Устройство для моделирования систем массового обслуживания Советский патент 1984 года по МПК G06N7/08 

мента И первой группы соединен с первым BXoAfflv элемента. ИЛИ, с входом первого апеменга НЕ первой группы н вгорьш ЕРЕОДОМ первого элемента ИЛИ первой Группы, выходы элементов НЕ первой группы соединены с первыми входами соот ветствующих элементов И четвертой группы, выход К-го элемента И первой группы (,п) подключен к второму входу (К-1)-го элемента И четвертой группы, выход М-го элемента И первое группы (М в 2,|(-1) подключен также к первсячсу (M-l)-ro элемента ИЛИ перв( группы, второй вход М-го адемента ИЛИ первой группы - к входу М-го .элемента НЕ первой группы, выход которейго соединен с вторым входом М-го элемента И четвертой группы, выход К-го элемента И четвертой группы подвпючен к К-му входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом элемента НЕ, подключен- . ного выходом к нулевому входу первого триггера формирователя сигнала разрешени обслуживания и вхоцу обслуженных заявок блока вывода, выход первснго разряда регастра сдвига блока сдвига соединен с входом заявок, поставленных в очередь.

блока вывода, выход последнего разряда регистра сдвига блока сдвига подключен .к входу Превышения времени ожидания блока вывода, второй тактовый выход ге нератора импульсов подключен к тактовому входу регистра сдвига бпока сдвига, вход сдвига вправо которого соединен с выходом триггера блока опроса, отличающееся тем, что, с целью класса Моделирования систем путем моделирования замкнутых систем Массового обслуживания с конечным числом источнико заявок.оно дополнительно содержит генератор заявок,элвмент запрета и реверсивный счетчик,вычитающий и суммирующий входы которого соединены соответственно с выходом второго расширителя импульсов формирователя сигнала раарешения обслуживания и ВЫХОДСЖ1 первого разряда регистра сдвига блока сдвига, вход последовательного занесения которого подключен к выходу генератора заявок, вход которого с выходом элемента запрета, управляющий вход которого является упраихяющим входомустройства, а информационный вход соединен с выходом реверсивного счетчбка .

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ, содержащее генератор имцульсое, блок вывода, блок опроса, состояший из R 5-триггера, элемента ИЛИ, элемента задержки и группы элементов задержки, вхоаы которых соединены с Б -входом RS -триггера, единичный вход которого через элемент задержки соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого является входом сброса блока опроса, а выход цемента или соединен с R-входом Н5-трИ1Тера, формирователь сигнала разрешения обслуживания, состо5пций на послед(шательно соединенных первого Tpirrepa, первого элемента И-НЕ, первого дифференцирующего элемента, первого расширителя импульсов и первого элемента ИЛИ, . последовательно соединенных второго триггера, второт о элемента И-НЕ, вт1 рого дифференцирующего элемента и второго расширителя импульсов, выход которого подключен к другому входу перового элемента ИЛИ, выходы первого и. второго дифференцирующих элементов подключены соответственно к единичнык входам первого и второго триггеров, другие входы элементов И-НЕ объединены и подключены к первому тактовому ВЫХОДУ генератора импульсов, нулевой 1ВХОД второго триггера является входом Запуска устройства, выход первого элемента ИЛИ поднпочен к входам элементов задержки группы блока опроса, выходы первого и второго расширителей импульсов подключены соответственно к первому и второму входам блока вывоаа, блок сдвига, состоящий из регистра сдвига, первой группы элементов И, первой группы элементов ИЛИ, первой группы элементов НЕ, второй группы элементов И, элемента ИЛИ, элемента НЕ, группы элементов задержки, второй и третьей группы элементре НЕ, треа ® тьей и четвертой групп элементов И, второй группы .элементов ИЛИ, причем (Л в блоке сдвига выходы элементов задерж.ки группы соединены с соответствующиi ми входами параллельного занесения регистра сдвига, разрядные выходы которого подключёшл соответственно к перуным входам элементов И первой группы, входам элемент НЕ второй грэуппы и 1юрвым входам элементов И третьей 00 группы, входы элементов НЕ третьей 00 группы и перяаые входы элементов И третьей группы подключены к соогветст-i .ющему входу элемента ИЛИ, вторые to входы элементов И второй и третьей группы подключены к выходам соответствующих элементов НЕ вторс и третьей групп, а выходы элементов И второй и третьей групп подключены к входам соответствующего элемента ИЛИ второй группы, выходы которых соединены с входами соогеетствующих элементов задержки rpjynn, вторые входы элементов И первой группы подключень к выходам соответст ющего элемента задержки группы блока опроса, выход первого эло

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть испспьзовано дая моделирсфания процессов в системах массового обслуживания (СМО),

Известно специализированное устрьй- s ство для моделирования потоков заявок и процессов обслуживания, содержащее генератор случайных временных интервалов, управляемый генератор импульсов, блок режима работы, схемы И, грип-О reptl.

Такое устройство предназначено Для моделирования в отдельности нестапвоварных потоков заявок с изменяемой ин-« тенсивностью работы обслуживающего 15 аппарата с произвольно задеваемым aaKoHravf обслуживания, однако шо не позволяет моделировать работу СМО в цепом.

Известно устрсйство для моделирова- 20 ния разомкнутых СМО, содеркашее регистр сдвига, генератор импульсов, первый вход которого соединен с первым входом регистра сдвига, второй вход которого соединен с шиной приема заявок, блок управления, блок опроса, блок вывода датчик времени ожидания, формирователь сигналов ограничения времени ожидания, формирователь сигналов разрешения обслуживания, первый вход которого и первый вход блока управления соединены соответственно с вторым и третьим входами генератора импульсов, выходы блока управления и формирования сигналов ограничения времени ожидания соединены с выходами датчика времени ожидания, выхфы которого данены с первой группойвходов регистра сдшгга, вторая группа входов которого соединена с выходами блока опроса,

вход которого соединен с первьпъ выходом формирователя сигналов разрешения обслуживания, второй и третий выходы которого соединены с первым и вторыми блоками вывода, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой входы котор1 го соединены соответственно с вторым 19ЫХОДОМ формирователя сигналов ограничения времени ожидания, первым ,- вторым, третьим и четвертым выходами регистра сдвига, пятый, шестой которого соединены с вторыми входами соответственно формирователя сигналов разрешения обслуживания и бпока упра&ления, второй выход и третий вход ко торого соединены соответственно с пер вым входом формирователя сигналов ог раничения времени ожидания и одним вы колом блока вьгаода, другие выходы которого соединены с выходами устрЫ ства устанавливающий и запускакнций входы которого соединены соответственно с вторым вхоД(1 формирователя сигналов ограничения времени ожидания и третьим входом формирователя сигнала разрешения обслуживания С21 , Однако это устройство не позволяет моделировать функционирование замкнутых СМО с конечным числом источников, что обусловлено зависимостью характеристик входящего потока от количества заявок, находящихся в системе, т.е. в очереди и на. обслуживании. Известно, что интенсивность потока заявок в таких СМО изменяется в процессе функционирования в соогветстЕии с выра жением Л (т-п)Д(1) где m - общее количество источников заявок в замкнутой СМО, Л - интенсивность потока заявок одного источника; п - количество заявсж, находящихся в системе. Целью изобретения является расшире ние класса моделирующих СМО, Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор импульсов, блок вывода, блок опроса, состоящий из R5-триггера, элемента ИЛИ, элемента задержки и группы элеме тов задержки, входы которых соединеньт с S-входом RS-триггера, единичный выход которого через элемент задержки соединен с первым входом элемента ИЛИ второй вход которого является входом сброса блока опроса, а выход элементу ИЛИ соединен с К-ВХОДЕЛ Ss -триггер) формирователь сигнала разрешения обСлуживания, состоящий из последователь но соединенных первого триггера, первого элемента И-НЕ, первого дифференцирующего элемента, первого расширителя импульсов и первого элемента ИЛИ последовательно соединенных второго триггера, второго элемента И-НЕ, вто124 рсяго дифференцирующего элемента и второго расширителя импульсов, выход кот« рого подключен к другмлу входу первого элемента ИЛИ, выходы первого и второго дифференцирующих элементов подключены соответственно к единичным входам первого и второго триггеров, другие входы элементов И-НЕ объединены и подключены к первому тактовому Bboctvj: генератора импульсов, нулевой вход второго триггера является входом запуска устройства, выход первого элемента ИЛИ подключен к входам .элементов задержки группы блока опроса, выходы первого и второго расширителей импульсов подключены соответственно к первому и второму входам блока вывода, блок сдвига, состояишй из регистра сдвига, первой группы элементов И, первой группы элементов ИЛИ, nepBtrfi группы элементов НЕ, второй группь элементов И, элемента ИЛИ, элемента НЕ, группы элементе задержки, второй и третьей группы элементов HEj третьей и четвертой групп элементов И, второй группы элементов ИЛИ пр1Чем в блоке сдвига выходы элементов задержки группы соединены с соответствующими входами параллельного занесения регистра сдвига, разрядные выходы которого подключены соответственно к первым входам элементов И первой группы, входам элементов НЕ второй группы и первым входам элементов И третьей группы, входы элементов НЕ третьей группы и первые входы элементов И третьей, группы поДгг ключены к соответствующему входу элемента ИЛИ, вторые входы элементов И второй и третьей групп подкл.ючены к выходам соответствующих элементов НЕ второй и третьей групп, а выходы элементов И второй и Tperbdi групп подключень5 к входам соответствующего элемента ИЛИ второй группы, выходы которых соединены с входами соответствующих элементов задержки групп, вторые входы элементов И первой группы подключены к выходам соответствующего элемента задержки группы блока опроса, выход первого элемента И первой группы соединен с первым входом элемента ИЛИ, с входом первого ёлемента НЕ первой группы и BTOjSiiM входом первого элемента ИЛИ первой группы, выходы элементов НЕ первой группы соединены с пе{ выми входами соответствующих элементов И четвертой группы, выход К-го элемента И первой группы (К 2,п ) подключен к второму вход} (К - 1)-го зяемеига И четвертой группы, выход М-го эяеменга И первой группы (М , n-J.) подключен также к первому входу {М-1 )-го элемента ИЛИ первой группы, второй вхоа М-го элемента ИЛИ первой группы - к входу М-го элемента НЕ первой группы, выход которого соединен ;с вторым входом М-го элемента И четвертой группы, выход К-го элемента И четвертой группы подключен к К-му входу элемента ИЛИ) выход котсфэтО соединен с входом элемента НЕ, подключенного выходом к нулевоь вход/ первого т{Я1ГГера формирователя сигнала разрешения обслуживания и входу обспуженных за5ток блока вывода, выход первого разряда регистра сдвига блока сдвига соединен с входом ааяв1Ж, постав ленных в очередь, блска вывода, выход последнего разряда регистра сдвига елока сдвига подключен к вхЬду превышения времени ожидания блока вывода, второй тактовый выход генератора импульсов подключен к тактовому входу регастра сдвига блока сдвига, вход сдвига вправо которого соединен с выходом триггера блока опроса, введены генератор заявок, элемент запрета и реверсивный счетчик, вычитающий и суммирующий которг го соединены соогвегсгвенно с выходом второго расширителя импульсов формирователя сигнала разрешения обслуживания и выходам первого разряда регастра сдвига блока сдвига, вход посяедовательного занесения которого подалючен к выхо;: генератора заявок, вход которого соединен с выходся элемента запрета, управляющий вход которого является упра ляклцим входом устройства, а инфорыадишный вход соединен с выходам реверсивнсяо счетчика. На фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг. 2 - схема блока сдвих на фиг.. 3 - блок опроса на фиг, 4 - блок вывода; на фиг. 5 - схема формирователя сигнала разрешения обслуживания. Устройство содержит блок 1 сдвига, . генератор 2 импульсов, реверсивный счет чик 3, блок 4 опроса, блок 5 вьтода, .генератор 6 заявок,формирователь сигвала разрешения обслуживания , элё мент 8 запрета, запускающий 9 и установочный 10 входы устр(Лсгва« Блок 1 сдвига„««представляюший собой варинт регистра сдвига (фиг. 2), содержит первую группу элементе® И 11, первую группу элементов ИЛИ 12, перрую группу элементов НЕ 13, четвертую 10 026 группу элементов И 14; элемент ИЛИ 15, элемент НЕ 16, группу элементов 17 задержки, вторую группу элементов ИЛИ 1.8, вторую 19 и третью 20 группу элементов НЕ, вторую 21 и третью 22 riynny элементов И, регистр 23 сдвига. Блок 1 сдвига состоит из трех уз/IOB I, II, Ш, Узел 1 представляет собой стандартный двунаправленный регистр сдвига с последовательным и параллельным занесением информации. Схема имеет входы последовательного занесения ,D+ при сдвиге вправо и D-при сдвиге влево, восемь входов параллеьного занесенияС -D8, тактовый счетный вход С, управляющие входы VI и V 2 для выбора режима работы, вход устанр ки О К и восемь выходов каждого разряда 1-8, В зависимости от состояний устано- вочных входов V 1 V2 и Ц узел I мо жег работать в различных режимах: последовательно занесения со сдвиг штраво; последовательного занесения со сдвигом влево; параллельного занесения; хранения; установки в О. В режиме последсфательного занесения со сквигам информации вправо на вход V1 подается уровень логического нуля, на вход V 2 - уровень логической единицы. Параллельное занесение информации осуществляется, кота установотные входы находятся в состоянии логической единицы, Узал Г1 предназначен для определения приоритетного разряда стандартного регистра сдвига и имеет практически однородную структуру, а узел Ц1 предназначен для гашения единицы в приоритетном разряде стандартного регистра сдвига без изменения состояния остальных разрядов этого регистра. Функциональное назначение выходов блока сдвига следукицее: выход заявок, подаваемых на обслуживание;, выход элемента ИЛИ 15} выход заявок, поступивших ва обслуживание, но вви; наличия ойзгереди заявсж либо отсутствия си1 нала об окончании обслуживания ранее поступившей заявки, поставленных в очередь на обслуживание, - выход 1-гр разряда рег истра сдвига;;, выход сигнала о превышении фиксированного предела времени пребывания заявки в очереди, т,е, по этому выходу происходит увеличение заявок из очереди, ввиду того, что их время обслуживания превысило предельное значение - выход 8-го ра&ряда стандартного регистра сдвига; выход сигнала об отсутствии sasi&OK в оче реои - выход элемента НЕ 16. Блок 4 опроса (фиг. 3) предназначен дпя выполнения опроса состояний раэрядов стандартного регистра сдвига, содермшт групцу алемейтс 24 задержек триггер 25, элемент 26 зааерккн, элемент ИЛИ 27, Первый вход триггера соединен с BuxoAt vi формирователя 7 сигнал ов разрешения Обспуж1тания, а ег выход - с ъхоаом элемента 22 задержки, и с входом VI регистра 1 сдвига. Елок 5 вывода (фиг. 4) выполняет функшио расширения импульса до заданно величины по кажд( из входов. Расширение имщгльстю осушествляетс:я с по мгаиью стандартной схемы 28 {юсширения импульсов. Функциональное назначение входов и выходов 601 ока 5 вьгоода следующее: первый вход вход прмема сигналов с выхода формирователя 7 об отсутствии заявок в очередид второй вход вход приема сигналю с выхода форьшроватедя 7 о моментах сясончания о6спужива ния. Назначение остальных Bxoat анадо гично выходам блока сдвига Функциональная схема формиросаге ля 7 сигналов разрешения обслуживания (фиг. 5) содержит дифферендаруюпше апементы 29, схемы ЗО расширения импульса до заданной величины и элемент ИЛИ 31, триггеры 32, aiieменты И-НЕ 33. Запускающий вход 9 ycTp tcTBa соединен с первым входсм второго триггера 32. В режиме модвлирсявания ра31я 1кну1и СМО на установочный вход 10 (4я1Г.1) подается уровень ло17ического О, а при моделировании замкнутых CMD - логиче кая . Устройство работает следующим образомПри моделирттании разомкнутых СМО с установочного входа 10 устройства на вход элемеЕ та 8 запрета поступает сишал, запрещающий прохождение импул сов с выхода реверсивного счетчика 3, на управлякаций вход генератора 6. При моделировании замкнутых СМО разрешается пр охождение сигналов с выхода реверсивного счетчика 3 на управляющи вход генератора 6 заявок. С выхода генератора 6 заявок на вх блока 1 сдвига поступает/поток импуль сов, имитирующих поток заявок в CMD Интенсивность этого потока в прпхессе мооелирования разомкнутых СМО остается постоянной. При моделировании замкнутых СМО интенсивность потгаса импульсов изменяется в зависимости от количества заявок, находящихся в системе, в соответствии с формулой (1). Информа ция о количестве заяв1Ж, находящихся в момент времени в системе, хранится в реверсивном счегчикеГзр Фунхцнширование устройства начинаемся с того, что на за1 скакхаий вход 9 прихоАнт поток Нмлульсов, имитирующий возмшсность начала обслуживания заявки. Этот свг|1ал запоминается в формирователе 7« Также выдается имцульс за- яв1ш на блоке 1 сдвиге (од 0+) с генератора 6. По попоиштельному перепа- ду тактового импульса с генератора 2 (оа имит1 1рует текущее время) nociyinas- ший сигнал; в формировать е 7 (фиг. 5) проходит звено вторых элементю 32, 33, 29 и ЗО, подается через «ьлход в реверсивный счетчик 3 и к блску 5 вывода. Ош(Жременно этот же сигнал, дя .элемент ИЛИ 32, запускает блок 4 спроса, который выдает на вход V 1 стандартного решстра урдаень лошческого О, а с инфсцзмашкжных выходов 1-8 - сигналы шроса (логические 1) поступают на входные элементы И узла II блока 1 сдвига, Пр1 наличии тактового импульса От генератора 2 на вход С в узле I блока 1 сдвига осуществляет ся режим последовательного занесения единш(ы со СЦ&КГ1ЯЛ вправо, а с 1-8 в узел П поступает двоичная инфор 4ация в параллельном коде для шгределеНия приоритетного 1 азряда стандартного регистра сдвига (это будет первый по порядку, начивая с восьмого, разряд, содержащий лопкческую единицу). С установленного приоритетного разрхща импульс (зая1№а) через элемент ИЛИ 15 выдается на обслуживание. Таким образо л, на обслуживание выбирается т,оебование с наибольшим временем ожидания (дисциплина первый пришел - пераыйТ бслужен). Так же импульсы пос1упают .соответс венно с перв1я: о млащиего разряда стандартного регистра к блоку 5 вывода и к реверсивному счетчику 3 и со старшего восьм( разряда к бясжу 5 вывода. После шроса блок 4 подает на вход VI стандартного регистра уровень логической (на входе V2 постоянно поддержнвается уровень логической ). В узле Щ.регистра 1 сдвига происходит следующее. На входы 1-8 узла 111 поступает соответственно двоичная инфо1 мация с выходов 1-8 уапа II и выход№ 1-8 уаяа 1. В резульгаге рабoibi группы злеменг(яв узла Ш на вхооы сгавдарт кого регистра 9 1-D8 в режиме паралл епьвого занесения вносится во всех разрядах инфЬрмаовя без изменения за ксскшоченнем приоритетного разряда, в котором логическая единица обнуляется, т.е. происходит гашение логической единицы прюрйтетного разряда. Если в момент опроса регистр сдвига густ, сигнал об этом: покупает через элемент ИЛИ 16 на формирователь 7 с ЦвярЕ 1о повторения ифоса в следующем авкпе. При наличии псиомситеяьного переШада тактюого импульса этот сигнш проходит звено первых элементов 32ДЗ, 29, 30, поступает через выход в блок 5 вывода и одновременно ч ерез элемент ИЛИ 32 запускает, блок 4 опроса.

II 111 1О О2 Таким образ мл, в процессе раболы устройства на реверсивный счетчик 3 постоянно подаются импульсы: на суммирующий вход - с младшего разряда стандартного регистра сдвига (коиичество заявок, поступивших на обслуживание), на вычитающий вход от формирсеателя 7 (количествообслуженных заявок). Поэт1 му в любой момент времени в реверсивном счетчике 3 содержится информация о количестве заявок, находящихся в системе/ в зависимости от которого изменяется интенсивность потока заявок генератора заявок. . Предлагаемое устройство позвсияет моделировать функционирование замкнутых и разомкнутых СМЭ. Оно можетработать с любыми входными потоками, а также позволяет изменять диапазон фиксации времени ожидания в широких пределах за счет изменения тактовой частоть генератора импульсов.

Фиг.1

S a ftl iS,

кЫиУПл.1

ОТ Af. 7

25

26

.в

Ь.1

0iit5

.L

28

втЬл1

0utA