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

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

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования систем массового обслуживания с внесистемными абсолютными приоритетами.

На фиг.1 и 2 представлена схема блока сдвига; на фиг.З - схема блока Опроса; на фиг.4 - схема формирователя сигналов разрешения опроса; на фиг.5 - схема блока выбора приоритетов; на фиг.6 - схема блока приоритетного обслуживания.

Структурная схема устройства (фиг.1) содержит группу идентичных каналов 1 моделирования очереди, состоящих из реверсивного счетчика 2, управляемого генератора 3 импульсов, элемента И 4, блока 5 сдвига, блока 6 элементов И. В состав устройства входят элемент ИЛИ 7, генератор 8 тактовых импульсов, блок 9 приоритетного обслуживания, блок 10 опроса, формирователь 1I сигналов разрешения опроса, блок 12 выбора приоритетов, элемент ИЛИ 13.

Блок 5 сдвига (фиг.2) состоит из узлов 14 - -16. Уз.ел 14 выполняет функцию гашения 1 в приоритетном разряде регистра сдвига без изменения состояния остальных разрядов. Узел 15 представляет стандартный дву- направленный регистр сдвига с последовательным (если на входе V, поддерживается логический О, а на V,,-- логическая 1) и параллельным занесением (на обоих входах - логическая 1) информации. Узел 16 выполняет функцию определения приоритетного разряда стандартного регистра 15.

Управляемый генератор 3 импульсов представляет собой преобразователь код - частота. Количество управляющих входов преобразователя определяется разрядностью реверсивного счетчика.

Блок 10 опроса (фиг.З) содержит триггер 17, элемент 18 задержки, элемент ИЛИ 19 и группу элементов 20 заУстройство работает следующим обдержки.

Формирователь 11 сигналов разреше- 55 разом.

ния опроса (фиг.4) содержит последо- С выхода генератора 3 импульсов вательно соединенные триггер 21, эле- i-ro канала моделирования очереди на мент И-НЕ 22, дифференцирующий эле- первый вход i-ro канала блока 9 примент 23, схему 24 расширения импульса до заданной величины.

Блок 12 выбора приоритетовi (фиг.5) по каждому из входов имеет практически однородную структуру, состоящую из элементов И 25, элементов ШШ 26, элементов НЕ 27.

Блок 9 приоритетного обслуживания (фиг.6) состоит из генератора 28 случайных временных интервалов, элемента ИЛИ 29 и k каналов обслуживания, содержащих триггер 30, первый 31 и второй 32 элементы И, первый 33, второй 34, третий 35 и четвертый 36

элементы ШШ, первую 37 и вторую 38 группы элементов запрета.

Блок 9 предназначен для обслуживания приоритетных заявок с прерываниями. Каналы блока 9 имитируют захват

обслуживающего прибора заявками с различными приоритетами (от 1 до k), процесс прерывания, процесс обслуживания .

Генератор 28 случайных временных

интервалов обеспечивает задание интервала времени обслуживания заявок.

Б состав блока 5 сдвига входят также элементы И. 39, элементы ИЛИ 40, элементы 41, элементы 42 задержки.

функциональное назначение входов и выходов блока 9 приоритетного обслуживания: первые входы элементов ИЛИ 33 - входы заявок, поступающих от генераторов заявок в систему; вторые

входы элементов ИЛИ 33 - входы, на которые поступают наиболее приоритетные заявки из блока 12 выбора приоритетов. Выходу блока 38 первого канала и выходы элементов 34 - выходы заявок, отправленных в очередь соответствующих каналов ввиду занятости обслуживающего прибора. Выходы элементов 32 - выходы прерванных во время обслуживания заявок, отправленных в очередь соответствующих каналов . Выходы блока 31 - выходы обслуженных в системе заявок,

В связи с тем, что структурное построение и принцип работы каналов

моделирования очереди идентичны, работа устройства в дальнейшем рассматривается только для первого канала ;

Устройство работает следующим об31

оритетного обслуживания (фиг.6) поступает импульс заявки (единичный сигнал). В этом канале сигнал проходит через группу элементов 37 запрета, каждый из которьк формирует признак занятости прибора обслуживания заявками более высокого или такого же приоритета, т.е. если, например, в предьщущий момент времени сигнал поступает в (1-1)-й канал, то в i-M канапе (1-1)-й элемент 37 запрета блокирует сигнал, приходящий в настоящий момент времени. Этот сигнал отправляется через элементы 38 запрета и элемент ИЛИ ЗА на выход, а затем в блок 5 сдвига (в очередь) i-ro канала моделирования очереди.

Если в предьщущие моменты времени сигналы не поступали в каналы с первого по i-й включительно, сигнал,пришедший в рассматриваемый момент времени в i-й канал устанавливает соответствующий триггер 31 в единичное состояние, запускает генератор 28 случайных временных интервалов, в результате чего осуществляется имитация обслуживания заявки i-ro приоритета. Если во время прихода заявки в i-й канал в каком-то иэ каналов от (i+l)-ro по k-й находился триггер в единичном состоянии (т.е. имитируется процесс обслуживания), единичный сигнал этой заявки через элементы ИЖ 35 и 36 осуществляет сброс триггера в нулевое состояние (имитация прерьтания процесса обслуживания) и обеспечивает прохождение сигнала прерванной заявки через элемент 38 на выход соответствующего узла. Этот сигнал (через элемент ИЛИ 13) поступает на выход устройства, а также поступает в соответствующую очередь (в блок 5 сдвига),

По истечении случайного интервала времени генератор 28 выдает на элементы И 31 всех каналов единичньй сигнал. Единичный сигнал появляется на вькоде элемента И 31 только i-ro узла, а на выходах всех остальных узлов формируются логические О.

Сигналы с этих узлов постзтаают в соответствующие каналы моделирования очереди (на вычитающий вход реверсивного счетчика 3), а также на входы элемента ИЛИ 7, который вьщает сигнал об окончании обслуживания на

34

формирователь 1 1. сигналов разрешения опроса.

По положительному перепаду тактового импульса, поступающего на вход

блока 5 сдвига от генератора 8, выполняется режим последовательного занесения I со сдвигом вправо, принимаемый от блока 9 приоритетного обслуживания, так как в начальный момент работы устройства на входе V (фиг.2) находится уровень логического О блок 10 опроса выдает логичес- кий О на второй вход элемента И А, на первом входе которого логический

О (фиг.З).

В определенный момент времени от элемента ИЛИ 7 приходит сигнал об окончании обслуживания заявки и запоминается в формирователе 11 сигналов разрешения опроса. По приходу

очередного тактового импульса иа вход формирователя 11 этот сигнал проходит звено элементов 21-24 (фиг.4) и запускает блок 10 опроса, которьй

подает со своих информационных выходов сигналы опроса (фиг.З) на группу входов блоков 5 сдвига (фиг.2) . С выходов блоков 5 сдвига (фиг. 1) поступают 1 (заявки), либо О (если

очередь пуста) на соответствующие входы блока 12 выбора приоритетов, который выбирает на обслуживание наиболее приоритетную заявку (приоритетным входом блока I2 является первый по порядку вход, на который приходит 1, фиг.З). С выходов блока 12 грзшпа сигналов (либо все О, либо одна 1 и остальные О) поступает на соответствующие вторые входы блока 9 приоритетного обслужива- ния, и происходит описанный процесс обслуживания, в течение которого на первые входы блока 9 могут приходить заявки (логические 1) от генератора 3 импульсов любого канала моделирования очереди. Эти заявки, если они более приоритетные, прерьшают процесс обслуживания и захватывают прибор, в противном случае отправля-

ются в соответствующую очередь (в блок 5 сдвига).

В очередном такте блок 10 опроса в результате срабатьтания триггера 17 (фиг.З) вьщает логическую 1 на

вторые входы элементов И 4, которые пропускают эту 1 (сигнал управления) на вход того блока 5 сдвига, заявка которого выбирается на об5

служивание, т.е. при наличии на первом входе соответствующего элемента И 4 1.

В противном случае на входах V, блоков сдвига сохраняется логический О. Элементы И 4 необходимы в том случае, когда для тех блоков 5 сдвига, заявки от которых не выбираются на обслуживание, не осуществляется параллельное занесение информации в регистр 15 из узла 5, а следовательно, не происходит гашение приоритетного разряда, с которого 1 выдается на обслуживание (фиг.2).

На положительный вход реверсивного счетчика 2 в каждом канале поступают все заявки, генерируемые блоком 3, а на вычитающий вход - заявки из блока 9, прошедшие обслуживание. Таким образом, информация о количестве заявок, находящихся в любой момент времени в системе, постоянно присутствует в реверсивных счетчиках 2. Для замкнутых СМО эта информация поступает через блок 6 элементов И на входы генераторов 3 импульсов и производит их настройку.

Формула изобретения

Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор тактовых импульсов, формирователь сигналов разрешения обслуживания, первый и второй элементы ИЛИ, К-каналов моделирования очереди, каждый из которых состоит из управляемого генератора импульсов, элемента И, блока элементов И, блока сдвига и реверсивного счетчика импульсов, разрядные выходы которого соединены соответственно с информационными входами блока элементов И, выходы которого соединены соответственно с входами управления частотой следования импульсов управляемого генератора импульсов, выход элемента И подключен к входу управления последо вательньм вводом информации блока сдвига, тактовый вход которого подключен к соответствующему выходу группы генератора тактовых импульсов управляющие входы блоков элементов И всех каналов моделирования очереди объединены и являются входом установки режима обслуживания устройства, блок опроса, состоящий из триггера, инверсный вход которого соединен с

190436

выходом элемента задержки, элемента ИЛИ и группы элементов задержки, выход элемента задержки соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход

2 которого является входом сброса устройства, а выход эiлeмeнтa ИЛИ подключен к нулевому входу триггера, единичный вход которого и входы элементов задержки группы объединены

0 и подключены к выходу формирователя сигналов разрешения опроса, выходы элементов задержки группы блока опроса подключены соответственно к разрядным входам блоков сдвига всех

5 каналов моделирования очереди, а инверсный выход триггера блока опроса соединен с первыми входами элементов И всех каналов моделирования очереди, выход генератора тактовых им20 пульсов подключен к тактовому входу формирователя сигналов резрешения обслуживания, вход запуска которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ устройства, выход которого явля 5 ется выходом обслуженных заявок устройства, блок выбора приоритетов содержащий (k- 1 ) каналов выбора приоритета, первый канал выбора приоритета состоит из последовательно сое30 диненных элемента НЕ и элемента И, остальные каналы выбора приоритета содержат последовательно соединенные элемент ИЛИ, элемент НЕ и элемент И, выход элемента ИЛИ i-ro канала выбо35 ра приоритета (i-2, k-2) соединен с первым входом элемента ИЛИ (i+l)-ro канала выбора приоритета, информационный выход блока сдвига первого канала моделирования очереди соеди40 нен с входом элемента НЕ первого канала выбора приоритета и первым входом элемента ИЛИ второго канала выбо ра приоритета и подключен к второму входу элемента. И первого канала мо45 делирования очереди, информационньй выход блока сдвига i-ro канала моделирования очереди подключен к другому входу элемента И (i-l)-ro канала выбора приоритета и второму входу

50 элемента ИЛИ i-ro канала выбора приоритета блока выбора приоритета, ийформационный выход блока сдвига канала моделирования очереди соединен с другим входом элемента И (k-l)-ro

55 канала выбора приоритета блока выбора приоритета, выход элемента канала выбора приоритета (j-1, k-1) подключен к второму входу элемента И

71

(j-+-l)-ro канала моделирования очереди, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет моделирования систем массового обслуживания с внесистемными абсолютными приоритетами, оно дополнительно содержит блок приоритетного обслуживания, состоящий из генератора случайных импульсов, элемента ИЛИ и k каналов обслуживания, каждый из которых включает триггер, первый элемент ИЛИ и первый элемент И, 1-й канал обслуживания (1-1, k) содержит первую группу из 1 элементов запрета, вторую группу из 1 элементов запрета, все каналы обслуживания, начиная с второго, содержат второй элемент И, второй элемент ИЛИ, третий элемент ИЛИ., все каналы обслуживания, начиная с третьего, содержат четвертьш элемент ИЛИ, причем в каждом канале обслуживания выход N-ro элемента запрета первой группы (N-1, 1-1) соединен с информационным входом (N+l)-ro элемента запрета первой группы, выход последнего 1-го элемента запрета первой группы подключен -к единичному входу триггера, инверсный выход которого соединен с первым входом первого элемента И и управляющим входом последнего 1-го элемента запрета первой группы, в каждом канале обслуживания выход первого элемента ИЛИ подключен к информационному входу первого элемента запрета первой группы и информационному входу первого элемента запрета второй группы, выход элемента ИЛИ блока приоритетного обслуживания подключен к входу запуска генератора случайных импульсов, выход которого соединен с вторыми входами первых элементов И всех каналов обслужива- ния, в первом канале обслуживания выход первого элемента И подключен к нулевому входу триггера, а в каждом из каналов обслуживания, начиная с второго, выход первого элемента И подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, выход которог соединен с нулевым входом триггера, инверсный выход триггера j-ro канала обслуживания соединен с управляющими входами j-x элементов запрета первой группы всех каналов обслуживания, имеющих номер от (J+1) до (k-1), выход первого элемента запрета первой груп38

пы первого канала обслуживания подключен к управляющему входу первого элемента запрета второй группы своего канала обслуживания, к первому входу

второго элемента И второго канала обслуживания и к первым входам четвертых элементов ИЛИ всех каналов обслуживания, начиная с третьего, и к второму входу третьего элемента

ИЛИ второго канала обслуживания, а в каждом канале обслуживания, начиная с второго, выход N-ro элемента запрета первой группы подключен к управляющему входу N-ro элемента запрета второй группы и информационному входу (N+l)-ro элемента запрета второй группы своего канала обслуживания, а управляющий вход 1-го элемента запрета второй группы в каждом

канале обслуживания, начиная с второго, соединен с выходом 1-го элемента запрета первой группы своего канала обслуживания в каждом канале обслуживания, начиная с третьего,

выход четвертого элемента ИЛИ подключен к первому входу второго элемента И своего канала обслуживания, вторые входы вторых элементов И в каждом канале обслуживания, начиная

с второго соединены с инверсным выходом триггера своего канала обслуживания, а выход четвертого, элемента ИЛИ соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ своего канала обслуживания, первый вход элемента ИЛИ блока приоритетного обслуживания подключен к выходу четвертого элемента ИЛИ первой группы k-ro канала -обслуживания, второй вход элемента ИЛИ

блока приоритетного обслуживания подключен к выходу k-ro элемента запрета первой группы k-ro канала обслуживания, выход 1-го элемента запрета первой группы М-го канала обслуживания (, 1-1) соединен с соответствующими входами четвертых элементов ИЛИ всех каналов обслуживания, имеющих номер больший, чем М, в каждом канале обслуживания, кроме первого, выходы элементов запрета второй группы подключены соответственно к входам второго элемента ИЛИ своего канала обслуживания, выход которого соединен с выходом второго элемента

И своего канала обслуживания и подключен к соответствующему входу второго элемента ИЛИ устройства, входу сдвига вправо блока сдвига соответст913

вующего канала моделирования очереди и является выходом заявок, не принятых к обслуживанию соответствующего канала моделирования очереди, выход первого элемента И каждого канала обслуживания блока приоритетного обслуживания соединен с соответствующим входом первого элемента ИЛИ и вычитающим входом реверсивного счетчика соответствующего канала моделирования очереди, в каждом канале моделирования очереди выход управляемого генератора импульсов является выходом заявок, поступивших в данный канал моделирования очереди, и соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика и с первым входом первого элемента ИЛИ соответствующего канала обслуживания блока приоритетного обслуживания, выход первого элемента запрета второй группы первого канала

904310

обслуживания блока приоритетного обслуживания подключен к входу сдвига вправо блока сдвига первого канала моделирования очереди и является выходом заявок, не принятых к обслуживанию первого канала моделирования очереди, информационный выход блока сдвига первого канала моделирования очереди соединен с вторым входом пер10 вого элемента ИЛИ первого канала обслуживания блока приоритетного обслуживания, а выходы элементов И каналов выбора приоритета блока выбора приоритетов соединены соответственно

f5 с вторыми входами первых элементов ИЛИ каналов обслуживания, начиная с второго блока приоритетного обслуживания, а выход второго элемента ИЛИ устройства является выходом заявок,

20 не принятых к обслуживанию и прерванных в обслуживании устройства.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано дли моделирования замкнутых и разомкнутых приоритетных многоканальных систем массового обслуживания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования систем массового обслуживания с внесистемными абсолютными приоритетами. Устройство содержит К каналов 1 моделирования очереди, состоящих из реверсивного счетчика 2, управляемого генератора 3 импульсов, элемента И 4, блока 5 сдвига, блока 6 элементов И, первый элемент ИЛИ 7, генератор 8 тактовых импульсов, бпоу. 9 приоритетного обслуживания, блок 10 опроса, формирователь 11 сигналов разрешения опроса, блок 12 выбора приоритетов, второй элемент ИЛИ 13. 6 ил. а S (Л с

j

Ь

От элвнвпта 4

От SAOKU 9

08ш,ий сброс

От SAOM W опроса

Фи9,2

П

От zeHepamofta 8

От элв- %ента7

Фиг.З

ФигЛ

Фиг.6

Редактор О.Бугир

Составитель В.Фукалов

Техред И.Попович Корректор Л.Пилипенко

Заказ 2514/44 Тираж 672Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород,ул.Проектная,4