Устройство для моделирования систем массового обслуживания Советский патент 1988 года по МПК G06N7/08 

со

00

оо

00

00 о:

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

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования систем массового обслуживания с вероятностным характером использования зая- SoK каждого источника заявок.

На фиг. 1 изображена схема предла- аемого устройства;-йа фиг. 2 - схема

10

щим опросом очереди источника заявок Такое условие необходимо для того, чтобы заявки, принадлежащие источнику, не терялись из очереди в результате последовательных сдвигов в регистре .

Блок 17 опроса предназначен для опроса состояний разрядов стандартны регистров сдвига блоков 4 сдвига. Блок 17 опроса содержит элемент РШИ 24, группу элементов 25 задержки, триггер 26 и элемент 27 задержки. Эл менты 25 задержки предназначены для

флока сдвига; на фиг. 3 - схема блока Опроса; на фиг. 4 - схема блока управ-.с обеспечения устойчивости работы уст 4ения опросом.ройства. Количество информационных

; Устройство для модвлирования сис- 1ем массового обслуживания содержит Ц однородных источников 1 заявок, со- с|тоящих из второго триггера 2, элeм€ н- TJa ИЛИ 3, блока 4 сдвига, первого эле- И 5, генератора 6 импульсов зая- вЬк, второго элемента И 7, элемента НЕ

выходов блока 17 опроса выбирается в зависимости от разрядности регист ров блоков 4 сдвига.

Блок 18 управления опросом состо из кольцевого регистра 28 сдвига и дешифратора 29.

В состав блока,4 сдвига входят т же элемейты И 30, элементы ИЛИ 31,

8 элемента И-НЕ 9, реверсивного счетВ состав блока,4 сдвига входят так же элемейты И 30, элементы ИЛИ 31,

ч|ика 10, элемента 11 запрета, первого 25 элементы НЕ 32 и элементы 33 задерж- т4зиггера 12, генератора 13 случайных импульсов. Кроме того, устройство содержит генератор 14 тактовых импуль- сЬв, формирователь 15 импульсов раз- рЬшения опроса, k групп 16 элементов 30 1Ц блок 17 опроса, блок 18 управления ortpopOM, элемент ИЛИ 19, вход 20 запуска устройства.

Блок 4 сдвига состоит из узлов 21- Узел 21 представляет собой стан35

45

2:

дартный двунаправлентш регистр сдви- Гс с последовательным ( если на входа V , поддерживается логический нуль,, на входе V - логическая единица) и параллельным (на входах V и Vg логи-дп черкая единица) занесением информации. 22 предназначен дхгя определения приоритета разряда стандартного регистра на обслуживание по принципу первый пришел - первый обслужен. Приоритетным разрядом считается первый старший разряд, в котором нахо- единица.

Узел 23 выполняет функцию гашения логической единицы в приоритетном р регистра сдвига без изменения состояния остальшлх разрядов. Этот узел имитирует иск пючение заяв- ки, поступившей на обсл-уживание из очереди терминала.,5

Разрядность регистра должна выби- в зависимости от времени цикла обслуживания одного терминала, ТгВ. времени между предыдупцвч и последуюКИ...Генераторы 13 случайных импульсов предназначены для генерации единичного кода с вероятностью Р (этим имитируется отклонение моделируемого процесса от прогнозируемой траектории) и нулевого кода с вероятностью 1-Р (этим имитируется развитие моделируемого процесса по прогнозируемой траек тории) .

Устройство позволяет учитшвать при моделировании замкнутых СМО с памятью источников вероятностный характер использования заявок из буферных памятей. Он состоит в том, что при поступ лении заявки из источника в очередь блока сдвига при развитии моделируе- мого процесса по прогнозируемой траек тории, что соответствует вероятности 1-Р, освобождается занятый этой заявкой буфер из буферного пула данного источника.

При отклонении моделируемого процесса от прогнозируемой траектории, что соответствует вероятности Р, при поступлении заявки из источника в оче редь блока сдвига освобождаются все буферы из буферного пула данного источника, а заявки, занимавшие эти буферы, ставятся Б очередь на обслуживание.

Перед началом работы устройства триггеры находятся в нулевом состоянии, на всех выходах реверсивных

щим опросом очереди источника заявок. Такое условие необходимо для того, чтобы заявки, принадлежащие источнику, не терялись из очереди в результате последовательных сдвигов в регистре .

Блок 17 опроса предназначен для опроса состояний разрядов стандартных регистров сдвига блоков 4 сдвига. Блок 17 опроса содержит элемент РШИ 24, группу элементов 25 задержки, триггер 26 и элемент 27 задержки. Элементы 25 задержки предназначены для

с обеспечения устойчивости работы уст ройства. Количество информационных

выходов блока 17 опроса выбирается в зависимости от разрядности регистров блоков 4 сдвига.

Блок 18 управления опросом состоит из кольцевого регистра 28 сдвига и дешифратора 29.

В состав блока,4 сдвига входят также элемейты И 30, элементы ИЛИ 31,

элементы НЕ 32 и элементы 33 задерж-

КИ...Генераторы 13 случайных импульсов предназначены для генерации единичного кода с вероятностью Р (этим имитируется отклонение моделируемого процесса от прогнозируемой траектории) и нулевого кода с вероятностью 1-Р (этим имитируется развитие моделируемого процесса по прогнозируемой траектории) .

Устройство позволяет учитшвать при моделировании замкнутых СМО с памятью источников вероятностный характер использования заявок из буферных памятей. Он состоит в том, что при поступлении заявки из источника в очередь блока сдвига при развитии моделируе- мого процесса по прогнозируемой траектории, что соответствует вероятности 1-Р, освобождается занятый этой заяв кой буфер из буферного пула данного источника.

При отклонении моделируемого процесса от прогнозируемой траектории, что соответствует вероятности Р, при поступлении заявки из источника в очередь блока сдвига освобождаются все буферы из буферного пула данного источника, а заявки, занимавшие эти буферы, ставятся Б очередь на обслуживание.

Перед началом работы устройства триггеры находятся в нулевом состоянии, на всех выходах реверсивных

счетчиков 10 лоп-гческие нули. Следовательно, на выходе элементов И-НЕ 9 логические единицы. Элементы И 7 открыты.g

Устройство работает следующим образом.

С выхода генератора 6 импульсов заявок на вход блока 4 сдвига через элементы И 7 и ИЛИ 3 поступают им- 10 пульсы - заявки, имитирующие входной поток заявок от первого терминала. Аналогично это происходит и в других источниках. По положительному перепаду тактового импульса от генератора 15 14, поступающему на тактовый вход блока 4 сдвига, в нем осуществляется режим последовательного занесения информации со сдвигом вправо, так как в начальный момент работы устройства 20 на входе V находится логический нуль от триггера 26 блока опроса.

В реверсивном счетчике 10 регистрируются поступившие в систему заявки. Если их количество равно емкости бу- 25 ферной памяти терминала, то элемент И-НЕ 9 запирает вход заявок в систему. Таким образом имитируется аварийная ситуация простоя терминала, когда его буферная память пуста.ЗО

При поступлении очередной заявки в очередь блока 4 сдвига импульс на выходе первого разряда блока сдвига проходит через элемент И 5 (если он открыт) и запускает генератор 13. Последний с с вероятностью Р генерирует на выходе единичный сигнал, который устанавливает. триггер 2 в единичное состояние. Элемент И 5 закрьшается. На информациононньй вход блока 4 сдвига. Таким обра ЗОИ имитируется режим развития модели руемого процесса по прогнозируемой траектории.

Одновременно с поступлением в систему о ередной обслуженной заявки на запускающ1Ш вход 20 формируется сигнал разрешения опроса следующей по номеру очереди. Этот сигнал по приходу тактового импульса запускает блок 17 опроса и блок 18 управления опросом. В блоке 17 опроса через определенную задержку (фиг.З) выдаются логические единицы на входы блоков 4 сдвига (сра- бат1ртает триггер 22) и на первые входы элементов И 16 всех групп. При поступлении первого сигнала о разрешении опроса в блок 18 на выходах 1-к дешр фратора 29 вырабатывается двоич- кьм код 000...ОТ, который поступает на вторые входы элементов И 16. Таким образом, сигналы опроса с информационных выходов блока 17 проходят через элементы только первой группы элементов И 16, а элементы П остальных групп на выходах имеют уровень логического нуля.

При поступлении сигнала опроса на разрядные входы узла 22 блока 4 сдвига содержимое регистра считывается в узлы 22 и 23, в результате чего выбирается наиболее приоритетная заявка на обслуживание (логическая единица подается на выходной элемент ИЛИ 31 и триггер 12) и исключается из очереди (узел 23 производит гашение 1 в приоритетном разряде и заносит информацию в параллельном коде в реный вход 3 блока сдвига подается еди- 40 , так как на входе V, поддерживаничный :потенциал. По положительному перепаду импульсов от генератора 14 в очередь блока сдвига становятся очередные заявки, которые увеличивают содержимое реверсивного счетчика 10. Этим моделируется освобождение ранее занятого буфера. Когда содержимое ре- версивного счетчика 10 станет равным его емкости, положительный перепад потенциала на выходе элемента НЕ gQ 8 вновь установит триггер 2 в нулевое состояние. Таким образом имитируется режим отклонения моделируемого процесса от прогнозируемой траектории. С вероятностью 1-Р на выходе генератора gg 13 будет нулевой потенциал. Тогда триггер 2 находится в нулевом состоянии. Элемент и 7 открыт. Заявки от

ется единица.

Во всех остальных блоках сдвига информация в регистрах не изменяется и на соответствующих входах эле45 мента ШШ 19 и триггеров 12 будут логические нули. Таким образом, на

. обслуживание через элемент ИЛИ 19 поступает заявка от первого источника. По окончанию обслуживания заявки на входе 20 появляется сигнал о разре- щении опроса следующей по номеру очереди. Блок 18 на выходы 1-к выдает код 000...01. Далее производятся те же операции, что и при предыдущем опросе, но уже со второй очередью и т.д.

По окончании каждого опроса блок 17 вьщает логический нуль на входы

генератора 6 поступают на информаци- блоков 4 сдвига, в результате чего по

онньй вход блока 4 сдвига. Таким обра ЗОИ имитируется режим развития моделируемого процесса по прогнозируемой траектории.

Одновременно с поступлением в систему о ередной обслуженной заявки на запускающ1Ш вход 20 формируется сигнал разрешения опроса следующей по номеру очереди. Этот сигнал по приходу тактового импульса запускает блок 17 опроса и блок 18 управления опросом. В блоке 17 опроса через определенную задержку (фиг.З) выдаются логические единицы на входы блоков 4 сдвига (сра бат1ртает триггер 22) и на первые входы элементов И 16 всех групп. При поступлении первого сигнала о разрешении опроса в блок 18 на выходах 1-к дешр фратора 29 вырабатывается двоич- кьм код 000...ОТ, который поступает на вторые входы элементов И 16. Таким образом, сигналы опроса с информационных выходов блока 17 проходят через элементы только первой группы элементов И 16, а элементы П остальных груп на выходах имеют уровень логического нуля.

При поступлении сигнала опроса на разрядные входы узла 22 блока 4 сдвига содержимое регистра считывается в узлы 22 и 23, в результате чего выбирается наиболее приоритетная заявка на обслуживание (логическая единица подается на выходной элемент ИЛИ 31 и триггер 12) и исключается из очереди (узел 23 производит гашение 1 в приоритетном разряде и заносит информацию в параллельном коде в ре

ется единица.

Во всех остальных блоках сдвига информация в регистрах не изменяется и на соответствующих входах элемента ШШ 19 и триггеров 12 будут логические нули. Таким образом, на

обслуживание через элемент ИЛИ 19 поступает заявка от первого источника. По окончанию обслуживания заявки на входе 20 появляется сигнал о разре- щении опроса следующей по номеру очереди. Блок 18 на выходы 1-к выдает код 000...01. Далее производятся те же операции, что и при предыдущем опросе, но уже со второй очередью и т.д.

По окончании каждого опроса блок 17 вьщает логический нуль на входы

приходу.очередного тактового импульса в них осуществляется режим последовательного занесения заявок от генераторов б в регистры блоков 4 сдвига Триггеры 12 и элементы 11 запрета введены в устройство для распознова- ния принадлежности обслуженной заявки терминалу. При поступлении сигналу на вход 20 режим вычитания происходит в реверсивном счетчике того ис тфчника, заявка которого была обслужена при предыдущем otipoce. Признак о{ служенного источника формируют тригеры 12, один из которых при очеред- HctM опросе сохраняет единицу, вьщан- нз ю обслуживаемым блоком сдвига, а при появлении сигнала об окончании оёслуживания на входе 20 передает эт единицу в реверсивньш счетчшс. Таким образом, информация о количестве заявок, находящихся в сиетеме, постоянн присутствует в реверсивном счетчике ка1ждого источника и используется для им итации работы терминала с буферной

ПЙгМЯТЬЮ.

Следовательно, предлагаемое устройство позволяет моделировать функционирование замкнутых CMC с циклической дисциплиной одиночной диспетчеризации и вероятным характером ис- попьзования заявок из буферной памя- ли источников.

Кроме того, устройство позволяет ьоДелировать функционирование замкну 1гых СМО с детермированным харак- TejJOM использования заявок из буфер- но памяти источников (как частный случай вероятного использования при ).

Формула изобретения

Устройство для модел1; рования сис- тел| массового обслуживания,, содержащей генератор тактовых :(1мпульсов, формирователь импульсов разрешения onjjoca, элемент ИЛИ, блок управления опросом, состоящий из кольцевого регистра сдвига и дешифратора,, входы которого подключены соответственно к .ра2|рядным выходам кольцевого регистр сдвига, k групп элементов И, блок опроса, состоящий из rpyniBj элементов

нен с выходом элемента ИЛИ блока опр са, первый вход элемента ИЛИ которог является -входом сброса устройства, а второй вход через элемент задержки подключен к прямому выходу триггера, и к источников заявок, каждый из кот рых содержит генератор импульсов зая вок, блок сдвига, реверсивный счетчи первьш триггер, элемент И-НЕ, элемен запрета, управляющий вход которого соединен с прямым выходом первого триггера, а выход - с нулевым входом первого триггера и вычитагацим входом реверсивного счетчика, суммирующий вход которого подключен к выходу пер вого разряда блока сдвига, .информационный выход которого соединен с единичным входом первого триггера и соответствующим данному источнику за явок входом элемента ИЛИ устройства выход которого является выходом устройства, разрядные.выходы реверсршно го счетчика соединены соответственно 25- с входами элемента И-НЕ, тактовые входы всех блоков сдвига объединены и соединены с первым информационным выходом генератора тактовых импульсо второй информационный выход которого подключен, к тактовому входу формиров теля импульсов разрешения опроса, вх запуска которого является входом запуска устройства и соединен с информационными входами элементов запрета всех источников заявок, а выход формирователя импульсов разрешения опро са соединен с тактовым входом кольце вого регистра сдвига блока управлени прямой выход триггера блока опроса подключен к входам управления сдвигом всех блоков сдвига источников за явок, выход i-ro элемента задержки блока опроса (i 1, k) соединен с первыми входами i-ых элементов И все групп, i-й выход дешифратора блока управления опросом подключен к вторы входам элементов И (i-й группы, а вы ды элементов И i-й группы подключены соответственно к разрядным входам iблока сдвига, отличающе.ес тем, что, с целью расширения функцио нальных возможностей за счет моделир вания систем массового обслуживания с вероятностньм характером использозадержки, элемента зад;ерзкки, элемента

ИЛИ и триггера, единичньй вход которо- вания заявок каждого источника заяго объединен с входами элементов задержки группы и подключен к выходу формирователи импульсов разрешения опроса, нулевой вход триггера соедивок, кадцый источник заявок дополни тельно содержит второй триггер, пер вый и второй элементы И, элемент НЕ элемент ИЛИ и генератор случайных

0

5

нен с выходом элемента ИЛИ блока опроса, первый вход элемента ИЛИ которого является -входом сброса устройства, а второй вход через элемент задержки подключен к прямому выходу триггера, и к источников заявок, каждый из которых содержит генератор импульсов заявок, блок сдвига, реверсивный счетчик, первьш триггер, элемент И-НЕ, элемент запрета, управляющий вход которого соединен с прямым выходом первого триггера, а выход - с нулевым входом первого триггера и вычитагацим входом реверсивного счетчика, суммирующий вход которого подключен к выходу первого разряда блока сдвига, .информационный выход которого соединен с единичным входом первого триггера и соответствующим данному источнику заявок входом элемента ИЛИ устройства, выход которого является выходом устройства, разрядные.выходы реверсршно- го счетчика соединены соответственно 5- с входами элемента И-НЕ, тактовые входы всех блоков сдвига объединены и соединены с первым информационным выходом генератора тактовых импульсов, второй информационный выход которого подключен, к тактовому входу формирователя импульсов разрешения опроса, вход запуска которого является входом запуска устройства и соединен с информационными входами элементов запрета всех источников заявок, а выход формирователя импульсов разрешения опроса соединен с тактовым входом кольцевого регистра сдвига блока управления, прямой выход триггера блока опроса подключен к входам управления сдвигом всех блоков сдвига источников заявок, выход i-ro элемента задержки блока опроса (i 1, k) соединен с первыми входами i-ых элементов И всех групп, i-й выход дешифратора блока управления опросом подключен к вторым входам элементов И (i-й группы, а выходы элементов И i-й группы подключены соответственно к разрядным входам iro блока сдвига, отличающе.еся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет моделирования систем массового обслуживания с вероятностньм характером использо0

5

0

5

0

вания заявок каждого источника заявок, кадцый источник заявок дополнительно содержит второй триггер, первый и второй элементы И, элемент НЕ, элемент ИЛИ и генератор случайных

импульсов, причем в каждом источнике заявок выход первого элемента И соединен с входом запуска генератора случайных импульсов, выход которого сое- динен с единичным входом второго триггера, нулевой вход которого подключен к выходу элемента НЕ, прямой выход второго триггера соединен с первым входом элемента ИЛИ, а инверсный вы- ход второго триггера подключен к первому входу первого элемента И и первому входу второго элемента И, второй. вход которого соединен с выходом генератора импульсов заявок, третий вход второго элемента И соединен с входом элемента НЕ и выходом элемент И-НЕ, а выхом второго элемента И подключен к второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом блока сдвига, выход первого разряда которого подключен к второму входу первого элемента И,

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для моделирования процессов в системах массового обслуживания (СМО). Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет моделирования СМО с вероятностным характером использо- .вания заявок каждого источника заявок. Для этого каждый источник заявок дополнительно содержит второй триггер, первый и второй элементы И, элемент НЕ, элемент ИЛИ и генератор случайных импульсов. Устройство позволяет моделировать функционирование замкнутых СМО с циклической дисциплиной одиночной диспетчеризации и вероятностным характером использования заявок из буферной памяти источников, а также функционирование замкнутых СМО с детерминированным характером использования заявок из буферной памяти источников. 4 ил. S (Л

HaaJM- w/Jbrn

IHUf

От форицробателя 15

25

5 Г

&.

К блокам

.

Z1

2ft

OSu4ua

спрос

ФцгМ