Устройство для моделирования процесса обслуживания Советский патент 1985 года по МПК G06N7/08 

ветственно с информационным входом и выходом первого ключа, а вход и выход операционного усилителя, второt193684го интегратора подключены соответст веяно к информационному входу и выт ходу второго ключа.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВА-.НИЯ ПРОЦЕССА ОБСЛУЖИВАНИЯ, содержащее пять элементов И, два элемента запрета, схему сравнения, пять триггеров, два разделительных диода и два генератора случайных импульсов,; выход первого элемента И подключен к первым входам первого триггера и второго элемента И и входу запуска первого генератора случайных импульсов, выход которого является выходом обслуженных заявок высокого приоритета устройства и соединен с первым входом третьего элемента И и вторьм входом первого триггера, первый выход которого подключен к управляющему -входу первого элемента запрета, а второй выход - к первому входу первого элемента И, второй вход jcoToporo является входом заявок высокого приоритета устройства, входом заявок низкого приоритета которого является первый вход четвертого элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом второго триггера, а выход с информационным входом первого элемента запрета, выход которого подключен к первому входу второго триггера и входу запуска второго генератора случайных импульсов, выход которого соедийен с информационным входом второго элемента запрета и первым входом третьего триггера, второй вход которого подключен к выходу пятого элемента И, первый вход которого соединен с выходом четвертого триггера, первый вход которого подключен к выходу пятого триггера и управляняцему входу второго элемента запрета, выход которого является выходом обслуженных заявок низкого приоритета устройства и соединен с вторыми вxoдa я второго и четвертого триггеров, выходы схемы сравнения через первый разде 9 лительньш диод соединены с первым сл входом пятого триггера, второй вход которого подключен к выходу третьего элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом втопого триггера и вторым входом второго элемента И, выход которого подключен к второму входу пятого элемента И и через второй разделительный диод к первому входу пятого триггера, отличающееся тем, что, ;О с целью упрощения, оно дополниСО 9 тельно содержит два интегратора на операционных усилителях и два клюэо ча, управлякяцие входы которых соеди4ib нены с выходом второго элемента запрета, информационные входы первого и второго интеграторов подключены соответственно к выходам третьего и пятого триггеров, а выходы первого и второго интеграторов соединены соответственно с первым и вторым входами схемы сравнения, вход и выход операционного усилителя первого интегратора соединены соот

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

Цель изобретения - упрощение устройства .

Вербальной моделью работы устройства является следующая.

Два случайных потока заявок на обслуживание, каждьй из которых имеет свой приоритет в обслуживании, поступают на один обслуживающий прибор. Заявки на обслуживание с меньшим приоритетом принимаются к обслуживанию в случае отсутствия заявок с высоким приоритетом обслуживания.

Заявкам одного и того же приоритета, поступаюнщм в момент занятости обслуживающего прибора, в обслуживании отказывается.

Если заявка с высоким приоритетом поступила в период обслуживания заявки с меньшим приоритетом, то обслуживание заявки с меньшим приоритетом прерывается и обслуживается заявка с высоким приоритетом. После освобождения обслуживающего прибора обслуживание ранее принятой к обслуживанию заявки с меньшим приоритетом возобновляется, причем проводится дообслуживание ранее .принятой заявки. Дообслуживание заявки с меньшим ппиоритетом может прерьгоаться обслуживанием заявок с высоким приоритетом неоднократно.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства,, на фиг. 2 - временные диаграммы.

Устройство содержит вход 1 заяво высокого приоритета, вход 2 заявок низкого приоритета, первый 3, четвертый 4, третий 5, второй 6 и пя- тый 7 злементы И, первый 8 и второй 9 элементы запрета, первый 10, вто.рой 11, четвертый 12, пятый 13 и

третий 14 триггеры, второй 15 и первый 16 разделительные диоды, первый 17 и второй 18 генераторы случайных импульсов, операционные усилители 19 и 20, переменные резисторы 21 и

22, переменные конденсаторы 23 и 24, второй 25 и первый 26 ключи, схему 27 сравнения.

Потоки заявок на обслуживание на вход&х 1 и 2 представляют собой

случайные импульсные последовательности, интервалы между которыми распределены по определенным (разным или одним и тем же) законам.

Генераторы 17 и 18 случайных импульсов имитируют один обслуживающий прибор. Временной интервал от момента запуска генераторов до появления 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 15 и 16 служат для исключения взаимного влияния между выходом элемента 9 и входом триггера 14.

На двух группах элементов - резистор 21, конденсатор 23, усилитель

19 и резистор 22, конденсатор 24 усилитель 20 - собраны второй и первый - интеграторы соответственно, аналогичные один другому, так как служат для накапливания напряжения, пропорционального времени дообслуживания заявки низкого приоритета. Причем первый интегратор предназначен для непрерывного отсчета времени, требуемого для осуществления дообслуживания заявки с низким приоритетом, т.е. временного интервала от момента прерывания обслуживания (поступлением заявки высокого приоритета) 1ДО окончания обслуживания заявки низкого приоритета, если бы новые заявки с высоким приоритетом в устройство не поступали. Второй интегратор служит для непрерывного отсчета времени фактичес кого дообслуживания. Величина напряжения на выходе каждого интегратора прямо пропорциональна интервалу времени, в течение которого на соответствующий вход подается, постоянное напряжение Для идентичной работы интеграторов необходимо, чтобы единичные уровни напряжения, подаваемые на резисторы 21 и 22, бьти равны между собой. Изменяя величину К или С интегра торов (одновременно в обоих, так ка интеграторы должны быть аналогичры один другому), можно изменять скорость нарастания выходных напряжений. Это позволяет легко выбра удобный масштаб измерения и отсчета времени дообслуживания заявок с низ ким приоритетом. Ключи 25 и 26 служат для сброса выходного напряжения интеграторов. В момент прихода импульса на управляющий вход ключей 25 и 26 их кажды .первый вход подключается к соответствующему выходу, соответствующие конденсаторы 23 и 24 разряжаются, интеграторы устанавливаются в исход ное состояние - на вЕ 1ходах нулевой потенциал. Схема 27 сравнения предназначена для сравнения выходных напряжений первого и второго интеграторов. При выполнении условия, когда разность между выходными напряжениями первог и второго интеграторов меньше или равна выходе компаратора появляется импульс. Во избежание появления импульса на выходе схемы 27 при нулевых напряжениях на его входах (исходное состояние интеграторов) необходимо на,втором входе схемы сравне|1ия устанавливать некоторое начальное смещение, равное . . Тогда импульс на выходе схемы 27 появляется лишь в том случае, когда на его входы подаются равные отличные от нуля напряжения (фиг.2) Интеграторы и схема 27 сравнения .работают следующим образом (.фиг. 2) I ч В исходном состоянии с выходов триггеров 13 и 14 на резисторы 21 и 22 соответственно подаются нулевые потенциалы, с выхода усилителя 6844 19на вход схемы27 - также нулевой потенциал. Свыхода усилителя 20на вход схемы27 поступает напряжение, равноеидичОпрокидывание триггера 14 и подача высокого напряжения на контакт резистора 22 соответствуют моменту tp прерывания обслуживания низкоприоритетной заявки поступлением высокоприоритетной заявки. С этого момента напряжение U яа выходе усилителя 20 равномерно ра.стет-в течение времени, необходимого для завершения обслуживания высокоприоритетной заявки (интервал tg, t). Напряжение с выхода усилителя 20 поступает на соответствуюищй вход схемы 27, на выходе которой сохраняется нулевой потенциал, так как разность между его входными напряжениями более Момент tf соответствует окончанию времени, необходимого для завершения обслуживания высокоприоритетной заявки. В этот момент триггер 13 импульсом, поступившим на его вход, опрокидывается и высокое напряжение и0,подается на вход интегратора. Напряжение на выходе усилителя 19 начинает равномерно расти. Начинается дообслуживание низкоприоритетной заявки. Окончание времени, необходимого для завершения обслуживания низкоприоритетной заявки (момент t j), соответствует прекращению роста выходного напряжения U второго интегратора (кривая 2), которое затем остается постоянным. Если через некоторое время дообслуживания (момент t) в устройство снова поступает высокоприоритетная заявка, то дообслуживание прекращается (прекращает увеличиваться напряжение на выкоде усилителя 19). Дообслуживание возобновляется (снова начинает увеличиваться напряжение на выходе усилителя 19), когда заканчивается обслуживание (момент времени ty) заявки с высоким приоритетом. Рост напряжения (дообслуживание низкоприоритетной заявки) на выходе второго интегратора продолжается, пока разность U -U напряжений на входе схемы 27 не становится немного меньше допустимого (моменты t или t) . Как только выполниться условие Uj-Ui U,,M, ераSбатывает схема 27, на ее выходе появляется импульс, которьй поступает на входы ключей 25 и 26,разряжа щих конденсаторы 23 и 124 и приводящих интеграторы в исходное состояни на выходе усилителя t9 - нулевой потенциал, а на выходе усилителя 20 Горизонтальных участков кривой (начиная с момента t,) будет стольк сколько раз обслуживание низкоприоритетной заявки будет прервано поступлением заявок более высокого при ритета . С целью одновременного увеличения или уменьшения скорости роста выходных напряжений интеграторов конденсаторы 23 и 24 и резисторы 21 и 22 связаны между собой по управлению. Устройство может работать в сле дувмцих режимах: обслуживание заявки низкого приоритета, обслуживани заявки высокого приоритета, обслуживание заявки высокого приоритета с прерыванием обслуживания заявки кого приоритета и дообслуживание заявки низкого приоритета. После включения устройства триг гера 10 - 14 устанавливаются в сле дующее исходное состояние: на выходе триггера 10, подключенном к входу элемента ИЗ, имеется разрешающее напряжение, напряжение на управляющем входе элемента 8 отсут вует : с выхода триггера 11 подано разрешающее на.пряжение на вход эле мента И 4, на входах элементов И 5 и 6 напряжение отсутствуетj с выхода триггера 12 подано напряж ние на вход элемента И 7, напряжение с выхода триггера 13 на входе второго интегратора отсутствует, также отсутствует напряжение с вых да триггера 14 на входе первого интегратора входе триггера 12 и управляющем входе элемента 9 (элемент 9 открыт). В дальнейшем во всех режимах работы работоспособность устройств поддерживается автоматически. Устройство работает следукицим образом. При обслуживании заявок низкого приоритета импульс с входа 2 через элемент И 4 и открытый элемент 8 запрета запускает генератор 18 случайных импульсов и переводит тригг 6846 10 в состояние, при котором снимается напряжение с входа элемента И 4. Элемент И 5 закрыт для поступления новых заявок низкого приоритета до окончания обслуживания принятой заявки низкого приоритета. На входы элементов И 5 и 6 подается с триггера 1 1 разрешающий потенциал. Через случайный интервал времени на выходе генератора 18 появляется импульс, имитирующий окончание обслуживания/ принятой заявки. Импульс с выхода генератора 18 поступает на вход триггера 14, подтверждая его исходное состояние, проходит через открытый .элемент 9 запрета на выход устройства, а также на вход триггера 13 и входы ключей 25 и 26, подтверждая исходное состояние триггера 13, и . интегратор. Одновременно этот импульс поступает на вход триггера 11, переводя его в исходное состояние, при котором открывается элемент И 4 и закрываются элементы И 5 и 6. ТаКИМ образом устройство приходит в исходное состояние и готово к работе в любом режиме. При обслуживании заявок высокого приоритета импульс с входа 1 через открытый элемент И 3 запускает генератор 17 и переводит триггер 10 в состояние, при котором закрываются элементы И 3 и элемент 8 запрета. Тем самым до конца обслуживания заявки высокого приоритета заявки с входов 1 и 2 не принимаются к обслуживанию. После окончания обслуживания заявки высокого приори- . тета импульс Совыхода генератора 17 переводит триггер 10 в исходное состояние, открывая при этом элемент И 3 и элемент 8. Устройство приведено в исходное состояние и го.тово к работе. При обслуживании заявки высокого приоритета с прерыванием обслуживания заявки низкого приоритета последняя с входа 2 через открытые элемент И 4 и элемент 8 запрета запускает генератор 18 и переводит триггер 11 в состояние, при котором закрывается элемент И 4 и открьшаются элементы И 5 и 6. Импульс с входа 1, имитирукящй поступление заявки высокого приоритета до окончания обслуживания заявки низкого приоритета (выдачи импульса генератором 18), через открытый элемент И 3 запускает генератор 17, переводит триггер 10 в состояние, при котором закрываются элемент ИЗ элемент 8 запрета, дополнительно бло кируя цепь поступления заявки низкого приоритета. Одновременно импуль с выхода элемента И 3 через открытый по второму входу элемент И 6 поступает на вход триггера 13, подтверждая его исходное состояние, и через открытый элемент И 7 на вход триггера 14, опрокидывая его. С опрокидыва нием последнего подается высокий потенциал на элемент 9 запрета (он закрывается), опрокидывается триггер 12, снимая открьшающий потенциал с элемента И 7. На выходе первого интегратора (усилителя 20) начинает равномерно увеличиваться напряжение С окончанием обслуживания заявки низкого приоритета на выходе, генерат ра 18 появляется импульс, однако на выход он не поступает, так как закрыт элемент 9. Этот импульс прохо дит на вход триггера 14, который, опрокидываясь, снимает высокий потен циал с входа первого интегратора и управляющего входа элемента 9. Последний открьгоается, а напряжение на выходе усилителя 20 прекращает ув личиваться и остается постоянным. Величина напряжения на выходе усилителя 20, отсчитываемая от Цщ про порциональна требуемому времени дообслуживания заявки низкого приоритета. После появления импульса на выходе генератора 17, имитирующего окончание обслуживания заявки высокого приоритета, принятой к обслуживанию этот импульс переводит в исходное состояние триггер 10, который открывает элементы И 3 и 8. Одновременно он проходит через элемент И 5, переводя триггер 13 в состояние, при котором подается высокий потенциал на резистор 21 - начинается процесс дообслуживания заявки низкого приоритета. При дообслуживании заявок низкого приоритета с поступлением высокого потенциала на резистор 21 на выходе интегратора начинает равномерно увеличиваться напряжение. Бели новых заявок высокого потенциала на обслуживание не поступает, напряжение на выходе усилителя: 19 возрастает до того момента, пока не становится равным (с вычетом U,) напряжению на выходе усилителя 20 - фактическое время дообслуживания заявки низкого приоритета стало равньо4 требуемому времени дообслуживания. Как только разность напряжений на схемы 27 сравнения становится равной напряжению срабатывания, на выходе схемы 27 появляется импульс, который поступает на выход, имитируя окончание обслуживания заявки низкого приоритета. Одновременно этот импульс поступает на входа ключей 25 и 26, которые, срабатывая, устанавливают первый и второй интеграторы в исходное состояние. Кроме того, импульс с выхода схемы 27 поступает на вход триггера 11, опрокидывает его, открывает элемент И 4 для поступления заявок низкого приоритета и закрьшает элементы И 5 и 6, Схема приведена в исходное состояние. В случае нового поступления заявки высокого приоритета, когда дообслуживание заявки ниакого приоритета не закончено, устройство работает следующим образом. К моменту поступления новой заявки высокого приоритета на выходе усилителя 19 имеется некоторое напряжение, меньшее, чем напряжение на выходе усилителя 20 на величину, превышающую напряжение U, . Импульс, имитирукяций поступление новой заявки высокого приоритета, с выхода элемента И 3 запускает генератор 17 и через элемент И 6, открытый до . окончания дообслуживания заявки низкого приоритета, поступает на вход триггера 13, переводя его в состояние, при котором снимается высокое напряжение на резисторе 21. Интегратор прекращает накапливать (дообслуживать) напряжение на выходе усилителя 19 и оставляет его постоянным до того момента, когда импульс с выхода генератора 17 через открытый элемент И 5 не переводит триггер 13 в состояние, при котором высокое напряжение снова поступает на резистор 21, второй интегратор продолжает отсчет фактического времени дообслуживания низкоприоритетной заявки. Такое прерывание дообслуживания низкоприоритетной заявки поступлением заявок высокого приоритета может производиться неоднократно. Однако на выходе усилителя 20 требуемая продолжительность дообспуживания заявки низкого приоритета сохраняется, так как элемент И 7закрыт отсутствием напряжения с выхода триггера 12, поэтому сигналы на опрокидывание триггера 14 с выхода элемента И 6 не проходят. 8момент совпадения фактического и требуемого времени дообслуживания на выходе схемы 27 возникает импуль которьА приводит устройство в исход ное состояние. 410 Суммарное время дообслуживания заявки низкого приоритета с учетом неоднократного прерывания равно требуемому. При этом дообслуживание (увеличение напряжения на выходе усилителя 19) осуществляется только тогда, когда генератор 17 не работает, т.е. в устройстве не обслуживаются заявки высокого приоритета. Показатели эффективности обслуживания определяются путем измерения характери -тик входных потоков заявок, выходных потоков заявок, времени дообслуживания и числа срабатываний отдельных блоков устрйоства.

JbV

О io t,

t(X, cC

2 Ц