Устройство для моделирования приоритетных систем массового обслуживания Советский патент 1985 года по МПК G06F9/50 G06N7/08 

своего канала обслуживания и с К-ми входами всех элементов И первой группы коммутаторов обоих каналов обслуживания, а единичный выход триггера блока обслуживания заявок канала обслуживания заявок низкого приоритета соединен с К-м входом второго элемента ИЛИ своего канала и с К-ми входами всех элементов И второй группы коммутаторов обоих каналов обслуживания.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРИСНЧ1ТЕТНЫХ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ, содержащее канал обслуживании заявок высокого приоритета и канал обслуживания заявок низкого приоритета, каждый канал обслужийаиия включает первый и второй злементы ИЛИ, счетчик обслуженных заявок, блок формирования заявок, . состоя1Ц11н из генератора заявок, счетчика заявок. счегш1са отказав, злемента запрета, элемента И злемента 11ЛИ к реверсивного , причем выход генератора заявок соеД1ше с входом счепика заявок, первым входом эпе««ента И и информационным входом элемента запрета, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчи ка, разрядные выходы которого подключены к входам элемента ИЛИ соответственно, выход переполнения реверсивного счетчика соединен с управляюишм входом злемеита запрета и вторым входом злемеита И, выход которого подключен к входу счетчика отказов, и блок обслуживания заявок, состоящий из последовательно соединенных злемента И, генератора импульсов, злемента случайной задержки и триггера, нулевой выход которого соединен с первым входом элемента И, другой вход триггера подключен к выхо генератора импульсов, канал обслуживания заявок низкого приоритета допол1штелыю содержит элемент запрета, отличающееся тем, что, с целью расширения ; функциональных возможностей устройства за счет воспроизведения режима параллельного обслуживания заявок, каждый канал обслуживания допоанительно содержит группу блоков обслуживания заявок и коммутатор, содержащий три группы элементов .И, причем выход К-х элементов И первой и второй групп (К - 1,М) соединены соответственно с первым и вторым входами К-го элемента И третьей группы, в каждом канале обслуживания выход К-го элемента И третьей группы коммутатора соединен с вторым входом элемента И К-го блока обслуживания заявок, выход генератора импульсов К-го блока обслуживания заявок соединен с К-.ым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика блока формирования заявок, выход элемента ИЛИ блока формирования заявок канала обслуживания заявок высокого приоритета соединен с управляющим входом элемента запрета канала обслуживания заявок низкого приоритета и третьими входами элементов И третьей группы KOMMjrraTopa своего канала оСйслзокивания, выход элемента ИЛИ блока формирования заявок канала обсгуживания заявок низкого приоритета подключен к информационному входу злемента запрета, выход которого соединен с третьими входами элементов И третьей группы коммутатора своего канала обслуживания, выход ьторого элемента ИЛИ в каждом канале обслуживания соеданен с входом счетчика обс 1ужениых заявок. К-и элемент И первой и второй групп коммутатора имеет К входов, причем К-й из них инверсный, единичный выход триггера К-го блока обслуживания заявок канала обслуживания заявок высокого приоритета соединен с К-м входом второго элемента ИЛИ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для статистического моделирования 4 нкционирова}1ия операционной системы в составе многопроцессо ного вычислительного комплекса. Процесс функционирования многопроцессорного вычислительного комплекса (МВК) с учетом работы операционной системы (ОС) можно представить в виде системы массового обслуживания (СМО), на вход которой поступает два потока заявок:первьш поток - это поток заявок ОС; второй поток - поток заявок функциональных программ. Заявки СС обладают более высоким относительным приоритетом Каждый поток заявок имеет свое средаее врем обслуживания. Обслуживание производится М обслуживающими приборами. Известно устройство для моделирования СМО, содержащее генератор импульсов, первый второй и третий счетчики, схему ЗАПРЕТ, схему ИЛИ, схему И, первый и второй генераторы случайного потока импульсов, реверсивный счетчик, блок сравнения Т. Однако устройство не позволяет моделировать СМО с приоритетами и ограниченной , . Наиболее близким к предлагаемому яв.Чяется устройство для моделирования СМО, содержащее грутту измерительных каналов (приоритет ных уровней), каждый из которых содержит генератор случайного потока импульсов, три счетчика, две И, четыре схемы ИЛИ. реверсивный счетчик, схему сравнения, четыре схемы ЗАПРЕТ, триггер, блок случайного времени задержки, кроме того, устройство содержит генератор случайного потока импульсов в каждом канале, выход генератора слз айного потока импульсов соединен с входом первого, счетчика, входом элемента запрета, первым входом первого элемента И, выход которого подклю чен к входу второго счетчика, а второй вход - к Зтравляющему входу элемента запрета и выходу первого элемента ИЛИ, выход элемента запрета подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика, выход переполнения которого через схему сравнения соединен с первым входом ервого элемента ИЛИ, разрядные выходы реверивного счетчика через четвертый элемент запрета соединены с первым входом второго элемента И, второй вход которого соеданен с первым выходом триггера, выход второго элемента И соединет с входом генератора импульсов, выход которого т Д|р1ючен к первому входу триггера и через блок случайной временной задержки кпервому входу второго элемента ИЛИ, выход KOToixwo подключен к второму входу триггера, второй выход которого подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика 2. Цель изюбретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет воспроизведения режима параллельного обслуживания заявок. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее канал обслуживания заявок высокого приоритета и канал обслуживания заявок низкого приоритета, каждый канал обслуживания включает первый и второй элементы HJni, счетчик обслуженных заявок, блок формирования заявок, состоящий из генератора заявок, с%тчика отказов, элемента запрета, зпементы И, элемента ИЛИ, реверсивного счетздка, выход генератора заявок соединен с входом счетчика Заявок, первым входом элемента И и информационным входом эяемежта запрета, вых,од которого соединен с суммирующим входом рев.ерсивного счетчика, разрядные выходы которого подкяюче1Ш к входам элемента ИЛИ соответственно, выход переполнения реверсивного счетчика соедннен с управляющим входом элемента запрета и вторым входом элемента И, выход которого подключен к входу счетчика отказов, и бпокобслухшвания заявок, состоящий из последовательно соединенных элемента И, генератора импульсов, элемента случайной эадержки и триггера, нулевой выход которого соединен с первым входо1м элемента И, другой вход триггера подключен к выходу генератора импульсов, канал обслуживания заявок низкого приоритета дополнительно содержит элемент запрета в каждый канал обслуживания введены/ группа блоков обслуживания заявок и коммутатор, содержащий три qynnbi элементов И, причем выходы К-х элементов И первой и второй групп (К - 1М) соединены соответственно с первым и вторым входами К-го элемента И третьей группы, в каждом канале обслуживания выход К-го элемента И третьей группы коммутатора соединен с вторым входом элемента И К-го блока обслуживания заявок, выход генератора импульсов К-го блок обслуживания заявок соединен в К-м входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вычитающим входом .реверсивного счетчика блока формирования заявок, выход элемента ИЛИ блока формирования заявок какала обслуживания заявок высокого приоритета соединен с управляющим входом элемента зап рета канала обс11уживания заявок низкого приоритета и третьими входами элементов И третьей группы коммутатора своего канала оОслуживаиня, выход зяемента ИЛИ блока формирования заявок канала обслуживания заявок низкого приоритета по лючен к информационному входу элемента запрета, выход которог соединен с третьими входами элементов И третьей группы коммутатора .своего канала обслуживання, выход второго элемента ИЛИ в ... каждом канале обслуживания соединен с входо счетчика обслужен1н 1х заявок, К-й элемент И первой и второй групп коммутатора имеет К входов, причем К-й из них инверсный, единичный выход триггера К-го блока обслуживания заявок канала обслуживания за)1вок высокого пр1юритета соеданен с К-м входом второго элемента ИЛИ Citoero Канала обслуживания и с К-ми входами всех элементов И первой груп пы коммутаторов обоих каналов обслуживания а единичной выход триггера блока обслуживаг ния заявок канала обслуживания заявок низкого приоритета срединен с К-м выходом второго элемента ИЛИ своего канала и с К-ми входами всех элементов И второй группы коммутаторов обоих каналов обслуживання. На фиг. 1 изображена фнукциональная схема устройства; на фиг. 2, 3 н 4 - схемы блок формирования заявок, блока обслуживания зая вок и коммутатора соответственно. Устройство содержит два канала 1 и Ij обслуживания, каждый из которых содержит биюк 2 формирования заявок, коммутатор блоков 4 обслуживания заявок, причем комму татор 3 обеспечивает поступление заявки на первый свободный блок 4, второй элемент ИЛИ 5, счетчик 6 обслужегшых заявок, первый элемент ИЛИ 7. Второй канал содержит также элемент 8 . запрета. Блок 2 формирования заявок содержит генератор 9 эаявок, счетчик 10 заявок, счетчик 11 отказов, элемент И 12, реверсивный счетчик 13, элемент 14 запрета и элемент ИЛИ 15. Блок 4 обслуживания заявок содержит элемент И 16, генератор 17 импульсов, элемент 18 случайной задержки, триггер 19. Коммутатор 3 содержит третью группу элементов И 20, первую группу элемментов И 21, вторую группу элементов И 22. На схеме также обозначены выходы 23 блока обслуживания заявок. К-й элемент И 21 первой группы и К-й элемент И 22 второй группы 11еа:1изуют функции V Y Y X Y Л Л -ЛцП ITjfЛ т. L J. . . л и Х- - сигнал состояния соответственно, где 4 j-ro измерительного с выхода i-ro блока канала. Первый какал 1 имитирует обработку заявок операционной системы, а второй какал 1 - обработку заявок функциональных алгоритмов. В каждом измерительном канале блок 2 имитирует формирование заявок и их очередь, причем интенсивность поступления заявок в первом и втором измерительных каналах соответственно равна интенсивности поступления заявок операционной системы и заявок функциональных алгоритмов. Коммутатор 3 передает поступающие заявки на первый свободный блок 4, причем одноименные блоки 4 обслуживания первого и второго каналов имеют один и тот же закон обслуживания, так как они. имитируют один и тот же ррибор, обслуживающий приоритетную или обычную заявку. Счетчик 6 подсчитывает число обслуженных заявок. Элемент 8 запрета во втором канале служит для реализации относительного приоритета заявок первого канала. В каждом канале генератор 9 имитирует ВХОД1ЮЙ поток заявок со случайным периодом повторения. Счетчик 10 подсчитывает общее число поступивших заявок. Счетчик 11 через элемент И 12 подсчитывает число заявок, получивщнх отказ из-за занятости O4cpejm. Реверсивный счетчик 13 совместно с элементом 14 запрета и элементом ИЛИ 15 имитирует очередь СМО. Генератор 17 импульсов, совместно с элеме1гтом 18 случайной задержки, злементрм И- 16 и триггером 19 имитируют обслуживающий прибор со случайным временем обслуживания, причем имитируется М обслуживающих приборов. В исходном систоянии в реверсивном счетчике 13 записан Ч. Нулевой сигнал с. единичного выхода 23 триггера 19 подастся на соответствующие входы коммутаторов 3. Единица нулевого выхода триггера 19 по/уюрживаст элемент И 16 в открытом состоянии. Генератор 17 импзшьсов ничего не генерирует, так

I1142843

как отсутствует разрешающий потенциал с выходных разрядов реверсивного счетчика 13, прошешний через элемент ШШ 15 и коммутагор 3.

Работу коммутатора paca«oTptiM на прияюре 5 для М-3, тогда фушсфги fl.k и fl имеют вид для первого выхода р( « х , , F, xj,

дяя второго р i i дпя третьего выхода F Х , Xj Xj, F|

где Х- - сигнал состошвга с выхода 23 i-ro блока 4 }-гр канала.

Тогда табляпа мстяняости дяя функций f имеет след) вид

Из таблищл вндао, что есям Х - Xj- О, т. е. первый канал свободен.то F, F 1 и сигнал с выхода блока 2 через элемент И 20 поступает на выход коммутатора.

. Если Xj X 1. а Хг - Х О, т.е. канал занят, а второй свободен, то F Ff О и Fj F 1 и сигнал с выхода блока через элемент И 20 1юстуйает на второй выход коммутатора.

Коммутирующее устройство работает аналогично и при других соотнощениях сигналов состояний.

Импульс от генератора 9, имитирующего входной поток заявок, проходит через открытый элемент 14 запрета и nocTjoiaeT на суммирующий вход реверсивного счетчика 3, который ведет подсчет поступивших заявок, имитируя очередь СМО. Потенш1ал с выходных ра:фядов реверсивного счетчика 13 через кшоговходовый элемент ИЛИ 15, коммутатор 3 поступает на первый свободный блок 4, где сигнал через открытый элемент И 16 запускает генератор 17 импульсов. Импульс с выхода генератора 17 импульсов поступает иа элемент 18, который задает случайное время ое1а1уживанш1 и одаовременно устанавливает триггер 19 в единичное состояние, закрывая тем самым элемент И 16 и запреща работу генератора 17 импульсов. Кроме того, именье с выхода генератора 17 поступает на выход и через элемент ИЛИ 7 на вычитающий вход реверсивного счетчика 13 и, тем . , )пменьшает очередь на 1. Задержаншлй юляулъс с элемента 18 устанавливает триггер 19 в нулевое состояние, имитируя окончание обслуживания заявки. Сигнал перехода триггера 19 от едиш1чного в ну.певое а стояю е с выхода 23, пройдя через элемент ИЛИ 5, подсчитывает число обслуженных заявок на счетчике 6.

При заполнении всех мест в очереди сигнал iKpenoimeHtiH реверсивного счетчика 13 поступает на .элемент 14 запрета и элемент И 12. Счетчик 11 нтииает .подсчитывать эдсло заяво пот япных из-39 заводнения очереди.

OraJHwe в работе второго канала 1 состоит в том, что:между выходом блока 2 и входом коммутатора 3 стоит элемент 8 хшрета, которь Я1р«вляется сш-налом с выхода блока 2 первого канала. Тем сакоим имитируется отоосителъиый л|жоритет з аявок канала.

Статистические характеристики фуюсционнровшия могут Оып вычислены известными . мегодаш на основании показаний счетчиков 6, 10 и П.

Предлагаемое устройство позволяет моделирвать рабо1 у мнснокапалыюй СМО с двумя уровнями приоритета, тогда {цютотип моделирует работу одиоканальной СМО с нескольким уровнями прйО| итета.