Устройство для моделирования систем массового обслуживания Советский патент 1987 года по МПК G06N1/00 G06N7/00 

для каждого канала моделирования очереди. Элемент И-НЕ 5 совместно с реверсивным счетчиком 2 регулирует количество заявок от источника в системе (в очереди и на обслуживании), определяемое емкостью буферного накопителя источника. При наличии сигнала об окончании обслуживания заявки формирователь 12 сигналов разрешения обслуживания приводит в действие блок 10 опроса и блок 8 ситуационных приоритетов. Блок 10 опроса выдает сигналы опроса в те каналы моделирования очереди, для которых

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования процессов в системах массового обслуживания (СМО).

Цель изобретения - расширение класса моделируемых систем массового обслуживания с дисциплиной одиночной диспетчеризации.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема блока ситуационных приоритетов.

Устройство содержит К каналов моделирования очереди, каждый из которых состоит из блока 1 сдвига, реверсивного счетчика 2, генератора 3 импульсов заявок, триггера 4, элемента И-НЕ 5, элемента И 6, а также k групп элементов И 7, блок 8 ситуационных приоритетов, генератор 9 тактовых импульсов, блок 10 опроса, блок 11 приоритетов, формирователь 12 сигналов разрешения обслуживания, элемент ИЛИ 13, элемент ИЛИ-НЕ 14, блок 15 вывода, вход 16 запуска.

Блок 8 ситуационных приоритетов содержит группу элементов И 17, первый 18 и второй 19 элементы ИЛИ-НЕ, первую 20 и вторую 21 группы элементов ИЛИ-НЕ, вторую 22 и третью 23 группу элементов И.

Разрядность счетчика 2 выбирается, исходя из емкости буферного накопителя терминала, которая у указанных СМО может варьироваться от одной до семи ячеек. Устройство рассчитано на емкость буферного накопителя, равной трем, т. е. в нем может помеш,аться максимально три заявки. Таким образом, разрядность счетчика 2 равна двум, так как двоичное число, соответствующее 3, равно «11.

Частота выдачи импульсов заявок генератором 3 настраивается согласно интенсивности обработки заявок терминалом в реальной системе.

Блок 8 ситуационных приоритетов (фиг. 2 предназначен для выделения на момент насформирован признак обслуживания, вырабатываемый блоком 8 ситуационных приоритетов на основе анализа содержимого реверсивных счетчиков 2, т. е. анализа количества заявок в системе от каждого источника. Блок 11 приоритетов выбирает на обслуживание приоритетный канал с наименьшим порядковым номером. Тактирование в устройстве осуществляется генератором 9. Блок 15 вывода выполняет функции сопряжения устройства со счетными приборами. 2 ил.

чала обслуживания приоритетных каналов моделирования очереди, т. е. он назначает каналам в зависимости от состояния их буферных накопителей (или от количества в системе их заявок) ситуационые приоритеты.

Блок 11 приоритетов предназначен для выделения одного из выбранных для обслуживания приоритетных каналов моделирования очереди.

Формирователь 12 сигналов разрешения обслуживания выполняет функции запуска блока 10 опроса и блока 8 ситуационных приоритетов.

Блок 15 вывода состоит из трех расширителей импульсов и предназначен для со- гласования устройства моделирования с пересчетными приборами.

СМО, для моделирования которых предназначено предлагаемое устройство, широко используются для описания функционирования автоматизированных систем управ- 0 ления технологическим оборудованием. Указанные СМО состоят из М независимых источников (терминалов), каждый из которых имеет буферный накопитель с ограниченной емкостью, предназначенной для хранения 5 обслуженных заявок перед и во время их обработки на терминале, а также очередь заявок, требующих обслуживания, из которой они выбираются в порядке поступления. Заявки, циркулирующие в системе, обладают индивидуальностью, т. е. после обслужи- 0 вания они возвращаются к своему терминалу.

Количество заявок, принадлежащих одному терминалу, ограничено и определяется емкостью его буферного накопителя.

Рассматриваемые СМО имеют следую- 5 Щую особенность.

Если в какой-то момент времени буферный накопитель терминального устройства пустует, т. е. все его заявки находятся в системе - в очереди и на обслуживании, то это устройство находится в аварийном останове.

В реальных системах такие ненормативные ситуаций являются нежелательными и представляют редкие события.

Ситуационная дисциплина диспетчеризации типа SK обеспечивает выбор терминалов на обслуживание в соответствии с их ситуационными приоритетами, которые назначаются устройством в зависимости от заполненности заявками их буферных накопителей. При этом чем меньше заявок в накопителе источника, тем выше его приоритет, а при наличии нескольких таких накопителей берется на обслуживание источник с наименьшим номером. При одном подключении к очереди терминала обслуживается только одна ее заявка.

Устройство работает следуюш.им образом.

С выхода генератора 3 импульсов заявок на вход элемента И-НЕ 5 поступают импульсы-заявки, имитирующие входной поток заявок от первого терминала (аналогично это происходит и в других каналах моделирования очереди). На других входах элемента И-НЕ 5 имеются сигналы соответственно с первого (младшего) и второго (старшего) разрядов реверсивного счетчика 2. Элемент И-НЕ 5 осуш.ествляет поддержание в системе определенного количества заявок от терминала (в данном случае три, так как объем его буферного накопителя выбран равным трем ячейкам). Таким образом, имитируется входной поток заявок от терминалов с ограниченной емкостью буферных накопителей.

С выхода элемента 5 импульс заявки проходит на вход блока 1 сдвига. По положительному перепаду тактового импульса от генерато.ра 9, поступающего на первый вход блока 1 сдвига, в последнем осуществляется режим последовательного занесения информации со сдвигом вправо, так как в начальный момент работы устройства на входе блока 1 сдвига поддерживается логический «О.

В реверсивном счетчике 2 регистрируется поступившая в систему заявка. Если количество заявок в системе от терминала равно емкости буферного накопителя (трем), то элемент И-НЕ 5 «запирает вход заявок в систему (на ее входах «1).

Таким образом, имитируется аварийная ситуация простого терминала, когда его буферный накопитель пуст.

В то же время на запускающий вход 16 приходит сигнал о начале обслуживания очередной заявки. Этот сигнал при наличии тактового импульса входит в формирователь 12 сигналов разрешения обслуживания и запускает блок 10 опроса и блок 8 ситуационных приоритетов. Блок 10 опроса выдает логические «1 на вход блока 1 сдвига во все каналы моделирования очереди, а также соответственно на первые входы элементов И 7 всех групп. При поступлении сигнала в блок 8 ситуационных приоритетов элемен

ты И 17 анализируют состояние каналов моделирования очереди, а именно состояние их реверсивных счетчиков, и выделяют каналы с наивысшим ситуационным приоритетом, т. е. те каналы, которые имеют все три заявки в системе (на соответствующих выходах элементов И «1). Если такие каналы отсутствуют, вк.тючаются в работу элементы 18 и 22, которые выделяют каналы с двумя заявками в системе.

Если отсутствуют и такие каналы, то запускаются элементы 19 и 23. Таким образом, на выходах блока 8 вырабатывается двоичный код из нулей и единиц (либо из одних нулей, если нет заявок в системе), который поступает на входы блока 11 приоритетов. Последний нозволяет выбрать на обслуживание из нескольких приоритетных каналов только один, т. е. на его выходах I-z вырабатывается код из нулей и одной единицы (либо из одних нулей). Этот код ноступает

на вторые входы элементов И 7 всех групп, вследствие чего сигналы опроса с информационных выходов блока 10 опроса проходят через ту группу элементов И, на которую подается от блока 11 единица, а на выходах остальных групп элементов 7 формируются нули. Таким образом, опрашивается тот канал моделирования очереди, который имеет наивыс1ний ситуационный приоритет. При поступлении сигналов опроса на входы блока 1 сдвига из его канала выбирается первая по очереди заявка на обслуживание и исключается из очереди. В блоках сдвига остальных каналов моделирования очереди информация не изменяется.

Логическая «1 поступает с информационного выхода блока 1 сдвига на вход

триггера 4 того канала моделирования очереди, от которого заявка принимается на обслуживание. По окончанию обслуживания заявки на запускающем входе 16 устройства появится сигнал о разрешении обслуживания очередной заявки, в результате цикл

опроса повторяется.

По окончанию каждого опроса блок 10 выдает логический «О на входы блоков 1 сдвига, в результате по приходу тактового импульса в них возобновляется режим последовательного занесения заявок.

Триггер 4 и элемент И 6 в каждом канале моделирования очереди выполняют функцию индикации канала, выбранного на обслуживание, т. е. при поступлении сигнала на

вход 16 режим вычитания происходит в реверсивном счетчике того канала, заявка которого обслуживалась в предыдущем опросе. Признак обслуживаемого канала формирует триггер 4. Информация о количестве заявок, находящихся в системе, постоянно присутствует в реверсивном счетчике 2 каждого канала моделирования очереди.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет моделировать функционирование

замкнутых многоканальных СМО с конечным числом независимых источников заявок, имеющих буферные накопители и обслуживаемых в соответствии с ситуационной дисциплиной одиночной диспетчеризации (тип SK).

Формула изобретения

Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор тактовых импульсов, формирователь сигналов разрещения обслуживания, k групп элементов И, элемент ИЛИ, блок вывода, блок опроса, блок приоритетов и группу каналов моделирования очереди, каждый из которых содержит генератор импульсов заявок, блок, сдвига, триггер, элемент И, элемент И-НЕ: и реверсивный счетчик, суммирующий вход которого соединен с выходом первого разряда блока сдвига, информационный вход которого подключен к выходу элемента И-НР1, первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а второй и третий входы подключены к разрядным выходам реверсивного счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходом элемента И и первым входом триггера, второй вход которого подключен к выходу блока сдвига и соответствующему входу элемента ИЛИ, выход триггера подключен к первому входу элемента И, выход элемента ИЛИ соединен с первым входом блока вывода, группа выходов генератора тактовых импульсов соединена соответственно с тактовыми входами блоков сдвига всех каналов моделирования очереди, выход генератора тактовых импульсов подключен к тактовому входу формирователя сигнала разрешения обслуживания, вход запуска которого является входом запуска устройства и соединен с вторыми входами элементов И всех каналов моделирования очереди, входы опроса блоков сдвига которых соединены с выходом блока опроса г -й выход которого (, k) подключен к первым входам г-х элементов И всех групп, вторые входы которых подключены к i-му выходу блока нриоритетов, выходы элементов И г -й группы соединены соответственно с разрядными

входами блока сдвига /-го канала моделирования очереди, выход разрешения опроса блока формирования сигнала разрешения обслуживания подключен к входу запуска блока опроса, а выходы сигналов окончания обслуживания и отсутствия заявок соединены соответственно с вторым и третьим информационными входами блока вывода, выходы которого являются выходами устройства, отличающееся тем, что, с целью

расширения класса моделируемых систем массового обслуживания с дисциплиной одиночной диспетчеризации, оно дополнительно содержит элемент ИЛИ-НЕ и блок ситуационных приоритетов, состоящий из трех групп элементов И, двух групп элементов ИЛИ-НЕ и двух элементов ИЛИ-НЕ, причем первый и второй входы г-го элемента И первой группы соединены соответственно с разрядными выходами реверсивного счетчика (-ГО канала моделирования очереди,

0 третьи входы всех элементов И первой группы объединены и подключены к выходу разрешения опроса формирователя сигнала разрешения обслуживания, а выходы элемента И первой группы блока ситуационных приоритетов подключены соответственно к

входам первого и второго элементов ИЛИ- НЕ, входам блока приоритетов и выходам элементов И второй и третьей групп, выходы первого и второго элементов ИЛИ-НЕ соединены с первыми входами элементов И соответственно второй и третьей групп, разрядные выходы реверсивного счетчика г-го канала моделирования очереди подключены соответственно к вторым входам /-х элементов И второй и третьей групп и входам г-х элементов ИЛИ-НЕ первой и второй групп,

2 выход j -ro элемента ИЛИ-НЕ первой и второй групп соединен с третьим входом /-го элемента И соответственно второй и третьей групп, выходы элементов И второй группы подключены соответственно к входам второго элемента ИЛИ-НЕ, выходы блоков

0 сдвига всех каналов моделирования очереди подключены соответственно к входам элемента ИЛИ-НЕ устройства, выход которого подключен к входу разрещения работы формирователя сигнала разреп1ения обслуживания.

Изобретение относится к вычислительной технике. Цель изобретения - расширение класса моделируемых систем массового обслуживания (). Изобретение позволяет моделировать функционирование замкнутых многоканальных СМО с конечным числом независимых источников заявок, содержанхих буферные наконители и обс.чу- живаемых в соответствии с ситуационной дисцинлиной одиночной диснетчеризации. Устройство содержит К каналов моделирования очереди, состоян их из блока 1 сдвига, реверсивного счетч1 ка 2, i-енератора 3 импульсов заявок, элемента И-НЕ 5, а также блок 8 ситуационных нриорнтстов. генератор 9 тактовых импульсов, блок К ои|10(. м, блок 11 нриоритетов, блок 15 вывода. Функционирование устройства начинается с генерации заявок генератором 3 в блок 1 едви|-а f-a нана/1 ноделаро$аниа ovepeUu R-й анол моВелирсёания ovepe- - аи г с /п/ыхЛ-г г: - ана/;а 2: Д -т/ 6-(,/х. 1-2 Й7. f на на/JO 2. Sb/x. -Z о/. 2 п анала К