Модель обслуживающего прибора Советский патент 1985 года по МПК G06N1/00 

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 для экспоненциального закона обслуживания заявок.

На чертеже изображена структурная схема предлагаейогр. устройства.

Устройство содержит вход 1 заявок высокого приоритета, вход 2 заявок низкого приоритета, первый 3 и третий 4 элементы И, первый 5 и второй 6 триггеры, элемент 7 запрета, второй 8, четвертый 9 и пятый 10 элементы И, первый 11 и второй 12 разделительные диоды, генератор 13 импульсов со случайной длительностью следования.

Вход 1 устройства соединен с первым входом элемента ИЗ, выход которого подключен к первому входу триггера 5 и через диод 12 к входу запуска генератора 13 и выходу элемента И 8, Выход генератора 13 соединен с первыми входами элементов И 9 и 10. Выход элемента И 10 подключен к второму входу триггера 5 и первому входу элемента И 8 и является первым выходом устройства. Первый выход триггера 5 соединен с вторьми входами элементов И 3 и 9, а второй выход - с управляющим входом элемента 7 запрета и вторым входом элемента И 10.

Вход 2 устройства подключен к первому входу элемента И 4, выход которого соединен с информационным входом элемента 7 запрета. Выход элемента 7 запрета подключен к первому входу триггера 6 и через диод 1 к выходу элемента И В. .Первый выход триггера 6 соединен с вторьвч входом элемента И 4, а второй выход - с вторым входом элемента ИВ, Выход элемента И 9 подключен к второму входу триггера 6 и является вторым выходом устройства.

Потоки заявок на обслуживание на входах 1 и 2 устройства представляют случайные импульсные последовательности, интервалы между которыми распределены по определенным (разным или одним и тем же) законам.

96888

Моделью обслуживающего прибора является генератор 13. Временной интервал от момента запуска генератора до появления импульса на его J выходе случаен и распределен по экспоненциальному (или близкому к экспоненциальному) закону обслуживания. Устройство может работать в трех режимах: обслуживание заявок низкоfO го приоритета; обслуживание заявок высокого приоритета; обслуживание заявок высшего приоритета, поступивших в период обслуживания заявок низкого приоритета.

15 В исходном состоянии во всех трех режимах триггеры 5 и 6 устанавливаются в положение, при котором на выходах, подключенных к элементам И 3, 4 и 9, имеется высокий потенциал.

20 При этом на вторых входах элементов И 8 и 10 и управляющем входе элемента 7 запрета напряжение отсутствует. Для своих других входов элементы ИЗ, 4и9и элемент 7 запрета

25 открыты, а элементы И 8 и 10 закрыты.

Обслуживание заявок низкого приоритета. Импульс с входа 2 через открытые элементы И 4 и 7 запрета и диод 11 запускает генератор 13, а

у. триггер 6 переводится в положение, при котором элемент И 4закрыт до момента окончания обслуживания поступившей заявки. Поступившие.в это время заявки с входа 2 к обслуживаншо не принимаются и теряются. После окончания обслуживания- импульс с выхода генератора 13 проходит через открытый элемент И 9 на второй выход устройства и одновременно, опрокидывая триггер 6, открьшает элемент И 4 - устройство в исходном состоянии.

Обслуживание заявок высокого приоритета. Импульс с выхода 1 через открытый элемент И 3 и диод 12 запускает генератор 13 и переводит триггер 5 в состояние, при котором снимается высокий потенциал с элементов И 3 и 9 и подается напряжение на управляющий (запрещающий) вход элемента 7 запрета и второй вход элемента И 10. Элемент 7 запрета закрыт, а элемент И 10 для своего первого входа открыт. При этом заявки, поступившие с входа 1, теряются, так как элемент И 3 закрыт, а заявки с входа 2, пройдя открытый элемент И 4, к обслуживанию не принимаются, так как закрыт эле3 . 1 мент 7 запрета. После окончания обслуживания и появления импульса на выходе генератора 13 схема приводится в исходное состояние - импульс с выхода генератора 13 через открытый элемент И 10 проходит на первый выход устройства и, опрокидывая триггер 5,. открывает элементы И 3 и 9 и элемент 7 запрета и закрывает элемент И 10.

Обслуживание заявок высшего приоритета, поступивших в период обслуживания заявок низкого приоритета. Заявка низкого приоритета с входа 2 через открытые элемент И 4 и эле- мент 7 запрета запускает генератор 13 и опрокидывает триггер 6. При этом закрывается элемент И 4, а на второй вход элемента И 8 с выхода триггера 6 поступает разрешающий потенциал.

Заявка высшего приоритета, поступившая с входа 1 до окончания работы генератора 13, через открытый элемент И 3 и диод 12 проходит на вход запуска генератора 13, не оказывая влияния на его работу.

Использование экспоненциального (наиболее широко распространенного) закона обслуживания принципиально, так как на этом основано упрощение устройства - замена второго генератора импульсов со случайным интервалом следования прототипа на два элемента И 9 и 10 предлагаемого устройства. Это можно пояснить следующим образом.

Известно свойство, что если некоторая элементарная операция (например, телефонный разговор) имеет случайную длительность с экспоненциальным распределением с параметром и эта операция до момента ij, продолжалась в течение i единиц времени, то остаток от момента i ДО момента окончания операции имеет экспо ненциальное распределение с параметром независимо от t .На этой основе справедлив следующий алгоритм ра- боты генератора 13.

Пусть генератор 13 был запущен импульсом (назовем для определенности его первым импульсом) и проработал некоторое время до момента tg , когда на вход запуска генератора t3 поступил второй импульс. Так как генератор 13 в момент продолжал работать, то второй импульс не окажет на него никакого влияния. Однако на основе приведенного свой96888

ства экспоненциального распределения можно считать, что с приходом второго импульса (второй заявки) первый импульс (первая заявка)

5 мгновенно прекращает обслуживаться, и также мгновенно начинает обслуживаться вторая заявка с тем же экспоненциальным законом, независимо от времени t обслуживания первой

10 .заявки. Положив, что вторая заявка есть заявка более высокого приоритета, чем первая заявка, получаем алгоритм работы, аналогичный работе модели обслуживающего прибора известного устройства поступившая заявка высокого приоритета на вход запуска одного из двух генераторов импульсов со случайным интервалом следования (подобных генератору 13)

20 в период работы другого генератора, обслуживающего заявку низкого приоритета, запускает первый и устанавливает в исходное состояние второй генераторы; начинается обслуживание

25 высокоприоритетной заявки с тем же законом распределения, что и низкоприоритетной.

Вербальной моделью работы устройства является следующая. Два случай3Q ных потока заявок на обслуживание поступают на один обслуживающий прибор. Заявки на обслуживание с меньшим приоритетом принимаются к обслуживанию в случае отсутствия заявок с более высоким приоритетом.

35

Заявкам одного и того же приоритета, поступившим в момент занятости обслуживающего прибора,, в обслуживании отказывается. Если заявка с более высоким приоритетом поступила

40 в период обслуживания заявки с меньшим приоритетом, то обслуживание заявки с меньшим приоритетом прекращается, а обслуживается заявка с более высоким приоритетом. После ос45вобождения обслуживающего прибора обслуживание принятой ранее к обслуживанию заявки с меньшим приоритетом возобновляется.

В соответствии с рассмотренным

50 алгоритмом работы генератора 13 считается, что обслуживание заявки низкого приоритета в момент прихода заявки высокого приоритета прекращается, а Начинает обслуживаться по55ступившая заявка высокого приоритета. Одновременно с этим опрокидывается триггер 5 и закрываются элементы И 3 и 9 и элемент 7 запрета и открывается элемент И 10. В таком состоянии схема удерживается до окончания обслуживания заявки высокого приоритета.

После появления импульса на выходе генератора 13, имитирующего окончание обслуживания заявки высшего приоритета этот импульс через открытый элемент И 10, пройдя на первый выход устройства, опрокидывает триггер 5, открывая элементы 3, 9 и 7 и закрывая элемент 10, Причем данный импульс проходит также через элемент И 8, на втором входе которого имеется разрешакнций потенциал от триггера 6 снова на запуск генератора 13, Тем самым имитируется повторное обслуживание заявки низкого приоритета, прерванное поступлением высокоприоритетной sal 968886

явки. До окончания обслуживания триггер 6 удерживает элемент И 4 в закрытом состоянии, а элемент И 9 в открытом.

, После появления импульса на выходе генератора 13 схема возвращается в исходное состояние - импульс через открытый элемент И 9, пройдя на второй выход устройства, опрокидыванием

JO триггера 6 откроет элемент И 4 и закроет элемент И 8.

При поступлении новой заявки высокого приоритета с входа 1 до оконча. ния работы генератора 13, обслужи 5 вающего повторно заявку низкого приоритета, обслуживание низкоприоритетной заявки снова прерьшается и обслуживается поступившая высокоприоритетная заявка. Работа устройства повторяется аналогичным образом.

МОДЕЛЬ ОБСЛУЖИВАИМЦЕГО ПРИБОРА, содержащая генератор импульсов со случайной длительностью, три элемента И, два триггера, элемент запрета и первый разделительньй диод, выход первого элемента И подключен к первому входу первого триггера, второй вход которого соединен с первым входом второго элемента И, а первый выход - с вторым входом первого элемента И, первый вход которого является входом заявок высокого приоритета устройства, входом заявок низкого приоритета которого является.первый вход третьего элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу второго триггера, а выход - к информацион-:ному входу элемента запрета, управляюпшй вход которого соединен с вторым вь1ходом первого триггера. ОГ031Г4 т КОША а выход - с первым входом второго триггера и через первый разделительный диод - с входом запуска генератора импульсов со случайной длительностью и выходом второго элемента И, второй вход которого подключен к второму выходу второго триггера, отличающаяся тем, что, с целью упрощения модели для экспоненциального закдна обслуживания заявок, биа содержит четвертый и пятый элементы И и второй разделительный диод, причем выход первого элемента И через второй разделительный диод соединен с входом запуска генератора импульсов со случайной длительностью, выход (Л которого подключен к первому входу четвертого элемента И и первому входу пятого элемента.И, вторбй вход которого соединен с вторым выходом первого триггера, а выход пятого элемента И является выходом обслуженных заявок высокого приори:о 9) 00 00 00 тета модели и подключен к второму входу первого триггера, первый выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход которого является выходом обслуженных заявок низкого приоритета модели и подключен к второму входу второго триггера.