Устройство для моделирования систем массового обслуживания Советский патент 1987 года по МПК G06N7/08 

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано для аппаратного

моделирования систем массового обслуживания.

Цель изобретения - упрощение устройства.

На фи1 . I приведена структурная с.хема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит в.ход 1 заявок высокого ирио)итета, вход 2 заявок низкого приоритета, первый--чнестой элементы И 3-8, первый 9 и второй 10 генераторы импульсов со случайным интервалом следования, пер- вый--четвертый триггеры 11 -14, генератор 15 тактовых импульсов, первый 16 и второй 17 элементы запрета, реверсивный счетчик 18, элемент ИЛИ 19, формирователь 20 импульсов, выход 21 обслуженных заявок высокого приоритета и выход 22 обслужен- иьгх заявок низког о приоритета.

Вербальная модель работы устройства состоит в следующем.

На устройство попадают заявки как высокого, так и низкого п)иоритетов, там они )бс:1уживаютея в течение случайного интервала времени одним обслуживающим прибором Заявки высокого и низкого приорите- r(jB поступают на устройство по различным lixovUiM. 1 Л ли во время обслуживания низкоприоритетной заявки на обслуживание поступит заявка более высокого приоритета, то обслуживание низкоприоритетной заявки п)ерывается и пачипается обс.туживание высокоприоритетной заявки. В это же время специальное устройство подсчитывает, сколько енхе должна была бы обслуживаться низ- коприоритетпая заявка, если 6i,i ее обслуживание fie бы, 1о прервано. После окончания обс.|уживания высокоприоритетной заявки обс.луживание низкоприоритетной заявки начинается не снача.1а, а как бы с прерванного места.

На входы 1 и 2 поступают случайные по- с,1едова гельпости импульсов, интервалы между которыми распределены по опреде- .1С11НЫМ (разным или одним и тем же законам, имитируя потоки заявок на обслужи- B.nuR l. I енерато 1ы 9 и 10 импульса со слу- 4aiini) интервалом с. уедования имитируют обс,1 живаК)ии1Й прибор со случайным временем ()ос.1 живанин заяЕЮк. Закон распре- .имспия случайньгх импу.чьсов на выходах I c nefKi горов Ч и 10 один и тот же, так как они моде.шрукуг один и тот же обслуживаю- iiuiii прибор. BpeMcnnoii интервал от момента генераторов до появления импульса на их выходе случаен и |)аспределен по примятому закону обслуживания заявок.

Г . исратор Ifi тактовых импульсов служит дчя подачи импу, 1ьсов, которые, попадая Ил суммирующий вход реверсивного счетчи- л, 18. о6(. |-||(м1инают подсчет и запоминание времени, в течение которого должна была

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

дообслужиться низкоприоритетная заявка, если ее обслуживание было прервано, и попадая на вычитающий вход реверсивного счетчика 18, обеспечивает моде,пирование дообслуживания низкоприоритетной заявки.

Формирователь 20 импульсов служит для формирования импульса в тот момент времени, когда потенциал на выходе элемента ИЛИ меняется с высокого на низкий.

Элементы 16 и 17 занрета предназначены для того, чтобы импульсы не попадали одновременно на оба входа реверсивного счетчика: суммирующий и вычитающий. .

Устройство может работать в трех режимах: обслуживание заявок высокого приоритета, обслуживание заявок низкого приоритета, обслуживание заявок высокого приоритета, поступивщих в период обслуживания заявок низкого приоритета, с последующим дообслуживанием заявок низкого приоритета.

В исходном состоянии реверсивный счетчик 18 обнулен, все триггеры находятся в состоянии, при котором иа их иулевых выходах высокие потенциалы, а на единичных - низкие. Высокие потенциалы с выходов триггеров 11, 12 и 14 поддерживают элементы И 3, 4 и 6 в открытом состоянии, на втором входе э.чемента И 8 также высокий потенциал. Низкие потенциалы с выходов триггеров 12, 13 и 14 поддерживают элементы И 5 и 7 в закрытом состоянии. Генератор 15 вырабатывает непрерывную последовательность импульсов.

Обслуживание заявок высокого прио- оритета.

Устройство находится в исходном состоянии. Пусть на вход 1 заявок высокого приоритета поступает импульс, имитирующий высокоприоритетную заявку. Пройдя через открытый элемент И 3, импульс попадает на вход генератора 9 импульсов со случайным интервалом следования и запускает его. Триггер 11 при этом переходит в состояние, при котором элементы И 3 и 4 закрыты, имитируя тем самым занятие обслуживающего прибора. Постунивщие в это время заявки высокого и низкого приоритетов теряются. По истечении какого-то случайного времени обслуживания на выходе генератора 9 импульсов со случайным интервалом следования появляется импульс, имитирующий окончание обслуживания высокоприоритетной заявки. Этот импульс поступает на выход 21 заявок высокого приоритета и на единичный вход триггера II, приводя устройство в исходное состояние.

Обслуживание заявок низкого приоритета.

Устройство находится в исходном состоянии. Пусть с входа 2 заявок низкого приоритета поступает импульс, имитирующий низкоприоритетную заявку. Пройдя через открытый элемент И 4, он поступает на вход генератора 10 импульсов со случайным интервалом следования и на единичный вход триггера 13. Кроме того, этот импульс поступает на нулевой вход триггера 12 и переводит его в такое положение, при котором :1:1емеит И 4 лакрыг и импу. ьсы, поступающие на вход 2, те11яютоя по причине iaHHToc ти обслуживак)П1его прибора, а А-|емеит И 5 открыт.

По истечении случайного времени обслуживания на выходе генератора 10 импу, 1ьсов со случайным интервалом следования появляется импульс, имитирующий уже обс/и- женную заявку. Этот импульс поступает на нулевой вход триггера 13. он же проходит через открытый :1лемент 1-1 6 и поступает на выход 22 заявок низкого приоритета. Кроме того, импульс поступает на единичный вход триггера 12 и приводит )й- ство в исходное состояние.

Обслуживание заявок высокого приоритета, постунивн их в период обслуживания заявок низкого приоритета, с последуюпип дообслуживанием заявок пизкогг) приоритета.

Усгройство паходии я si исходном состоя НИИ. Пусть с входа 2 заявок ничког о прио)и- тета поступает импульс, имитирующие низкоприоритетную заявку (фиг. 2а). Проходя через открытый у.чемепт И 4, он наступает на нулевой вход триггера 12, единичный вход триггера 13 и па вход renefiaTopa И) пмпу.;1ь- сов со случайным интерЕ а.юм следования. Триггер 12 нри этом переходи г в такое состояние, при котором па его единичном выходе появляется высокий потенциал (фиг. 2п которым открывается элемент П 5. а элемент И 4 запирается низким потенциалом с ну левого выхода триггера 12. имитируя тем самым занятие обслуживаюп1его прибора. Теперь все поступив1пие низкоприоритетпые заявки не теряются. Триг Г ер 13 11ерехг)дит в такое состояние, при котором па его В1)1ходе появляется высокий ногенппа. (фиг. 2«), который поступает па иго|)()й вход э. 1емеп- та И 7.

Пусть на вход I заявок высокого приоритета поступает импульс, имитирующий высокоприоритетную заявку (4)иг. 2i ), он через открытый элемент И 3 поступает на вход генератора 9 импульсов со случайн1,1м интер ва. юм следования, пулевой вх(.)д тригтера 1 I и через открыть|й элемент 11 о па нулево) вход Tjnir гера 14. Триггер 11 при этом переходит в состояние, п)и котором па его нулевом выходе появляется пизкий потенпиа, (фиг. 2д}. .запирающий элементы И 3, 4 и 8. Триггер 14 переходит в состояние, при котором низкий потенциал с ею выхода запирает элемент И 6, а высокий потенциал с его выхо.ча (фиг. 2() (отпирает элемент И 7 для постугмения па его выход импульсов от генератора 15. Эти импульсы чере oi Kpi) элемент 16 запрета поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 18 (фиг. 2ж где подсчитывается время, за которое должна была бы еще обслуживаться низкоприоритетная заявка, если бы ее обслуживание не было прервано появлением высокоприоритетной заявки. На выходах реверсивного

5

5

счетчика 18 появ.1яются высокие потенпиа.1Ы соответстпуюп1ие числу пост -пивп1их на ei o входь импу.1ьс()в. Па выхо.че :1,1емснта П.ЧП 19 тож; появляется В1 1сокий погенциа. (()И1 . 2f), который поступает на т н-ти11 (ход

элемента И 8.

Теперь возможны два с;1учая: первый с.IVчайобс,|уживание В1 1сокоприоритетпой заявки завер11 илос1 .ю того, как появится импу.:|ьс на выходе генератора 10 импуль0 сов со случайным интервалом следования, которьи ta.iaeT время обс.п живания низко- при()ите пой заявке. Второй с,пучай сна- la.ia появится импульс иа выходе генератора К) .1ьсов со случайным интерва,1ом с.к донапия. а обе.i живание высокоприори- TCTHoii заявки авер1нится некоторое время спустя.

Рассмотрим оба с,чучая. Перв1)|й с.1ччай. На выходе генератора 9 импу.чьсов со сл чайным интерва.чом следо0 вапия появится импульс, свидетельствующий об окончании (П1я высокоприоритетной заявки (фиг. 2и. он постуггает на выход 21 заявок высокогч) приоритета, а также перево.чит триггер 1 1 в исходное состояние. При -лом высокий поченциа.ч с eic) выхода (({)пг. 2гУ| открьп ает ,емен1 П . 5 для иосг ч :1епия заявок высокого приоритета, а также открывает элемепт И 8. Через отк)ьггый э. 1емепт П S па его выход поступает импу.чьс от геператора 15.

Таким образом, с В1,1х()дов э,чемептов 11 7 и 8 одповременпо поступают импу,ьсы. Пм- пу.чьсы с вь 1хода э,чемета П 7 поступают на инфо()ма1июнныГ1 вход элемента 16 запрета и унрав.чяюпи1Й вход э,чемента 17 чанрета. в то же самое импульсы с выхода элемента И 8 пск тупают па информационны вход элеме1гга 17 .запрета и управляющий вхо.ч эл(ме1гга И) запрета. Так как импу.чьеы от ()дпо|Ч) и тог о же генератора 15 им- ny.iijCOH, то по.чучается, что па информацион0 ные и у11)а1,1як)П1ие входы элементов 16 н 17 одновременно поступают импу.чьсы. Значит на выход|)1 эчих :).емептов пиче1Ч) проходить не б.чеч, содержимое реверсивного счетчика будет оставаться б(. t n.nieHennii н точно соот- иетствовагь времени обслуживания высоко- п)ио)п гетной заявки, т. е. тому BjieMeinn, на коч()|Н)е было прервано ()бс.чужива}1ие ни(коприоритетпой заявки.

Спустя какое-то время па выходе геператора 10 импульсов со с.чучайным интерва.чом с.чедовапия появит Яимпу, 1ьс (фн1 2.7), KOTopi.ui за чает копец с.чучайного интерва.ча в;)емени, которое выделено на обслуживание пи.чконриорите ной заявки. Этот импульс поступает па ну,чевой вход триггера 13 и приводит его в исходное положение.

5 При этом на его выходе появляется низкий поте|{циа,1 (фиг. 2«), который запирает элемент П 7, на выходе которого поя ляется нулевой потеппиал, который открывает элемент 17 запрета. Импу.чьсы от генератора 15

5

5

0

через открьпые элементы И и и :iaiipeTa 17 поступнг НУ ычитаю1ЦИ11 вход реверсивного четчнка 19 (фиг. 2:0 и. будут уменьшать его содержимое до нуля. Если и время ноступит следу юнхая высокоприоритетная чаявка. то она будет обслуживаться анало- 1ИЧНО третьему режиму, его первому или второму случаю.

Когда на всех выхода.х реверсивного счетчика 18 будут нулевые нотенцна,ты (а нрои- юЛдет уто снусгя сго. ;ько времени от момента 11()яв;1ения iiMiiy ibca на выходе гене|)а- гора 1(1 импульсов со )1ым И1{терв;),т()м следования, сколько длилось обслуживание Bi icoKoiipno ni leTiKjii заявки, или на (. ко.тько было (а;1ержано обс.туживаиие низконрио- )И1егн()11 заявки), то на вьгходс :, 1емента И,;1Г1 19 появится низкий иотенниал (фи1 2«) кигорый закроет леме1гг И 8. В момент вре.мени (юрмировагсчть имнул1)Сов сфор.мн- |iyer им||у.1ьс (фиг. 2м), который ностунит иа В1ЛХОД 22 зая1и)к ни (кого нриоригета, имитируя обслужен ну к.) ни:iкoиpИ(Jpитeтнyю , и, кроме roio, поступит на единичные входы грип сров 12 и 14, приводя ycT ioiicTB(j в исходное состояние.

Flropoii (. Пусть на вьгходе генера- 11)|)а 10 нмпул 1)(. ов со с,туча{|нь1М ипгервалом с.тедования иоявится импульс (фиг. 2.),

СВИДеГС.-|1 СГВу10П1И11 о ГОМ, что истекло ВрС МЯ,

выделенное па o6c.iyживанне низкоприори- к.тпой ;ли1-:ки. ;-)тот импул1А iKjcTyHHT па пулевой Плод трип ера i.i п переведет его в со- сгояннс, ко1да па (мо выходе появится низ- Kiiii noicHiuta.i ((})иг. 2(i), когорый поступает па Bro)(jii вход :1лем1М1га И 7. З.темент И 7 (а11ирае 1. я и нмнульс от генератора 15 iic|)eciaioi проходи гь через пего и бо.идпе не нопадают на сум.мнрук)П1ИЙ вход ревер- cn fHoio счетчика 1М (фн1. 2.W). Ьд о содержимое осгаегся без и шепеппй п чис.ю под- считапных )С()в ючно соответствует времени, к которое до.пжна дообслу живаться ни.зк(.прноригегпая заявка noc.ie окончания обслуживапия заявки в,1соко() нрио()итега. В како11-то пос,еду;он1НЙ момен времени па выходе генсрат()а ) импу.1ьсов со слу- чаГшым нпгерва, 1ом следо1 ан11Я ноявится импу,1ьс ((}1И1. 2и). свиде1ельсгвуюп1ий об окончании обе,луж ива пи я иысоконриоритс - ной заявки. имнульс поступает на вы ход 21 заявок высоко1 о приоритета и, кроме гого, переводит три1 гер 1 I в исходное сосюя- fHie, при котором высоким иотеппиаюм с 1Ч о iiy.ieBoro вглхода (фи1. отпн|1ается 4.ie- менг И , Д.1Н ,ин,1Я заявок высокого приоритета и отк|)ывает1Я .ICMCHT П 3. На элемента И Н бу.чут проходить импульсы ог rerie|)aropa 1Г). Э|п импу.тьсы черс открыты э,1емепг 17 запрета поступают па нычн raujHinii 1(ход реверсивного счетчп- ка 18 (фиг. 2:) п умепьпють его содержимое. 1лли в го время посгупит следун)П1ая высокоприоритетная (аяпка, го она будет o6c,iyживаться ана.тогично третьему режиму, его первому или второму с,тучаю.

Через определенный интервал времени, который будет cocjT вететвовать времени, необходимому на дообслуживание низкоприоритетпой заявки, прерванной появлением высокоприоритетнсяк на все.ч вы.ходах реверсивного счетчика 18 появятся нулевые но- тенциал), которые ностунят на входы элемента ИЛИ 19. Низкий потенциал с его

выхода (фиг. 2/) закроет элемент И 8, а формирователь импульсов в эгот момент времени сформирует импульс (фиг. 2,и), который ноступит на выход 22 заявок низкого прио- )итета, имитируя обслуженную низкоприоритетную заявку. Кро.ме той), этот импу,тьс

ноступит па е.чппичпый вход трип ера 12 и вход т|)иг1 ера 14, п|)иводя устройство в исходпое сост(П1пис.

Формула и:1оп/н тени}1

Устройство для моде, 1ировапия систем массового обслуживания, содержащее два генерато)а импу,1ьсов со случайпым интервалом следования, четыре триггера, нят1 Э.1СМСНТОВ И, два э,темента запрета, генератор гактовьгх импу,тьсов, теверсивньт счетчик, первый вхо.ч nepB(jro э,темента И яв- .тяется входом заявок высокогс.) приоритета устройства, выход HepBortj элемента И со- (минеп с пулевым входом первого триггера и входом .lanycKa nepBoio генератора им- ny.TiA OB со с.чучайпым иптервалом с,тедова- пия, вьгход которого яв,яется В1 гходом об- с.туженпьгх заявок Hbic(jK(j() п|)иоритета устройства и подк, 11очен к единичному входу первого ipnri epa, пу,1евой выход ког(.)р(Л() подк,1ючен к вто)ому входу nepBoio элеменга И и первому входу вт(.)рог о э,темепта И, второй вход которою является входом заявок пизкого п)иоритета устройства, третий вход второго :)лемента И подключен к нулевому выходу вгорог о , выход второ- о э,1емепта И соединен с нулевым входом fiTOporo т|)И1лера и входом запуска второю чл1срат()ра импхльсов со случайным интер- ва,том следования, вьгход ксггорого нодк,1Ю- чеп к пулевому входу трет1 ег() триггера, вьгход пе|)во1() э.к мента И сос дипеп с перв1 1м входом трегьею э,1емепта И, второй вход которого подк.тючен к единичному выходу второго триггера, едииичный вход которого и единичный вхо.ч четверто1Ч) триггера под- K.TK)4eniji к 11ьгхо.чу четверто1Ч) элемента И. яв.тяюпк муся выходом обслуженных .(аявок высокого н)И()ритета устройства, отличат щееся тем, что, с не.чью упрогцеиия устрой- 1лва, г)по С1)де)жит inecToii э.чемепт И. э.те- мепг И/1И и фо1)мировате.1ь импу,тьсов, причем вьгхо.1 генератора тактовых импульсов соединен с первыми входами пятого и inecToro элемент (Л И, вторые входы которых подк,тк)чены соответственно к единичному выходу третьего триггера и нулевому выходу первого триггера, вьгход третьего элемента

И соединен с нулевым входом четвертого триггера, нулевой выход которого подключен к третьему входу пятого элемента И, выход которого соединен с информационным входом первого элемента запрета и управляющим вход второго элемента запрета, информационный вход которого и управляющий вход первого элемента запрета подключены к выходу шестого элемента И, третий вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ и входу запуска формирователя импульсов, выход которого объединен с выхо

дом четвертого элемента И, выходы нервог О и второго элементов запрета соединены соответственно с суммирующим н вычитающим входами реверсивного счетчика, разрядные выходы которого подключены соответственно к входам элемента ИЛИ, первый и второй входы четвертого элемента И соединены соответственно с единичным выходом четвертого триггера и выходом второго генератора импульсов со случайным интервалом следования, а выход второго элемента И подключен к единичному входу третьего триггера.

IIHI

IIIII t

Изобретение относится к снециализи- рованным средствам вычислительной те.х- ники и может быть использовано для апна f / ратного моделирования систем массового обслуживания. Цель изобретения упрощение известного ус1ройства. Устро| и тв() моделирует работу систем массового живания одним обс,|уживак)1пим прибором двух разноприоритетных потоков заявок, один из которых имеет абсолютн1,|й приоритет в обслуживании. Если во время обс.чу- живания заявки низкого приоритета в устройство поступает заявка высокого приоритета, то обслуживание заявки HH KOI-O приоритета прерывается, продолжительность прерывания за 1омипается, а дообс,ужива- ние заявки низкого приоритета ocyinecTB- ляется после оконча1П1я обслуживания заявки высокого фиоритета. 2 ил, f/ I (Л GO hO 05 о Ci ф//./