуживания заявок с различными приоритетами Советский патент 1983 года по МПК G06F9/455 G06F9/50 G06N7/08 

пятого элемента И подключен к нулевому выходу третьего триггера, а выход пятого элемента И соединен с единичным входом пятого триггера, нулевой вход которого подключен к выходу второго генератора случайных импульсов и информационному входу второго элемента ЗАПРЕТ, нулевой

выход пятого триггера соединен с управляющим входом второго элемента ЗАПРЕТ, входом запуска второго счетчика импульсов и нулевым входом третьего триггера, выход схемы сравнения через второй разделительный диод подключен к единичному входу четвертого триггера.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ ЗАЯВОК С РАЗШЧНЫМИ ПРИОРИТЕТАМИ, содержащее первый разделительный диод, первый и второй элементы И, первые входы которых являются соответственно первым и вторым входами устройства, вторые входы первого и второго элементов И подключены к единичным выходам первого и второго триггеров соответственно, выход первого элемента И соединен с входом запуска первого генератора случайных импульсов и единичным входом первого триггера, выход первого генератора случайных импульсов является первым выходом устройства и подключен к нулевому входу первого триггера и к пер&ому входу третьего элемента И, нулевой выход первого триггера подключен к упоавляющему входу первого элемента ЗАПРЕТ, информационный вход которого соединен с выходом второго элемента И, а выход первого элемента ЗАПРЕТ подключен к входу запуска второго генератора случайных импульсов и к единичному входу второго триггера, .нулевой выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности моделирования процесса обслуживания за счет имитации дообслуживания прерванных в обслуживании заявок, оно содержит второй разделительный диод, третий, четвертый и пятый триггеры, четвертый и пятый элементы И, второй элемент ЗАПРЕТ, два счетчика импульсов, схему сравнения и генератор тактовых импульсов, причем выход генератора тактовых импульсов подключен к счетным входам обо(О их счетчиков импульсов, установочные входы которых соединены с выхос: дом Схемы сравнения, выходом второгё элемента ЗАПРЕТ, являющегося вторым выходом устройства, нулевым входом второго триггера и единичным входом третьего триггера, разрядные выходы обоих счетчиков импульсов подключеtNO ны к первой и второй группам входов 4; схемы сравнения соответственно, со первый вход четвертого элемента И соединен с входом первого генератора со случайных импульсов, второй вход четвертого элемента И подключен к второму входу третьего элемента И, а выход четвертого элемента И соединен с Первым входом пятого элемента И и через первый разделительный диод с единичным входом четвертого триггера, нулевой вход которого подключен к выходу третьего элемента И, единичный выход четвертого триггера соединен с входом запуска первого счетчика импульсов, второй вход

Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для моделирования процесса обслуживания двух потоков заявок с различными приоритетами одним обслуживающим прибором и может быть использовано в устройствах, моделирующих работу систем массового обслуживания.

Известно устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее наборное поле, генераторы случайных импульсов, генераторы тактовых импульсов, логические элементы, триггеры, счетчики и дешифраторы Dj

Однако это устройство не имеет возможности моделировать приоритетное обслуживание.

Известно также устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генераторы слу-. чайных импульсов, счетчики, логические элементы и триггеры.

Однако в этом устройстве обслуживание прерванной менее приоритетной заявки с.момента прерывания не происходит. В системах с Д-дисциплйной обслуживания заявок (система с дообслуживанием поступление более приоритегной заявки не вызывает прерыва: ния в обслуживании менее приоритет-; ной заявки. Вновь поступившая заявка принимается к исполнению лишь после того, как обслуженная заявка покинет систему.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для моделирования процесса обслуживания заявок с различными приоритетами, содержащее первый и второй элементы И, первые входы которых являются соответстбующими входами устройства, вторые входы первогои второго элементов И подключены к первым выходам первого и второго триггеров соответственно, выход первого элемента И соединен с входом запуска первого генератора случайных импульсов, управляющим входом второго генератора случайных импульсов и первым входом первого триггера, выход первого генератора случайных импульсов, являясь первым выходом устройства, подключен к второму входу первого триггера и первому входу третьего элемента И, второй выход первого триггера подключен

к управляющему входу элемента ЗАПРЕТ информационный вход которого соединен с выходом второго элемента И, а выход элемента ЗАПРЕТ подключен к первому входу второго триггера, а через

0 диод - к выходу второго элемента И и входу запуска второго генератора случайных импульсов, выход которого являясь вторым выходом устройства, соединен с вторым входом второго триггера, второй выход которого подключен к второму входу третьего элемента И.

Известное устройство предназначено для моделирования процесса обслуживания одним обслуживающим прибором двух потоков заявок, каждый из которых имеет свой приоритет.

Заявкам одного и того же приоритета, поступившим в момент занятости 5 прибора, в Ьбслуживании отказывается. Заявка с более высоким приоритетом, поступившая в момент занятости прибора обслуживанием заявки с меньшим приоритетом, к обслуживанию принимается, обслуживание заявки с меньшим приоритетом прекращается и возобновляется сначала после освобождения обслуживающего прибора. 31 ,Во многих cvjcreMax массового обс луживания используется другой алгоритм возобновления обслуживания пре ванных заявок. В них обслуживание Прерванных заявок возобновляется не с. самого начала, а при возобновлени проводится дообслуживание, т.е. про водится только та часть операций, которая не была ранее выполнена 2 Однако известное устройство не позволяет моделировать процесс дообслуживания заявок итем самым сни ет точность моделирования процесса обслуживания и увеличивается продол жительность моделирования. Целью изобретения является повышение достоверности моделирования процесса обслуживания за счет имитации дообслуживания прерванных в обслуживании заявок. Эта цель достигается тем, что в устройство для моделирования процесса обслуживания заявок с различными приоритетами, содержащее первы разделительный диод, первый и второ элементы И, первые входы которых являются соответственно первым и вторым входами устройства, вторые входы первого и второго элементов И подключены к единичным выходам первого и второго триггеров соответ ственно, выход первого элемента И соединен с входом запуска первого генератора случайных импульсов и единичным входом первого триггера, выход первого генератора случайных импульсов является первым выходом устройства и подключен к нулевому входу первого триггера и к первому входу третьего элемента И, нулевой выход первого триггера подключен к управляющему входу первого эелмен ЗАПРЕТ, информационный вход которог еоединен с выходом второго элемента И, а выход первого элемента ЗАПРЕТ подключен к входу запуска второго генератора случайных импульсов и к единичному входу второго триггера, нулевой выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, введены второй разделительный диод, третий, четвертый и пятый триггеры, четвертый и пятый элементы И, втЬро элемент ЗАПРЕТ, два счетчика импуль сов, схема сравнения и генератор та товых импульсов, причем выход генератора тактовых импульсов подключен к счетным входам обоих счетчиков импульсов, установочные входы которых соединены с выходом схемы сравнения, выходом второго элемента ЗАПРЕТ, являющегося вторым выходом устройства, нулевым входом второго триггера и единичным входом третьего триггера, разрядные выходы обоих счетчиков импульсов подключены к первой и второй группам входов схемы сравнения соответственно, первый вход четвертого элемента -И соединен с входом первого генератора случайных импульсов, второй вход четвертого элемента И подключен к второму входу третьего элемента И, а выход четвертого элемента И соединен с первым входом пятого элемента И и через первый разделительный диод с единич ным входом четвертого триггера, нулевой вход которого подключен к выходу третьего элемента И, единичный выход четвертого триггера соединен с входом запуска первого счетчика импульсов, второй вход пятого элемента И подключен к нулевому выходу третьего триггера, а выход пятого элемента И соединен с единичным входом пятого триггера, нулевой вход которого подключен к выходу второго генератора случайных импульсов и информационному входу второго элемента ЗАПРЕТ, нулевой выход пятого триггера соединен с управляющим входом второго элемента ЗАПРЕТ, входом запуска вто рого счетчика импульсов и нулевым входом третьего триггера, выход схемы сравнения через второй разделительный диод подключен к единичному входу четвертого триггера. На чертеже приведена структурная схема устройства. Устройство содержит вход 1 заявок с высоким приоритетом, вход 2 заявок с низким приоритетом, первый 3 и второй элементы И, первый триггер 5 первый элемент ЗАПРЕТ 6, третий 7 и четвертый 8 элементы И, второй триггер 9 первый 10 и второй 11 генераторы случайных импульсов, генератор 12 тактовых импульсов, третий триггер 13, пятый элемент И 1, четвертый 15 и пятый 1б триггеры, первый 17 и второй 18 счётчики импульсов, схема 19 сравнения, второй элемент ЗАПРЕТ 20,- разделительные диоды 21 и 22 и выходы 23 и . Вербальной моделью устройства является следующая модель. Два случайных потока заявок на обслуживание, каждый из которых имеет свой приоритет в обслуживании, поступают на один обслуживающий при бор. Заявки на обслуживак1ие с мень. шим приоритетом принимаются к обслу живанию в случае отсутствия заявок высоким приоритетом обслуживания. Заявкам одного и того же приоритета, поступающим в момент занятост обслуживающего прибора, в обслужива нии отказывается. Если заявка с высоким приоритето поступила в период обслуживания зая ки с меньшим приоритетом, то обслуж вание заявки с меньшим приоритетом прерывается, обслуживается заявка с высоким приоритетом. После освобожд ния обслуживающего прибора обслужива ние ранее принятой к обслуживанию заявки с меньшим приоритетом возобно ляется. Причем проводится дообслуживание ранее принятой заявки. Дообслуживание заявки с малым приоритето может прерываться, причем неоднократ но, обслуживанием заявок с высоким приоритетом. Генераторы 10 и 11 случайных импульсов имитируют один обслуживающий прибор. Временной интервал от момента запуска генераторов до появл ния импульсов на их выходе случаен и распределен по принятому закону обслуживания заявок. Закон распределения случайных импульсов на выходах обоих генераторов один и тот же, так как они моделируют работу одного и того же прибора. . Диоды 21 и 22 служат для исключения взаимного влияния между выходом элемента ЗАПРЕТ 20 (выходом схемы 19 сравнения) и входом триггера 16 (через элемент И ft). Заявки с высоким приоритетом обслуживания поступают на вход -1 , ас низким приоритетом обслуживания - на вход 2. На выходе 23 образуется выхо дящий поток обслуженных заявок высокого приоритета, а на выходе 24 выходящий поток обслуженных заявок низкого приоритета. Счетиик 18 импульсов предназначен для подсчета импульсов от генератора 12, число которых пропорционально требуемой продолжительности дообсяуживания заявки с низким приоритетом, т.е. временному интервалу от момента прерывания обслуживания (поступления заявки высокого приоритета) до окончания обслуживания заявки низкого приор тета, если бы заявка с высоким приоритетом в устрбйство не поступила. Счетчик 17 импульсов предназначен для подсчета импульсов, число которых пропорционально фактическому времени дообслуживания заявки . низкого приоритета. Устройство может работать в следующих режимах: обслуживание заявки низкого приоритета, обслуживание заявки высокого приоритета, обслуживание заявки высокого приоритета с прерыванием обслуживания заявки низкого приоритета и дообслуживание заявки низкого приоритета. После включений устройства триггеры 5.9.13, 15 и 1б устанавливаются в следующее исходное состояние: на выходе триггера 5. подключенном к второму входу элемента И 3 имеется разрешающее напряжение, напряжение на управляющем входе элемента ЗАПРЕТ 6 отсутствует, с выхода триггера 9 подано разрешающее напряжение на второй вход элемента И t, на вторых входах элементов И 7 и 8 разрешающее напряжение отсутствует, с выхода триггера 13 подано напряжение на вход элемента И 14, триггера 15 и 16 находятся в состоянии, при котором напряжение на входах запуска счетчиков 17 и 18 отсутствует, элемент ЗАПРЕТА 20 открыт. В дальнейшем во всех режимах работы работоспособность устройства поддерживается автоматически. Устройство работает следующим образом. Обслуживание заявок низкого приоритета. , Импульс с входа 2 через элемент И 4 и открытый элемент ЗАПРЕТ 6 заnyckaeT генератор 11 случайных импульсов и переводит триггер 9 в состояние, при котором снимается напряжение с второго входа элемента И 4, что препятствует поступлению до окончания обслуживающих принятой заявки новых заявок низкого приоритета. На вторые входы элементов И 7 и 8 подается с триггера 9 разрешающий потенциал. Через случайный интервал времени на выходе генератора 11 появляется импульс, имитирурций окончание обслуживания принятой заявки, который поступает на вход триггера 16, подтверждая ,его исходное состояние, через который элемент ЗАПРЕТ 20 проходит на выход 24 устройства, на вход триггера 15 устанавливающие входы счетчиков 1 и 18 импульсов и вход триггера 13, подтверждая исходное состояние этих элементов устройства, и на вход триггера 9. переводя его в исходное состояние, при котором открывается элемент И 4 и закрываются по второму входу элементы И 7 и 8. Таким образом, устройств пришло в исходное состояние и готово к работе в любом режиме. Обслуживание заявок высокого приоритета. Импульс с входа 1 через открытый элемент И 3 запускает генератор 10 и переводит триггер 5 в состояние, при котором закрываются элементы И 3 ((снимается с его второго входа разрешающее напряжение) и элемент ЗАПРЕТ 6. Тем самым до конца обслуживания заявки высокого приоритета заявки ни с входа 1, ни с входа 2 не будут приниматься к обслуживанию. После окончания обслуживания импульс на выходе генератора 10 он проходит на выход 23 и одновременно переводит триггер SB исходное состояние, тем самым открывая элемент И 3 и элемент ЗАПРЕТ 6. Устройство приведено в исходное состояние и готово к работе. Обслуживание заявки высокого приоритета с прерыванием обслуживания заявки низкого приоритета. Заявка низкого приоритета с входа через открытые элемент И t и элемент ЗАПРЕТ 6 запускает генератор 11 и переводит триггер 9 в состояние, при котором закрывается элемент И k по второму входу и открываются по второму входу элементы И 7 и 8. Импульс с входа 1, имитирующий по тупление заявки высокого приоритета до окончания обслуживания заявки низ кого приоритета выдачи генератором 11 импульса , через открытый элемент И 3 запускает генератор 10, переводи триггер 5 в состояние, при котором закрываются элемент И 3 и элемент ЗАПРЕТ 6, дополнительно блокируя цепь поступления заявки низкого приоритета. Одновременно импульс с выхо да элемента И 3 через открытый по второму входу элемент И 8 поступает на вход триггера 15, подтверждая его исходное состояние, и через открытый элемент И 1 - на вход триггера 16, опрокидывая его. С опрокидыванием триггера 16 закрывается элемент 1 9 ЗАПРЕТ 20, опрокидывается.триггер 13 закрывая элемент И 1А, а на входе запуска счетчика 18 появляется разрешающий потенциал. Счетчик 18 начинает считать импульсы от генератора 12 тактовых импульсов. С окончанием обслуживания заявки низкого приоритета на выходе генератора 11 появляется импульс, однако на выходе 2k он не поступает, так как элемент ЗАПРЕТ 20 закрыт. Этим импульсом элемент ЗАПРЕТ 20 открывается и снимается напряжение с входа запуска счетчика 18. Число импульсо,в, зафиксированное в счетчике 18, пропорционально требуемому времени дообслуживания заявки низкого приоритета. После появления импульса на выходе генератора 10, имитирующего окончание обслуживания заявки высокого приоритета, принятой к обслуживанию, этот импульс переводит в исходное состояние триггер 5 который открывает элемент И 3 и элемент ЗАПРЕТ 6. Одновременно он проходит через элемент И 7, открытый по второму входу, переводя триггер 15 в состояние, при котором начинается процесс дообслуживания заявки низкого / приоритета. Дообслуживание заявок низкого приоритета. С опрокидыванием триггера 15 счетчик 17 импульсов начинает считать тактовые импульсы, поступающие от генератора 12 тактовых импульсов. При накоплении в нем числа, равного записанному в счетчике 18, с выхода схемы t9 сравнения импульс поступает на сброс в нулевое положение счетчиков 17 и 18, триггер 15 устанавливается в исходное положение, устанавливаются в исходное положение триггеры 13 и 9. на выходе 2k появляется сигнал, имитирующий дообслуживание прерванной заявки низкого приоритета, причем интервал времени от окончания обслуживания заявки высокого приоритета (сигнал на выходе генератора-10) до срабатывания схемы сравнения точноравен требуемому времени дообслуживания, записанному в счетчике 18. Схема приведена в исходное состояние. В случае ново,го поступления заявки высокого приоритета, когда дообслуживаиие заявки не закончено, устройство работает следующим образом.

К моменту поступления второй заявки высокого приоритета в счетчике 17 записано некоторое число, меньшее чем в счетчике 18. С выхода элемента И 3 вторая заявка запускает генератор -10 и через элемент И 8, открытый до окончания дообслуживания по второму входу, поступит на триггер I5t переводя его в состояние, при котором снимается разрешающее напряжение на входе запуска счетчика 17. Счетчик 17 прекращает дообслуживание до тех пор, пока импульс с выхода генератора 10 через открытый элемент И 7 не переведет триггер 15 в состояние, при котором работает счетчик 17.

Такое прерывание дообслуживания заявками высокого приоритета может производиться неоднократно. Однако в сметчике 18 требуемая продолжительность дообслуживания сохраняется, так как элемент И 1 закрыт отсутствием напряжения с выхода триггера 13- Поэтому сигналы на опрокидывание триггера 16 с выхода элемента И 8 не проходят. С момента совпадения чисел в сметчик 17 и 18 на выходе схемы совпадения образуется импульс, который приводит устройство в исходное состояние, как это показано ранее.

Суммарное время дообслуживания заявки низкого приоритета с учетом неоднократного прерывания (чисдо ё счетчике 17)равно требуемому 5 (число в счетчике 18). При этом дообслужиеание (работа счетчика 17) проводится только тогда, когда генератор 10 не работает, т.е. в устройстве не обслуживаются заявки высокого

10 приоритета.

Показатели эффективности обслуживания определяются путем измерения характеристик входных потоков заявок выходных потоков обслуживании и

tS числа срабатываний отдельных блоков устройства.

Так, например, усредненные показания сметчика 18 равны средней продолжительности дообслуживания, среднее

20 число срабатывания триггера 15 равно среднему числу прерываний в обслуживании заявок низкого приоритета. Техникоэкономимеский эффект от внедрения изобретения выражается в

25 том, что предлагаемое устройство позволяет моделировать процесс обслуживания в системах массового обслуживания с различным приоритетом двух потоков заявок, когда производится дообслуживание заявок с низким приоритетом. Таким образом повышается точность моделирования в системах массового обслуживания.