Микропроцессорное устройство для моделирования систем массового обслуживания Советский патент 1985 года по МПК G06N1/00 

рованияm-го блока имитации очеред к входу выбора блока -го блока обсл живания , выход количества обслуженны заявок которого подключен к информационному входу группы второго коммутатора и к k-му инфор мационному входу второй группы пер вого коммутатора, выход признака обслуживания заявок И-го блока обслуживания подключен к информационному входу М+2-Й группы второго ко1« мутатора, причем блок упра ления содержит таймер, выход которого подключен к входам опорного-и тервала блоков обслуживания, К-й выход второй группы второго коммутатора подключен к входу заявок К-го блока обслуживания. 2.Устройство ПО-П.1, о т л и чающееся тем, что каждый блок генерации заявок содержит ген ратор случайных последовательносте импульсов, управляемый делитель частоты, регистр и элемент И, первый и второй входы которого являются входом записи и входом селекции блока, выход элемента И подклю чен к входу синхронизации регистра информационный вход которого является входом установки параметра по тока заявок блока, выход генераторов случайных последовательностей выход регистра подключены к входу синхронизации и входу значения коэффициента деления управляемого де лителя частоты, вьЕХод которого является выходом блока. 3.Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что первый коммутатор содержит три элемента И три регистра, дешифратор, М элементов ИЛИ, матрицу (N+K)M узлов коммутации, каждый из которых содержит два элемента И, триггер, . вход установки и выход которого по ключены к выходу первого элемента узла и первому входу второго элемента И узла, вход дешифратора является входом управления коммутато ра, первые входы с первого по третий элементов И объединены и являются входом записи инструкции комм татора, вторые входы с первого по третий элементов И являются входам выбора режима коммутации коммутато ра, выход т-го элемента ИЛИ являет ся т-м выходом коммутатора, второй вход и выход второго элемента И 86 узла коммутации являются информационным входом и выходом узла коммутации соответственно, первый и второй входы первого элемента И узла коммутации являются первым-и вторым входами управления узла коммутации, информационные выходы узлов коммутации т-го столбца -матрицы подключены к входам т-го элемента ИЛИ, информационные входы узлов коммутации п-й и Ь-й строк матрицы объединеныи являются п-м и Ь-м информационными входами первой и второй, групп коммутатора соответственно, выходы с первого,по третий элементов И подключены к входам стробирования с первого по третий регистров, информационные входы которых подключены к выходам дешифратора, вьfxoд п-го разряда первого, регистра подключен к первым входам управления узлов коммутации h-й строки матрицы, выходы второго регистра- подключены к вторым входам управления узлов коммутации матрицы, выход k-ro разряда третьего регистра подключен к первым входам управления узлов коммутации Ц-и строки матрицы. I . 4. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что каждый блок имитации очереди содержит четыре элемента И, два дешифратора, элементов ИЛИ, коммутатор, триггер,- счетчики блоков обслуживания, потерянных заявок и длины очереди, суммирующий и вычитающий входы которого являются входами заявок и обслуженных заявок блока, информационные входы первого-дешифратора, счетчика блоков обслуживания и выходы счетчиков потерянных заявок, длины очереди, счетчика блоков обслуживания образуют вход - выход данных блока, первые входы первого и второго элементов И объединены и являются входом вьщачи данных блока, а их вторые входы являются первым и вторым входами выбора режима моделирования блока соответственно, выход счетчика блоков обслуживания подключен к информационному входу второго дешифратора, выходы f-1 разрядов которого подключены к первым входам -1 элементов ИЛИ, выходы которых образуют Р-1 выходов блока, выход -го разряда второго дешифратора подключен к -второму входу -1-го

элемента ИЛИ и является Р-м выходом блока, вход j-ro элемента ИЛИ подключен к выходу i+1-го элемента ИЛИ (,), выход второго элемента И подключен к входу записи счетчика блоков обслуживания и к входу установки триггера, инверсный и прямой выходы которого подключены к первым входам третьего и четвертого эле- . ментов И, выходы которых подключены к счетным входам счетчиков блоков обслуживания и потерянных заявок соответственно, выход тгервого элемента И подключен к входу стробирования коммутатора, информационный и управляющий входы которого подключены к выходам счетчика длины очереди и первого дешифратора соответственно, первый выход коммутатора подключен к входам третьего и четвертого элементов И, второй выход коммутатора является Р+1 выходом блока, причем коммутатор содержит три группы элементов И, группу элементов ИЛИ, первый и второй элементы ИШ, группу триггеро.в, входы установки которых подключены к вьпсодам элементов ИЛИ группы, первые . входы которых подключены- к выходам элементов И первой группы, первые входы которых образуют управляющий вход коммутатора, а вторые входы объединены и являются входом стробирования коммутатора, прямой и ин-. версный вых.оды триггеров группы подключены к первымвходам элементов И второй и третьей групп соответственно, попарно объединенные вторые входы которых образуют информационный вход коммутатора, выходы элементов И второй и третьей групп подключены к входам первого и второго элементов ИЛИ коммутатора, выходы которых являются вторыми nepBtw выходами коммутатора, второй вход i-го элемента ИЛИ группь подключен к прямому выходу {+1-ТО триггера коммутатора, где i 1, h-1, а гколичество элементов ИЛИ в группе, 5. Устройство по П.1, о т л и чающееся тем, что второй коммутатор содержит N блоков коммутации, три элемента И, три регистра, дешифратор, вход которого является входом управления коммутатора, первые входы с первого по третий элементов И являются входами выбора режима коммутации коммутатора.

96886

а их вторые входы объединены и являются входом записи инструкции ком. мутатора, выходы с первого по третий элементов И подключены к входам

синхронизации с первого по третий регистров соответственно, информационные входы которых поразрядно объединены и подключены к выходу

дешифратора, причем каждый блок коммутации содержит матрицу f.Jc первых и вторьгх узлов коммутации, причем вторые узлы коммутации расположены в последней, -й, CTpoije матрицы, 1 третьих узлов коммутации, две группы элементов ИЛИ, группу эле-

ментов И и элемент ИЛИ, выходы которого являются выходом т-го блока коммутации и т-м выходом первойгруппы коммутатора, первые информационные входы первых узлов коммутации первой строки матрицы объединены и образуют первый информационный вход первой группы входов блока и одноименный вход в каждой группе информационных входов коммутатора, первые входы элементов И группы соответственно подключены к первым информационным входам узлов коммутации с второй по С-ю строки матрицы и образуют с второго по -и информ.ационные входы первой группы входов блока и одкоим.енные входы

в каждой m-и группе информационных входов коммутатора, входы стробирования первых узлов коммутации первой строки матрицы объединены и подключены к объединенньтм вторым входам группы элементов И и образуют +1 информационный вход первой группы входов блока и одноименный вход в каждой ш-й группе информационных входов коммутатора, выход , i-ro элемента ИЛИ первой группы подключен к третьему входу i-ro элемента И группы ({,2, J, . выход, которого подключен к входам стробирова,ния узлов коммутации i-й строки матрицы, первые выходы узлов коммутации k-ro столбца матрицы подключены к входам 1.-го элемента ИЛИ второй группы, выход которого является )I-M выходом группы блока, 1.-е выходы группы Мблоков, объединены и образуют k-й выход второй группы коммутатора, вторые информационные входы первых узлов коммутации столбца матрицы образуют 1,-й информационный вход второй группы блока, V.-e

информационные входы второй группы блоков объединены и образуют 1 -и информационный вход М+1-й, группы коммутатора, информационный вход третьего узла коммутации является информационным входом третьей группы блока, информационные входы третьей группы блоков объединены и образуют -и информационный вход М+2 -и группы коммутатора, выходы третьих узлов коммутации блока подключены к входам элемента ИЛИ блока, вторые выходы пер.вых узлов коммутации блока i-и строки матрицы ( i 1, Е-1) лодключены к входам т-го элемента ИЛИ первой групы блока, первые управляющие входы узлрв коммутации т-го блока объединены и подключены к т-му выходу первэго регистра, вторые управляющие входы первых и вторых узлов коммутации k-ro столбца матрицы и Ь-го третьего узла коммутации т-го блока объединены и подключены к k-ому. выходу третьего регистра, третьи управляющие входы узлов коммутации С-й строки матрицы т-го блока объединены и подключены к -му выходу второго регистра, причем первый узел коммутации содержит три элемента И и триггер, вход установки и-выход которого подключен к выходу первого элемента И и первым входам второго и третьего элементов И соответственно, вторые входы последних объединены и являются первым информационным входом первого узла, а третьи входы и выходы второго и третьего элементов И являются входом строб.ирования, вторым информационным входом и первьм и вторым выходами первого узла соответственно, с первого по третий входы первого элемента И.являются с первого по третий управляющими входами первого узла, второй узел коммутации содержит два элемента И и триггер.

96886

вход установки и выход которого подключены к выходу первого и первому входу второго элемента И, второй, третий входы и выход последнего являются информационным входом, входом стробирования .и выходом второго узла, с первого по третий входы первого элемента И являются с первого по третий управляющими входами второго узла, третий узел коммутации содержит два элемента И и триггер, вход установки и выход которого подключены к выходу первого и первому входу второго элемента И, второй вход и выход последнего является информационнь1мвходом и выходом третьего узла коммутации, первью и второй входы первого эле- мента И являются первым и вторым управляющими входами третьего узла

коммутации,

6, Устргйство по п,1, от л и : чающе е с я тем, что каждый блок обслуживания содержит два элемента И, элемент НЕ, два одновибратора, счетчики времени и обслуженных . заявок, первые входы первого ивторого элементов И являются входом заI явок и входом опорного интервала

блока, выход первого элемента И под, ключен через первый одновибратор к входам элемента НЕ и к входу второго одновибратора, выход которого подключен к счетному входу счетчика обслуженных заявок и является выходом обслуженных, заявок блока, выход . первого одновибратора подключен к второму входу второго элемента И и является выходом признака обслуживания заявки, выход элемента НЕ подключен к второму входу первого элемента И, выход второго элемента И подключен к счетному входу счетчика времени, выход которого и выход счетчика обслуженных заявок образуют выход данных блока.

1. МИКРОПРОЦЕССОРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ, содержащее N блоков генерации заявок, ЛЛ блоков имитации очереди, k бло- . ков обслуживания, первый и второй коммутаторы и блок управления, выход п-го блока генерации заявок (,N) подключен к п-му информационному входу первой группы первого коммутатора, т-й выход которого (,М) подключен к входу заявок щ-го блока имитации очереди, +1 выходов которого подключен к информационным входам т-и группы второго коммутатора (где - максимальное число блоков обслуживания , подключенных к данному блоку имитации очереди),m-и выход первой группы второго коммутатора подключен к входу обслуженной заявки т-го блока имитации очереди, о тличающееся тем, что, с . целью повышения производительности моделирования за счет распараллеливания процесса моделирования систем массового обслуживания на физических компонентах модели, в него введен депщфратор управления, а блок управления выполнен на микропроцессоре, выход шины адреса блока управления подключен к входу дешифратора управления, вход - выход шины данных блока управления iS является информационным входом сл устройства и подключен к входу установки параметра потока заявок п-го блока генерации заявок, к входам управления первого и второго коммутатора, к входу/выходу данных т-го блока имитации очереди, к выходу данных k-ro блока обслуживания (k 1,k), выход признака вьщачи cd информации на шину данных блока О5 управления подключен к входу записи 00 блока генерации заявок,к входам 00 о за:писи инструкции первого и второго коммутаторов,к входу записи т-го блока имитации очереди, выход разрешения приема информации с шины данных блрка управления подключен к входам выдачи данных блока имитации очереди и k-ro блока обслуживания, выходы разрядов дешифратора управления подключены к входу селекции п-го блока генерации заявок, к входам выбора режима коммутации первого и второго коммутаторов, к первым и вторым входам выбора режима модели

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в ЭВМ для эффективного решения задач статистического моделирования систем массового обслуживания (СМО), возникающих при Изу3

ченни, проектировании н эксплуатации автоматизированных систем управления, организационных структур, вычислительных комплексов, информационных систем, сетей связи, производственных и строительных систем, систем материально-технического снабжения и т.д. . .

Цель изобретения - повышение производительности моделирования за счет распараллеливания процесса моделирования СМО на .физических компонентах модели.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 функциональная схема блока генерации заявок; на фиг.З - функциональная схема первого блока коммутации; на фиг.А - функциональная схема блока имитации,очереди; на фиг.З коммутатор; на фиг.6 - функциональная схема второго коммутатора; на. фиг.7 а,б,в - функциональные.схемы первых, вторых и третьих узлов коммутации соответственно; на фиг.8 .функциональная схема блока обслуживания; на фиг.9 и 10 - пример блоксхемы алгоритма, который можно реализовать в предлагаемом устройстве

I

Блок управления устройства выполнен на микропроцессоре и содержит буфер 1 данных, регистр 2 команд, дешифратор 3 операции,.узел 4 регистров общего назначения, счетчик 5 команд, регистр 6 адреса, аккумулятор 7, регистр 8 временного хранения информации, арифметико-логический узел 9, регистр 10 признаков, блок 11 управления. Кроме того устройство содержит дешифратор 12 управления N блоков 13„генерации заявок, первый коммутатор 14, М блоков 15 имитации очереди,второй коммутатор 16, К блоков 17k обслуживания, шину 18 данных, адресную шину 19 и шину 20 управления.

Функциональная схема блока ге.нерации заявок (фиг.2) содержит элемент И 21, регистр 22, генератор 23 случайных последовательностей импульсов, управляемый делитель 24 частоты.

Первый блок коммутации (фиг.З) содержит элементы И 25-27, регистры 28-30, дешифратор 31, М элементов Ш1И 32|п, матрицу (N+1).M узлов 33 коммутации. Каждый узел33

968864

состоит из элементов И 34 и 35 и триггера 36.

Блок имитации очереди (БИО) (фиг.4) состоит из счетчика 37 дли; ны очереди, элементов И 38-41, коммутатора 42, счетчика 43 блоков обслуживания, счетчика 44 потерянных заявок, дешифраторов 45 и 46, Р-Г элементов ИЛИ 47 (Р -максималь10 ное число блоков обслуживания, подключаемых к данному блоку имитации очереди), триггера 48.

Коммутатор 42 (фиг.5) содержит первую группу из г элементов И 49 15 (f - максимальная длина очереди), группу из г-1 эл.ементов ИЛИ 5.0, группу из г триггеров 51, вторую и третью группы по г элементов И 52 и 53 и два элемента ИЛИ 54 и 55. 20 Второй,коммутатор (фиг.6) содержит (Р-1)МК первых узлов 56 коммутации, М-К вторых узлов. 57 коммутации, М-К третьих узлов 58 коммутации, (р-1)лл элементов ИЛИ 59, 5 k элементов ИЛИ 60, М элементов ИЛИ 61, элементы И 62-64, регкстры 65-67, дешифратор 68, (Р-1)М элементов И 69.

Первьй узел 56 содержит ..элеQ менты И 70-72 и триггер 73, второй 57 - содержит элементы И 74 и 75 и триггер 76, третий - 58 содержит элементы И 77 и 78 и триггер 79.

БЛОК обслуживания (фиг.З) содержит э.пементы И 80 и 81, первый одновибратор 82, элемент НЕ 83, второй одновибратор 84, счетчики 85 и 86..

Устройство работает следующим, образом.

I .

Исходная информация программы

управления и обработки данных хранится во внешней памяти микропроцессора.

На первом этапе работы устройства осуществляетсязапись исходных данных, В блоки 13г, генерации заявок записываются величины, характеризующие интенсивность потоков ааявок, т.е. плотность потоков случайных испульсов. В коммутаторы 14 и 16 записываются данные о структуре сети массового обслуживания. В коммутаторы .42(п и счетчики 43 (i 1, т) блоков 15 имитации очереди записываются, данные о дисциплине ожидания и обслуживания заявок. На втором этапе имитируются процессы, присходящие в системе массового обслуживания (СМО), осуществляется программное управление этими процессами и пересылка получаемой информации во внешнюю память. На третьем этапе осуществляется вызов накопленной информации из внешней .памяти и ее обработка.

Цикл любой команды начинается с выборки ее с памяти. Содержимое счетчика 5 команд передается в регистр 6 адреса и.далее по адресной шине 19 в память . Блок 1 1 управлеиия, формирует сигнал Чтение, по которому содержимое адресуемой ячейки вьщается из памяти на шину данных и через буфер 1 данных принимается в регистр 2 команд. Код операции дешифрируется дешифратором 3 команд. Содержимое счетчика команд увеличивается на единицу, Адресная часть команды поступает в регистр адреса и содержит адрес операнда, адрес следующей команды или адрес блока микропроцессора. На первом этапе работает программа пересьшки данных из памяти в блоки устройства. Адресная часть команд пересылки данных содержит номер ячейки памяти, в которой хранится номер блока или памяти элемента этого блока устройства. Номер блока или элемента устройства определяется дешифратором 12 управления, который представляет собой преобразователь двоичного кода в десятичный (см,таблицу).

Соответствие блоков устройства адресной информации, поступающей в дешифратор 12, приведено в таблице

0000 0001 0000 0010 0000 0011 0000 0100

П р од о лже н и е -таблицы

При подаче адресной информации в дешифратор 12 на его соответствующем выходе появляется сигнал, который поступает на вход разрешения записи соединенного с ним блока и/или элемента блока устройства. Блок 11 управления в соответствии с кодом операции -следующей команды подает в шину 20 управления сигналы Чтение или Запись,

Информация из выбранной ячейки памяти, через буфер 1 данньгх посылается в шину 18 данных и записывается в выбранный блок или элемент блока устройства.

Числа, характеризующие интенсивность заявок, записываются в блоки генерации .заявок следующим образом. Адресная информация из регистра команд посылается в дешифратор 12 и память. Дешифратор 12 формирует сигнал разрешения записи в выбранный блок 13 генерации заявок,. При этом из дешифратора 12 на вход элемента И 21 поступает разрешающий сигнал (фиг,2), Из выбранной ячейки, памяти считывается число. Оно поступает через буфер 1 данных в шину 18 данных микропроцессора и по сигналу Запись, поступающему из вала 11 управления на 7 второй вход элемента И 21, записывается в регистр 22, - Данные о структуре сети массово го обслуживания записываются и запоминаются в узлах коммутации коммутаторов Т4 и 16. Адресная часть команд пересылки данных содержит адреса регистров в коммутаторах и адреса ячеекпамяти, где хранятся данные о номерах узлов коммутации. Дешифратор 12 формируетСигнал раз решения записи на входе выбранног регистра коммутатора. Сигнал из бл ка 11 управления считывает информа цию из выбранной ячейки памяти. Эта информация по шине данных поступает на входы блоков 13-16 устройства и записывается в выбранный регистр коммутатора. Например, есл в блок селекции поступает адрес 0000 0010, то выбранным оказываетс регистр 28 коммутатора 14 (фиг,3). Регистры 29 и 30 зтого блока имеют адреса 0000 001 Г и 0000 0100, В соответствии с сигналами из дешифратора 12 открытым оказывается один из элементов И 25-27, Сигнал записи проходит через открытый элемент И и записывает информацию один из регистров 28-30,Числа, поступающие в коммутаторы, предста лены в виде кодовых комбинаций, Эт комбинации поступают в дешифратор 3 который преобразует двоичный код числа в десятичный. Допустим необходимо скоммутировать третий блок 15 имитации очере ди с вторым блоком 13 генерации заявок и с первым блоком 17 обслуживания. Тогда в регистры 28-30 последовательно записьшаются числа два, три и один соответственно. На втором выходе регистра 28, на третьем выходе регистра 29 и на первом выходе регистра 30 установятся единичные сигналы, которые через элемент И 35 установят триггер 36 в единичное состояние, обес печивая коммутацию выхода второго блока генерации заявок с входом третьего блока имитации очереди че рез элементы И 34, ИЛИ 32, Сигналы с третьего и первого выходов регистров 29 и 30 соответственно через соответствующий узел коммутации соединяют выход первого блока обслуживания с входом третьего блока имитации очереди. После это86 . . 8 . го регистры 28-30 обнуляются и таким образом подготавливаются к приему новой информации. Аналогично устанавливаются соединения в коммутаторе 16, Таким образом, в коммутаторах 14 и 16 осуществляется соединение блоков 17 обслуживания, блоков 13 генерации заявок и блоков 15 имитации очереди в соответствии с запрограммированной структурой моделируемой CMC, Длина допустимой очереди в блоках имитации очереди устанавливается с помощью коммутатора 42, Дешифратор 12 выбирает блок 15 имитации очереди по установленному адресу и выдает на него,т,е, на элемент Н 38, сигнал разрешения записи (фиг,4), Информация о длине допустимой очереди считывается из выбранной ячейки памяти и по шине 18 данныхпоступает на блоки 13-16 устройства. Сигнал записи из блока 11 управления проходит через элемент И 38 и записывает информацию в триггер 51 (1,р). через дешифратор 45, элементы И 49. (l 1,r) и ИЛИ 5 (i 1,h-1) (фиг,5), Если необходимо установить допустимую длину очереди в данном блоке 15 имитации очереди . равную, например, десяти, то из памяти на вход дешифратора 45 подается комбинация 0000 1010, После дешифрации на вход десятого триггера группы триггеров 51 (,r) поступает единичный сигнал, а на входыдругих триггеров этой группы поступают нули. Триггер 51.j устанавливается в .единичное состояние и перебрасывает триггер 51д в единичное состояние, В свою очередь триггер 51д перебрасывает триггер 51g в единичное состояние и т,д, В результате первые десять триггеров этой группы устанавливаются в единичное состояние, открывают первые десять элементов И 52 . (,r) и соединяют первые десять выходов счетчика, длины очереди с элементом ИЛИ 54, Остальные (г-10) триггеров 51- (i,) остаются в нулевом состоянии. Поэтому (г-Ю) элементов И 53, ,соединенные с нулевыми выходами этих триггеров, открыты и соединяют выходы старших, начиная с 11-го, разрядов счетчика 3 длины очереди с входами элементов ИЛИ 55. В счетчик 43 блоков обслуживани (фиг.4) может быть записана необходимая величина. При записи информация поступает по шине 18 данных, а сигнал записи - через элемент И 39. Второй этап работы устройства, т.е. этап моделирования СМО, начинается с момента выборки из ЗУ первой команды программы управления моделированием. По этой команде включаются генераторы заявок. Генераторы 23 случайных импульсов (фиг.2) генерируют потоки заявок с заданными функциями распределения интервалов между двумя последовательными заявками. Делитель 24 частоты прореживает поток в соответствии с коэффициентом деления, записанным в регистр 22. Заявки, поступающие в блок имитации очереди, попадают на суммирующий вход реверсивного счетчика длины очереди (фиг.4). На вычитающий вход этого счетчика поступают импульсы в моменты окончания обслу живания заявок, В исходном состоянии счетчик 37 длины очереди и счетчик 44 потерянных заявок обнулены. Счетчик 43 блоков обслуживания может быть обнулен или содержать число в зависимости от решаемой задачи. В первом случае моделируется работа СМО без потерь, во втором случае - СМО с ограничением на число блоков обслуживания. Блок 15 имитации очереди при моделировании СМО без потерь работает следующим образом. Счетчик 43 блоков обслуживания содержит нуль, сигнал с нулевого выхода дешифратора 46 через элемент ИЛИ 47 обеспечивает разрешение работы одного блока 17 обслуживания. Триггер 48 находится в ну левом состоянии и подает единичный сигнал на элемент И 40. Каждая заявка, поступившая в блок 15 имитации очереди, добавляет в счетчик 3 длины очереди единицу и через коммутатор 42, второй коммутатор 16 поп 1дает в разрешенный блок 17 обслуживания. В момент окончания обслуживания заявки на вычитающем входе счетчика 37 длины очереди по является импульс и содержимое этог 8610 счетчика уменьшается на единицу. Если интенсивность поступления заявок будет превышать интенсивность их обслуживания, то очередь заявок, т.е. содержимое счетчика 37, будет увеличиваться. Если очередная заявка поступила в счетчик 37 в тот момент времени, когда очередь заявок достигла своей допустимой величины, то эта заявка пройдет через открытый элемент И 53; ,r/ (фиг.5) и элемент 1ШИ 55 коммутатора 42, через элемент И 40 и запишет единицу в счетчик 43 блоков обслуживания. На первом выходе дешифратора 46 появляется сигнал, обеспечивающий через элементы ИЛИ 47 и 472 работу двух блоков 17 обслуживания. Заявки начинают обслуживаться двумя блоками обслуживания и интенсивность обслуживания увеличивается. Таким образом включается такое число блоков 17,обслуживания, которое необходимо для обслуживания потока заявок заданной интенсивности при заданной допустимой длине очереди заявок. В режиме моделирования СМО с ограничением на число блоков 17 обслуживания ограничительная величина записывается в счетчик 43 блоков 15. Триггер 48 переключается в единичное состояние сигналом записи, поступающим с выхода элемента И 39. При этом элемент. И 40 закрывается и отключает счетчик 43 от коммутатора 42, а элемент -И 41 открьшается и подключает счетчик 44 потерянных заявок к коммутатору. Дешифратор 46 расшифровывает записанное в счетчике 43 число. На его соответствующем выходе появляется единичньй сигнал, которьй устанавливает последовательно в единичное состояние выходы всех предьщущих элементов ИЛИ 47, разрешающие работу соответствующих блоков обслуживания. Обслуживание заявок в дальнейшей работе ведется заданным числом блоков 17 обслуживания. Причем каждый блок 17 обслуживания обслуживает не более одной заявки одновременно. Каждая очередная заявка, поступившая в счетчик 37 в то время, когда очередь заявок достигла допустимой величины, проходит через коммутатор 42, элемент И 41 и записыва-т n етв счетчик А4 потерянных заявок на единицу. Блок 17 обслуживания заявок работает следующим образом. В исходном состоянии на выходе одновибратора 82 сигнала нет (фиг.8). Эле- мент И 80 закрыт, а элемент И 81 открыт сигналом, поступающим с выхода элемента 83. Импульс, имитирующий заявку, через элемент И 81 поступает на вход одновибратора 82 и включает его. Одновибратор 82 моделирует процесс обслуживания заявки, т.е. формирует единичный сигнал, длительность которого эквивалентна времени обслуживания конкретной заявки. Этот сигнал инвертируется элементом 83 и закрывает элемент И 81, запрещая поступлени-е новых заявок на вход занятого обслу живанием одновибратора 82, Одновременно открывается элемент И 80, который пропускает импульсы с выхода таймера блока управления (не показан) на вход счетчика 85 времени обслуживания. Посла окончания процесса обслуживания элемент И 80 закрывается, элемент И 81 открывается .а Одновибратор 84 формирует импульс который записывает в счетчик 86 обслуженных заявок единицу и поступае через коммутатор 16 на вычитающий вход счетчика 37 длины очереди. Рассмотрим моделирование одной фазы СМО. Допустим, что установлены следующие соединения. Выход второго блока 13 генерации заявок соединен с входом первого блока 15 имитации очереди, а первьй и второй выходы блока 15 имитации очереди соединены с входами первого и второго блоков 17 обслуживания заявок соответственно. Допустимая длина очереди установлена равной десяти. Задана программа работы однофазной двухканальной СМО с ограниченным ожиданием заявок. В исходном состоя нии все счетчики блока 15 имитации очереди и блоков 17 обслуживания обнулены. Разрешающий сигнал с нулевого выхода дешифратора 46 через элемент ИЛИ 47 поступает на первые входы элементов И 71 определенных узлов коммутации 56 блока коммутации 16 (фиг.6). Заявки поступают с выхода второго блока 13 генерации заявок через выбранный узел 33 коммутации коммутатора 14 (фиг.3) на 612 суммирующий вход счетчика 37 блока 15 имитации очереди (фиг.4). Первая заявка, поступившая -в счетчик 37, длины очереди, запишет в него единицу и через элемент ИЛИ 54 коммутатора 42 (фиг.5) поступает на вторые входы элементов И 70 определенных узлов 56 коммутации и на элементы И 69 р. коммутатора 16 (фиг,6 и 7). Элементы И предназначены для разрешения работы следующего блока обслуживания, если предыдущий занят. Они за- . крыты нулевыми сигналами с элементон ИЛИ 47 -.47 первого блока 15 имитации очереди и нулевыми сигналами с выходов элементов ИЛИ 59 - . Элементы И 72 коммутационных узлов 56 в исходном состоянии закрыты нулевыми сигналами с выходов .одновибраторов 82 блоков 17 обслуживания. Элементы И 71 -выбранного узла 56 коммутации, т.е. узла соединяющего первый выход первого блока 15 имитации очереди с входом первого блока 17 обслуживания, открыт. Заявка поступает через элементы И 71, ИЛИ 60 на вход нулевого блока 17 обслуживания. Одновибратор .82.вклю- чается, а на его выходе устанавливается сигнал на время обслуживания. Этот сигнал закрывает вход первого одновибратора 82, открывает счетчик 85 времени обслуживания и через элемент И 72 (фиг.6 и 7) выбранного узла 56 коммутации, элемент ИЛИ 59 поступает на вход элемента И 69 .: После окончания обслуживания заявки генератор 17 обслуживания выключается, элемент И 80 закрывает вход счетчика 85 времени обслуживания, элемент И 81 открывает вход одновибратора 82 обслуживания, элементы И 72,и 69 коммутатора 16 за-, крываются, в счетчик 86 обслуженных заявок записывается единица, а содержимое счетчика 37 длины очереди первого блока. 15 имитации очереди уменьшается на единицу. Импульс на вычитающий вход реверсивного счетчика 37 поступает через выбранный узел 58 коммутации и элемент ИЛИ 61 коммутатора 16.. Если интенсивность поступления заявок превосходит интенсивность их обслуживания, то в тот момент, когда длина очереди заявок превы13

сит допустимую, включается второй блок обслуживания. При этом содержимое счетчика 43 блоков 15; увеличивается на единицу. На первом выходе дешифратора 46 устанавливается :единичньгй сигнал. Этот сигнал через элемент ИЛИ 472 поступает на входы элементов И 69 и И 71 определенных узлов коммутации коммутатора 16. Сигнал с выхода первого блока 17 обслуживания через элемент И 72 выбранного узла 56 коммутации и через элемент ИЛИ 59 поступает на второй вход элемента И 69. Поэтому импульс очередной заявки, поступающей из коммутатора 42, проходит через открытый элемент И и открытый элемент И 71 выбранного узла 56 коммутации, т.е. того узла, KOTcfpbM соединяет второй выход первого блока 15 имитации очереди с входом второго блока 17 обслуживани Через элемент ИЛИ 60 заявка поступает на вход второго блока 17 обслуживания. Обслуживание заявок ведется двумя блоками обслуживания.

Если интенсивность поступления заявок в счетчик 37 снова превысит допустимую, то на третьем выходе дешифратора 46 появится сигнал, разрешающий работу трёх блоков обслуживания. Однако, по условию задачи скоммутированы только два блока обслуживания, т.е. возникла ситуация, не предусмотренная поставленной задачей. В этом случае следует уточнить параметры задачи (например, увеличить число блоков обслуживания или уменьшить интенсивность поступления заявок).

Чтобы построить модель многофазной СМО, необходимо программно описать соединение блоков генерации заявок, блоков имитации очереди и блоков обслуживания в сеть заданной конфигурации,

В устройстве возможно также . программное управление очередью заявок. Каждая заявка, поступающая на суммирующий вход счетчика 37 длины очереди, формирует сигнал запроса на присвоение ей признака (это может быть номер заявки, уровень приоритета и др.). По этому сигналу происходит обращение к программе и выбор нужного признака.

9688614 X „

Признаки стоящих в очереди заявок хранятся в ЗУ и доступны для программной сортировки.В результате сортировки они располагаются в последоS вательности,определяемой дисциплиной обслуживания .По сигналу,поступающему на вычитающий вход счетчика длины очереди, формируется запрос на стирании из памяти признака обслуженной заявки. Следует заметить, что такое изменение дисциплины ожидания возможно лишь для одноканальных СМО. При моделировании многоканальных СМО осуществляется

15 режим; первый пришел - первый поступил на обслуживание.

Таким образом, изменение программы работы микропроцессора осуществляется моделирование заданных систем массового обслуживания, а имен- но - п -канальных, г -фазных, с ожиданием, без ожидания, с потерями, комбинированных и других.

25 После окончания времени моделирования таймер блока управления (не показан) выдает сигнал в блок управления, который формирует сигнал чтения. Из каждой фазы СМО считываются показания счетчика длины очереди, счетчика блоков обслуживания, счетчика обслуженных заявок, счетчика потерянных заявок, счетчика времени обслуживания (цепи чтения указанных счетчиков и их связь с внутренней шиной данных не показаны)..Эта информация по шине данных записывается во внешнюю память. После записи указанные счетчи Q ки обнуляются, а в счетчик блбков обслуживания, если это необходимо, записывается заданная величина. Процесс моделирования повторяется Н раз, а затем рассчитываются статистичес 5 кие характеристики СМО, например математические ожидание и среднеквадратическое отклонение длин очередей, длительности обслуживания заявок и др. Расчет производится по программам,

,д заложенным во внешней памяти. При выполнении арифметических и логических операций аккумулятор 7, регистры . временного хранения информации 8, общего назначения 4, приgj знаков 10 и АЛУ 9 взаимодействуют в соответствии с работой микропроцессора.

Гщ

отбУП

j-

-

о т баг

L.

П

I М/

2 т-

отШД18 фиг. 2 отБСИ отбУИ

±Zx

от Ш4/8 Фиг.З КБИО

ШД18

01Г)6С(2 отбУИ omBCtZот ело37 W.

2

47г

t

КбКЮ

отИЗв

отЛШ45 Фаг 5

4s

I

- 6кo

0/77

Фиг 6

ФигЛ

omuKW

от таймера

Фиг.8

(

-о

/5

Разрешение записи информаиии б блок элемент Scotia микро процессора, осибранного блоком се/ ехции

Запись интенсибности потокoS 3affSo-K S SJJOKU генерации заябок

Счетчик потерянных заядок

Обслужибание заабки

/7

Уменьшение содержимого cvemvuKO vt/c/ja Заядок 5 очереди на единицу

Запись данных о структцре сети массобоео оВслужиЪания 6 локи коммутации /4,16

Запас о б коммутаторы cvemuuKU 3-f, SflOKQO имитации очереди данных о дисциплине ожидания и оУс/гужибания заяоо