Устройство для моделирования процесса обслуживания заявок с различными приоритетами Советский патент 1984 года по МПК G06F9/50 G06N7/08 

irepBoro генератора счетных импульсов, выход которого соединен с входом первого счетчика иг ульсов, выход которого подключен к входу первого дешифратора, выход которого соединен с входом запуска первого генератора импульсов со случайным интервалом следования, уходом обнуления первого счетчика импульсов и входом останова первого генератора счетных импульсов, выход первого элемента ИЛИ подключен к входу запуска второго генератора счетных импульсов, выход которого соединен с входом второго счетчика импульсов, выход которого подключен к входу второго дишефратора, выход которого соединен с входом запуска второго генератора импульсов со случайным интервалом следования, первыми входами третьего и четвертого Элементов ШШ, вторые входы которых подкл1бчены к выходу четвертого элемента И, выход третьего элемента ИЛИ соединен

057

с входом останова второго генератора счетных импульсов, выход четвертого элемента ШШ подключен к обнуляющему входу второго счетчика, вход устройства через дифференцирующий элемент соединен с входами первого ограничителя и инвертора, выход которого подкюЧен к входу второго ограничителя, выход которого соединен с первыми входами пятого и шестого элементов И, выход первого ограничителя подключен к входу третьего элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И, выход которого подключен к вторым входам первого и четвертого элементов И, выход третьего элемента-задержки соединен с входом четвертого элемента задержки, выход которого подключен к второму входу шестого элемента И , выход которого соеди. нен с третьим входом второго элемента И.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОБСЛУЖИВАНИЯ ЗАЯВОК С РАЗЛИЧНЫМИ ПРИОРИТЕТАМИ, содержащее первый, второй, третий и четвертый элементы И, элемент запрета, первый и второй генераторы импульсов со случайным интервалом следования,первый и второй элементы задержки, пергвый и второй элементы ИЛИ, первый, второй и третий триггеры, инверсный -. выход первого триггера соединен с первым входом первого и инверсным входом четвертого элементов И, инверсный выход второго триггера подключен к первому входу второго элемента И, инверсный выход третьего триггера соединен с вторым входом второго,первыми входами третьего и четвертого элементов И и с инверсным входом элеиента запрета, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого является выходом обслуженных заявок высокого приоритета устройства, выход первого элемента И соединен с единичным входом первого триггера, нулевой вход которого подключен к выходу первого генератора импульсов со сл чайным интервалом следования и к второму входу второго элемента ИПИ, выход четвертого элемента И соединен с единичным входом третьего триггера, входом останова второго генератора импульсов со случайным интервалом следования, входом второго элемента задержки,выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с единичным входом второго триггера и выходом второго элемента И, выход второго генератора импульсов со случайным интервалом следования coeftHHeH с нулевым входом второго триггера,, с выходом первого S элемента задержки, прямым входом элемента запрета и вторым входом третьего элемента И, выход которого является выходом обслуженных заявок низкого приоритета устройства, выход первого элемента задержки подключен к нулевому входу третьего триггера, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем воспроизведения процессов селекции згшвок .и ориентации системы двухканальиого СП обслуживания заявок с различными прио оритетами, в него введены дифференциСП ру1ощий элемент, инвертор, первый и второй имплитудные ограничители, трртий и четвертый элементы задержки, пятый, шестой элементы И, третий и четвертый элементы ИЛИ, два дешифратора, два счетчика импульсов, два генератора счетных импульсов, вход сигнала начальной установки триггера в нуль соединен с входами установки в нулевое состояние первого, второго и третьего триггеров, выход первого элемента И подключен к входу запуска

1

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для исследования процесса обслуживания заявок с различными приоритетами в системах массового обслуживания с ориентацией.

Известно устройство для моделирования процесса обслуживания заявок с различными приоритетами, содержащее два генератора импульсов со случайным интервалом следования, три элемента И, два триггера, элемент запрета и ограничительный диод, причем вход заявок высокого приоритета соединен с первым входом первого элемента И,выход которого подключен к первому входу первого триггера, входу останова первого генератора импульсов со случайным интервалом следования и входу запуска второго генератора импульсов со случайным интервалом следования, выход первого генератора импульсов со случайным интервалом следования является первьш выходом устройства и соединен с первым входом третьего элемента И и вторым входом первого триггера, первый вход которого подключен к второму входу первого элемента И, а второй выход соединен с управляющим входом элемента запрета, информационный вход которого соединен с выходом второго элемента И, а выход подключен к первому входу второго триггера и через ограничительный диод - к выходу третьего элемента И и входу запуска второго генератора импульсов со случайным интервалом следования, выход которого является вторым выходом устройства и подключен к второму входу второго триггера, первый выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, а второй вход подключен к одному из входов второго элемента И, Другой вход которого является входом заявок низкого приоритета.

Устройство позволяет моделировать процесс обслуживания заявок с различными абсолютными приоритетами, поступающих по двум каналам и обслуживаемых одним обслуживающим прибором

U .

Однако это устройство не позволяет моделировать двухканальные системы.

в которых осблуживание заявок низкого приоритета осуществляется одним обслуживающим прибором, а высокого приоритета - другим обслуживающим прибором, и только при его занятости происходит обслуживание заявки высокого приоритета в первом канале.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для моделирования процесса обслуживания заявок с различными приоритетами,, содержащее первый, второй,третий элементы И, первый и второй триггеры, элемент запрета, первый и второй генераторы импульсов со случайным интервалом следования, выходы которых соединены с входами установки в ноль соответственно первого и второго триггеров, инверсные выходы которых подключены к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых являются соответственно входами заявок высокого и низкого приоритетов, выход первого элемента И соединен с входами первого ге нератора импульсов со случайным интервалом следования и входом установки в единицу первого триггера, четвертый элемент И, два элемента задержки два элемента ИЛИ, третий триггер, инверсный.выход которого соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И, с третьим .входом второго элемента И и с управляющим входом элемента запрета, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого является первым выходом устройства, выход второго генератора импульсов со случайным интервалом следования соединен с вторым входом четвертого элемента И, с информационным входом элемента запрета и через первый элемент задержки подключен к входу установки в ноль третьего триггера, выход третьего элемента И соединен с запирающим входом второго генератора импульсов со случайным интервалом следования и через второй элемент задержки - с первым входом второго элемента ШШ, выход которого подключен к запускающему входу второго генератора импульсов со случайным интервалом следования, выход второго элемента И соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и с входом установки в единицу второго триггера выход первого генератора импульсов сослучайном интервалом

следования подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, инверсный выход первого триггера соединен с вторым входом третьего элемента И, третий вход подключен к входу заявок высокого приоритета. Устройство позволяет моделировать двухканальные системы, в которых обслуживание заявок низкого приоритета осуществляется одним обслуживающим прибором, а высокого приоритета - другим обслуживающим прибором 2 .

Во вмог.их реальных и перспективных системах обслуживания (в частности, в приоритетных системах осблуживания с ориентацией), при переходе от обслживания за:явок одного потока к обслуживанию заявок другого потока требуется селекция заявок и ориентация обслуживающего прибора (канала)- в общем случае переключение, настройка ориентирование прибора при переходе от обслуживания заявок одного потока к обслуживанию заявок другого по- тока и наоборот (или при переходе от обслуживания одной заявки к другой одного и того же потока).

Под селекцией заявок понимается в общем случае выделение однотипных заявок из общего потока, постапакнцих на обслуживание заявок различных приоритетов.

Известное устройство не позволяет моделировать процессы селекции заявок и ориентации двухканальной системы обслуживания при переходе от обслуживания заявок одного потока к обслуживанию заявок другого потока и наоборот.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем воспроизведения процессов селекции заявок и ориентации системы двухканального обслужи11ания заявок с различными приоритетами.

Эта цепь достигается тем, что в устройство для моделирования процесса обслуживания заявок с различными приоритетами, содержащее первый, второй, третий и четвертый элементы И, элемент запрета, первый и второй генераторы импульсов со случайным интврвапом следсэвания, первый и второй элементы задержки, первый и вто-рой элементы ИЛИ, первый, второй и третий триггеры, инверсный выход пер вого триггера соединен с первым входом первого и .инверсным входом четвертого элементов И, инверсный выход второго триггера подключен к первому входу второго элемента И, йнверсньш выход третьего триггера соединен с вторым входом второго, первыми входами третьего и четвертого элементов И и с инверсным входом элемента запрета, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого является выходом обслуженных заявок высокого приоритета устройства, выход первого элемента И соединен с единичным входом первого триггера, нулевой вход которого подключен к выходу первого генератора импульсов со случайным интервалом следования и к второму входу второго элемента ИЛИ, выход четвертого элемента И соединен с единичным входом третьего триггера, входом останова второго генератора импульсов со случайным интервалом следования, входом второго элемента задержки, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с единичным входом второго триггера и выходом второго элемента И, выход второго генератора импульсо со случайным интервалом следования соединен с нулевым входом второго триггера, с входом первого элемента задержки, прямым входом элемента запрета и вторым входом третьего элембнта И, выход которого является выходом35 ки обслуженных заявок низкого приоритета устройства, выход первого элемента задержки подключен к нулевому входу третьего триггера, введены дифференцирукнций элемент, инвертор, первьй и второй амплитудные ограничители, третий и четвертый элементы задержки пятый и шестой элементы И, третий и четвертый ИЖ, два дешифратора, два счетчика импульсов, два генератора счетных импульсов, вход сигнала начальной установки триггеров в нуль соединен с входами установки в нулевое состояние первого, второго и третьего триггеров, выход первого элемента И подключен к входу запуска первого генератора счетных импульсов выход которого соединен с входом первого счетчика импульсов, выход которого подключен к входу первого дешиф- -55 вый

ратора, выход которого соединен с входом запуска первого генератора импульсов со.случайным интервалом

следования, входом обнуления первого, счетчика импульсов и входом останова первого генератора счетных импульсов, выход первого элемента ИЛИ подкпючен к входу запуска второго генератора счетных импульсов, выход которого соединен с входом второго счетчика импульсов, выход которого подключен к входу второ0 го дешифратора, выход которого соединен с входом запуска второго генератора импульсов со -случайным интервалом следования, первыми входами третьего и четвертого элементов ИЛИ,

5 вторые входы которых подключены к выходу четвертого элемента И, выход третьего элемента ИЛИ соединен с входом останова второго генератора счетных импульсов, выход четвертого эле0 мента ИЛИ подключен к обнуляющему

входз второго счетчика, вход устройства через дифференцирующий элемент соединен с входами первого ограничителя и инвертора, выход которого подключен к входу второго ограничителя, выход которого соединен с первыми входами пятого и шестого элементов И, выход первого ограничителя соединен с входом третьего элемента

0 задержки, выход которого подключен к второму входу пятого элемента И, выход которого соединен с вторыми входами первого и четвертого элементов И,выход третьего элемента задержных импульсов, первый 21 и второй 22 счетчики импульсов, третий 23, четвертый 24 элементы ИЛИ, первый 25, подключен к входу четвертого элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом шестого элемента И, выход которого подключен к третьему входу второго элемента И. На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит первый 1, второй 2, третий 3 и четвертый 4 элементы И, первый 5, второй 6 генераторы импульсов со случайным интервалом следования, первый 7, второй 8, третий 9 триггеры, первый 10 и второй 11 элементы задержки, первый 12 и второй 13 элементы ИЛИ, элемент 14 запрета,, пятый 15 и шестой 16 элементы И, первый 17 (выход обслуженных заявок высокого приоритета) и второй 18 (выход обслуженных заявок низкого приоритета) выходы устройства, пер19, второй 20 генераторы счет71второй 26 дешифраторы, вход 27 сигнала начальной установки триггеров 7-9, первый 28 и второй 29 амплитудные ограничители, третий 30 и четвер тый 31 элементы задержки, инвертор 32, дифференцирующий элемент 33,вход 34 устройства, Цервы) вход элемента И 1 и первый вход элемента И 4 являются входом для заявок высокого приоритета. Второй вход- элемента И 2 является входом заявок низкого приоритета. Потоки заявок на обслуживание ,поступающие на вход устройства, предста ляют случайные импульсные последовательности длительности, интервалы между которыми распределены по определенным (разным или одним и тем же) законам. Импульсы малой длительност соответствуют заявкам высокого прио ритета, импульсы большой длительности соответствуют заявкам низкого при ритета. Время задержки элемента 30 соответствует длительности импульсов,ими тирующих заявки высокого приоритета, т.е. С , время задержки элемента 31 соответствует длительности импуль сов, имитирукнцих заявки низкого прио ритета, т.е. Г,.1так , время задержки элементов 30 и 31 находится в соотношении Г t . Счетчики 2 и 22 представляют собой двоичные ачетчики, емкость которых можно изменять в зависимости от величины интервала требуемого времени на ориентацию канала к обслуживанию заявок высокого или низкого прио ритетов. На дешифраторах 25 и 26 набирается код, соответствующий време- 40

ни ориентации канала к обслуживанию заявок.

Совокупности генератора 19,счетчика 21, дешифратора 25 и генератора 20,

счетчика 22, дешифратора 26 имитиру- 45 не обслуживается.

ют соответственно ориентацию каналов к обслуживанию заявок высокого и низкого приоритетов.

Генераторы 5 и 6 имитируют обслуживающие приборы каналов обслуживания50 закон рапределения случайных импульсов на выходах генератора один и тот же. Временной интервал от момента запуска генератора до появления импульсов на их выходе случаен .и pacnpe-ss

делен по принятому закону обслужива-т. ния заявок. Генераторы 5 и 6 вырабатывают короткие импульсы, соответстканалов обслуживания заявок высокого приоритета, поступанщие на вход заявки теряются. Если занят второй канал, пришедшая заявка низкого приоритета

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии триггера 7-9 установлены импульсом начальной усго и низкого приоритетов.

Пришеда1ая на вход 34 заявка высокого приоритета проходит через диффервн57вующие обслуженным заявкам, после подачи на их входы запуска импульсов с выходов дешифраторов 25 и 26 через интервал времени, соответствующий времени обслуживания заявки. На выходе 17 устройства образуется выходящий поток обслуженных заявок высокого приоритета, а на выходе 18выходящий поток обслуженных заявок низкого приоритета. Для оценки количественных характеристик процесса обслуживания заявок с различными приоритетами необходимо в устройство ввести соответствующие счетчики. Эти счетчики влияния на процесс моделирования не оказывают и при необходимости они могут быть включены. Вербальная модель работы устройства следующая. При поступлении заявок высокого и низкого приоритетов на вход 34 устройства сначала осуществляется селекция заявок по приоритетам, затем они поступают на один из каналов обслуживания, которые соответственно сначала ориентируются к обслуживанию этих , а затем проводится обслуживание заявок по заданному закону,При занятости первого канала заявка высокого приоритету принимается вторым каналом, причем, если проводилось ориентирование второго канала или обслуживание заявки низкого приоритета, то эти процессы прекращаются и заявка низкого приоритета теряется, проводится ориентирование второго канала к обслуживанию и последующее обслуживание заявки высокого приоритета. При занятости первого и второго тановки. поступающим на вход 27 от блока питания при включении устройства, в положении, при котором на одном из входов элементов И 1 и 2 имет ются разрешакщие напряжения, и устройство готово к приему заявок высокопирующий элемент 33, ограничитель 28 элемент 30 задержки и поступает на второй вход элембнта И 15, в это же время на первый входэлемента И 15 поступает разрешающий импульс, сформированный из отрицательного импульс полученного в результате дифференцирования и прошедшего элементы 32 и 29, с выхода элемента И 15 импульс через элемент И 1 запускает генерато 19,имитируя начало ориентации перво го канала к обслуживанию заявки высокого приоритета, и перебрасывает триггер 7, в результате снимается разрешающее напряжение с элемента И 1 и подается на элемент И 4. Счетные импульсы от генератора 19 поступают на вход счетчика 21, при достижении в счетчике числа, соответствующего интервалу врмени ориентации первого,канала (коду чремепи, набранному на дешифраторе 25),на вых де дешифратора 25 формируется импуль имитирующий окончание ориентации первого канала к обслуживанию заявки высокого приоритетаЗтот же им пульс с выхода дешифратора 25 запуска ет генератор 5,имитируя начало обслуживания заявки, поступает на обнуляю.щий вход счетчика 21 и на вход останова генератора 19, ерез случайный интервал времени на выходе генератора 5 появляется импульс, имитирующий окончание обслу живания принятой заявки, проходящий на выход 17 устройства. Этот же импульс с выхода генератора 5 перебрасьшает триггер 7 в исходное состоя1ше, открывая тем самым вход (элемен та И 1 ) дпя приема очередной заявки высокого приоритета. Обслуживание заявок низкого приори тета осуществляется аналогично. С приходом заявки низкого приоритета на вход 34 устройства она проходит через дифференцирующий элемент 33, ограничитель 28, элементы 30 и 3 задержки и поступает на второй вход элемента И 16, в это же время на пер вый вход элемента И 16 поступает раз решающий импульс, сфор шрованный из отрицательного импульса, полученного в результате дифференцирования и про шедшего инвертор 32 и ограничитель 29, С выхода элемента И 16 импульс проходит через открытый элемент И 2 элемент ИЛИ 12 и запускает генератор 20,одновременно перебрасывает триггер 8 в состояние, при котором с элемента И 2 снимается разрешающее напряжение. Счетные импульсы с генератора 20 подаются на счетчик 22, Код, набранный в дешифраторе 26, соответствует времени ориентации второго канала к обслуживанию заявки. При совпадении кода времени счетчика 22 с кодом в дешифраторе 6, в нем вырабатывается импульс, соответствующий окончанию ориентации второго канала к обслуживанию заявки. Импульс с выхода дешифратора 26 запускает генератор 6| что соответствует началу обслуживания заявки, проходит через элемент ИЛИ 24 и обнуляет счетчик 22, и через элемент ИЛИ 23, и выключает генератор 20, Через случайный интервал времени, соответствующий времени обслуживания заявки, на выходе генератора 6 появляется импульс, имитирукщий окончание обслуживания принятой заявки. Этотимпульс перебрасывает триггер 8 в исходное состояние, открывая тем самым вход элемента И 2 для приема очередных заявок низкого приоритета, и проходит через элемент И 3 на второй выход 18 устройства. Во время ориентирования и обслуживания в первом канале высокоприоритетной, во втором канале низкоприоритетной заявок вновь поступившие заявки низкого приоритета теряются. При поступлении очередной заявки высокого приоритета в момент ориентирования первого канала или обслуживания им заявки высокого приоритета она проходит при ранее описанному пути и с выхода элемента И 15 через элемент И 4 перебрасывает в единичное состояние триггер 9, снимаемый с его выхода потенциал закрывает входы элементов И2 и И4, открывает элемент 14 запрета и закрывает элемент И 3. Эта же заявка через элемент II задержки, элемент ИЛИ 12 запускает генератор 20, счетчик 22, имитируя начало ориентирования второго канала к обслуживанию заявки высокого приоритета, при совпадении кода счетчика 22 и дешифратора 26, формируется импульс, имитирующий окончание ориентирования. Импульс с выхода дешифратора 26 запускает генератор 6, имитируя начало обслуживания. Через случайный интервал времени, соответствуюЩИН времени обслуживания заявки, на выходе генератора 6 появляется импульс, имитирующий окончание обслуживания заявки высокого приоритета. Этот импульс с выхода генератора 6 проходит через, элемент 14 запрета и элемент ИЛИ 13 на первый выход 17 устройства, и через элемент 10 задержки - на нулевой вход триггера 9, в результате чего он открывает элемент И 2 и элемент И 4. Устройство готово к приему заявок на обслуживание . Если в расмотренном случае во вре прихода очередной заявки высокого пр оритета второй канал занят ориентированием или, обслуживанием заявки низкого приоритета, то заявка высокого приоритета с выхода элемента И 13 поступает через элемент И 4 на вход останова г.нератора 6, через элемент ИЛИ 23 - на вход останова генератора 20, через элемент ИЛИ 24 - на обнуляю щий вход счетчика 22, срывая ориентирование и обслуживание заявки низкого приоритета во втором канале, Одновременно эта заявка через элемент И 4 поступает на триггер 9, перебрасывая его в состояние, при котором закрываются элементы И 2, И 4, И 3 и открывается элемент 14 запрета, а также через элемент 11 задержки и элемент ИЛИ 12 - на вход запуска генератора 20, имитирующего начало ориентации второго канала. В дальней-35 шем функционирование устройства осуществляется аналогично описанному. Если обслуживается заявка высокого приоритета вторым каналом и закончилось обслуживание заявки в первом 40 канале, то пришедшая очередная заявка высокого приоритета обслуживается первым каналом аналогично по ранее описанной схеме.При занятости обоих каналов ориентированием или обслужи- 45

ванием заявок высокого приоритета, вновь поступившие заявки высокого и низкого приоритета теряются.

При занятости первого канала заявкой с высоким приоритетом и второго 50 канала с низким приоритетом и поступлении очередной заявки с высоким

приоритетами.

Таким образом, распшряиггся функционалБНые возможности устройства и повышается достоверность моделирования процесса обслуживания заявок в приоритетных системах массового обслуживания с ориентацией. приоритетом на вход устройства осуществляется срыв ориентирования и обслуживания заявки с низким приоритетом во втором канале и ориентирование (обслуживание) этого канала для пришедшей заявки с высоким приоритетом. Начало и окончание выработки импульсов генераторами 19 и 20 при нормальном ориентировании (без срыва) соответствуют началу и окончанию ориентирования первого и второго каналов дпя обслуживания заявок. Окончание выработки имцульсов генераторами 5 и 6 (без принудительного срыва) соответствует исходному состоянию устройства и имитирует отсутствие обслуживания заявок в обеих каналах устройства. Показатели процесса обслуживания заявок с различньп-ш приоритетами определяются путем измерения характеристик входных потоков заявок,выходных потоков обслуживания заявок и числа срабатывания отдельных блоков устройства. К таким показателям можно отнести, вероятности обслуживания (срыва) заявок низкого и высокого приоритетов, заявок только высокого или только низкого приоритета, вероятности прерывания обслуживающего прибора (каналу) в режиме селекции, ориентации или обслуживания и другие показатели, характеризующие процесс обслуживания заявок различных приоритетов двухканапьной системой. Технико-экономический эффект изобретения выражается в том, что предлагаемое устройство позволяет исследовать процесс обслуживания заявок с различными приоритетами в двухканальных системах массового обслуживания с ориентацией когда производится сначала селекция заявок, ориентирование каждого канала, а потом обслуживание в них заявок с различными