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

(Л

cz

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано да1я моделирования процессов в системах массового обслуживания СМО. Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет моделирования СМО с циклической дисциплиной групповой диспетчеризации. Для достижения этой цели устройство содержит блок управления опросом, включающий кольцевой регистр сдвига и дешифратор. Устройство позволяет моделировать функционирование замкнутых СМО с конечным числом однородных источников, имеющих буферные памяти и обслуживаемых с циклической дисциплиной групповой диспетчеризации. 5 ил.

00

4

Изобретение относится к вычисли- т1ельной технике и может быть ис- п:ользовано для моделирования процессов в системах массового обслуживани (СМО),

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования СМО с циклической дисциплиной групповой диспетчеризации.

; На фиг. 1 изображена структурная ckeMa устройства; на фиг, 2 - схема бпока сдвига; на фиг. 3 - схема фор м ровател-Я сигналов разрешения об- сЬуживания; на фиг. 4 - схема блока опроса; на фиг. 5 - схема блока управления опросом.

Устройство (фиг о 1) содержит М однородных источников 1 заявок, сос- т эящих из элемента 2, второго элемента И 3, блока 4 сдвига, гене- рЬтора 5 импульсов заявок, третьего элемента И 6, элемента ИЛИ-НЕ- 7, р гверсивного счетчика 8 импульсов, первого элемента И 9, триггера 10 И; счетчика 11 импульсов. Кроме того, устройство содержит формирователь 12 сигналов разрешения обслуживания, пятый элемент ИЛИ 13, первый элемент ШШ 14, элемент И 15, третий элемент ИЛИ 16, М групп элементов И 17, чет- В0РТЫИ элемент ИЛИ 18, блок 19 опроси, блок 20 случайной временной задержки, блок 21 управления опросом, второй элемент ИЛИ 22 и генератор 23 тактовых импульсов.

Блок 4 сдвига (фиг. 2) состоит из узлов 24-26. Узел 24 представляет собой стандартный двунаправленный регистр сдвига с последовательным (если на входе V поддерживается логический О, а на V логическая 1) и параллельным (на V и V - логическая 1) занесением информации. Узел 25 предназначен для определения приоритетного разряда стандартного регистра сдвига для обслуживания по принципу первый пришел - первый обслужен „ Приоритетны разрядом считается первьй старший разряд, в котором находится 1.

Узел 26 выполняет функцию гашени логической 1 в приоритетном разряде - регистра сдвига без изменения состояния остальных разрядов. Этот узел и a тиpyeт исключение заявки, поступакидей на обслуживание из очереди источника.

o

5

Разрядность - регистра должна вы бираться н эанисимости от среднего времени цикла обслуживания одного источника, т.е. от времени между пре- дьщущим опросом очереди источника заявок,, Такое условие необходимо для того, чтобы заявки, принадле- жавише источнику, не терялись из очереди в результате последовательных сдвигов в регистре.

Узел 25 содержит элемент ИЛИ 27, элемент 28 запрета, элемент ИЛИ 29 и элемент 30 задержки, который обеспечивает синхронное поступление сигнала опроса на информационньй вход элемента 28 запрета с сигналом, поступающим с выхода элемента ИЛИ 27 на управляющий вход элемента 28 запрета, выход которого является выходом сигнала об отсутствии заявок в очереди блока 4 сдвига.

Выход первого разряда узла 24 яв- ляется выходом наличия очереди блока 4 сдвига.

Вход V узла 24 является входом ра.зрешения параллельного занесения информации. В состав узлов блока сдвига входят также элементы И 31, n элементы ИЛИ 32, элементы НЕ 33 и элементы 34 задержки.

Формирователь 12 сигналов разрешения обслуживания (фиг. 3) содержит триггеры 35, элементы И 36, дифференцирующие элементы 37, расширители 38 импульсов и элемент ИЛИ 39.

Блок 19 опроса (фиг. 4) предназначен для выполнения опроса состоя0

5

5

0

5

0

НИИ разрядов стандартного регистра сдвига блока 4 в каждом источнике заявок. Блок 19 опроса содержит триггер 40, элемент 41 задержки, элемент ИЛИ 42 и группу элементов 43 задержки.

Блок 21 управления опросом (фиг. 5) состоит из кольцевого регистра 44 сдвига и дешифратора 45. Регистр 44 предназначен для формирования двоичного кода, с помощью которого осуществляется циклический опрос блока 4 сдвига в каждом источнике заявок. Дешифратор 45 предназначен для формирования попеременной вьщачи логической 1 на выходы М блока 21 управления опросом.

Счетчик 11 представляет стандартный двоичный счетчик. Он предназначен для подсчета заявок, поступаюш:их

3

от каждого источника в систему (в очередь и на обслуткивание), с целью имитации совместно с элементом И-НЕ 2 состояний буферной памяти этого источника, т.е. он содержит информацию о количестве занятых ячеек в этой буферной памяти. Разрядность счетчика определяется двоичным числом, равным емкости буферной памяти источника. Так как она в устройстве взята равной трем (двоичное число 11), то разрядность счетчика 11 равна двум. Первые и вторые выходы счетчика - это соответственно выходы с младшего и старшего разрядов. Если содержимое счетчика 11 меньше трех, следовательно, в буферной памяти источника есть свободные ячейки, и генератор 5 может вьщавать с определенной частотой заявки в систему. Если содержимое равно трем, то соответственно буферная память источника заполнена и элементы 2 И-НЕ и И 9 запрещают работу генератора 5.

Реверсивный счетчик 8 предназначен для имитации состояний буферной зоны источника (очереди) в центральной ЭВМ, т.е. этот счетчик со- держит информацию о количестве заявок, находящихся в очереди и на обслуживании. Разрядность счетчика также выбрана равной двум.

Устройство работает следующим образом

С выхода генератора 5 импульсов заявок на информационный вход блока 4 сдвига через элемент И 9 поступают импульсы-заявки, имитирующие входной поток заявок от первого источника. Аналогично это происходит и в других источниках. По положительному перепаду тактового импульса от генератора 23, поступающему на синхронизирукяций вход блока 4 сдвига, в нем осуществляется режим последовательного занесения информации со сдвигом вправо, так как в начальный момент работы устройств на входе запуска находится логический О. В счетчиках 11 и 8 регистрируются постутгившие в систему заявки. Если их количество в счетчике 1 равно емкости буферной памяти источника, т.е. трем, элемент И-НЕ 2 и элемент И 9 запрещают вход заявок в систему (в блок 4 сдвига). Таким образом имитируется аварийная ситу40

ация простоя источника, когда его буферная память заполнена.

Одновременно на запускающий вход приходит сигнал о разрешении обслуживания (в дальнейшем сигнал об окончании обслуживания заявки и разрешении обслуживания следующей по номеру очереди). Этот сигнал по

приходу тактового импульса проходит формирователь 12 сигналов разрешения обслуживания (фиг. 3), сбрасывает триггер 10 во всех источниках заявок и запускает блок опроса. В этот же

момент с установочного входа в блок 21 управления опросом поступает установочный сигнал.

Из блока 19 опроса через определенную задержку (фиг. 4) выдаются

логические 1 на вход разрешения параллельного занесения информации блока 4 сдвига (срабатьшает триггер 40) и на первые входы элементов И 17. Б блоке 21 по приходу установоч-

него сигнала регистр 44 сбрасьшается в исходное состояние, вследствие чего на выходах 1-М дешифратора формируется двоичньй код 000...01, который поступает на вторые входы элементов И 17. Таким образом, сигналы опроса с информационных выходов 1-8 блока 19 проходят через элементы И первой группы 17, а элементы остальных групп на выходах имеют уровень логического О.

При поступлении сигналов опроса на входы блока 4 сдвига (фиг. 2) содержимое регистра 24 считывается в узлы 25 и 26, в результате чего на обслуживание выбирается наиболее

приоритетная заявка (логическая 1 подается на соответствующий вход- элемента ИЛИ 13 и на первый вход триггера 10) и исключается из очереди (узел 26 производит гашение

1 в приоритетном разряде и заносит информацию в параллельном коде через входы D,- Dj в регистр, так как на входе V поддерживается 1). Во всех остальных блоках 4 сдвига информация в регистрах не изменяется и на соответствующие входы элемента ИЛИ 13 и триггеров 10 подаются О. Таким образом, на обслуживание чере з элемент ИЛИ 13 поступает заяв-

ка из первого источника. В случае отсутствия заявок в опрашиваемом блоке 4 сдвига, на выходе элемента 28 запрета формируется логическа

1, которая через элемент Ш1И 16 поступает в формирователь 12 сигнало разрешения обслуживания. Этот сигнал по приходу тактового импульса повторно запускает блок 19 опроса, а также через элемент ИЛИ 22 - блок 21 управления опросом, В результате этого на выходе блока 21 формируется код 0000...10, т.е. уже опрашивается очередь второго источника заявок.

По окончании обслуживания заявки с блока 20 приходит сигнал о разреше НИИ следующего обслуживания. Этот сигнал, как и первоначальной запуска кяций сигнал, поступает через элемент ИЛИ 18 Б формирователь 12, а также во все источники заявок. Он проходит через элемент И 3 только в первом источнике (триггер 10 поддерживает на выходе 1) и осуществляется режим вычитания в реверсивно счетчике 8.

Далее в устройстве могут возникнуть две возможные ситуации.

Если реверсивньй счетчик 8 после выполнения режима вычитания содержит заявки, элемент ИЛИ-НЕ 7 выдает на выход логический О и соответственно на выходе элемента И 6 также О. В результате этого на входы элемента ИЛИ 14 подаются одни логические О (в других источниках заявок элементы И 6 на выходах формируют только О, так как их соответствующие триггеры 10 имеют на выходах уровень логического О. С выхода элемента ИЛИ 14 на первый вход элемента И 15 поступает нулевой сигнал, а на второй - единичный сигнал из формирователя 12. В результате этого на вход блока 21 управления опросом через элемент ИЛИ 22 поступает нулевой сигнал и данный блок на выходе имеет тот же двоичный код 0000... 1. Таким образом, блок 19 опять производит опрос очереди первого источника заявок.

Если реверсивный счетчик 8 после выполнения режима вьиитания не содержит ни одной заявки, т.е. имитируется в данном случае освобождение буферной зоны первого источника от заявок, элемент ИЛИ-НЕ 7 формирует на выходе логическую 1, которая проходит элемент И 6 и поступает на первьй вход элемента ИЛИ 14 (на другие входы подают О) . В результате этого сигнал о разрешении опроса про

187406

ходит не только в блок 19.опроса, но и в блок 21 управления опросом, который выдает на выходах код 000... fO, т.е. уже опрашивается очередь второго источника заявок. Также единичный сигнал поступает от входа элемента ИЛИ-НЕ 7 на первый вход счетчика 1 1 и сбрасывает его в нулевое

10 состояние.

Таким образом, происходит имитация прихода в источник группового ответного сообщения, освобождение буферной памяти первого источника и

15 переключение для опроса к буферной зоне второго источника.

По окончании каждого опроса блок 19 выдает логический О на третий вход блока 4 сдвига в каждом источ2Q нике заявок. В результате этого по приходу очередного тактового импульса в них осуществляется режим последовательного занесения заявок от генераторов 5 в регистры сдвига (фиг.2)

25 при условии, что их соответствукщие счетчики 11 с.одержат не более двух заявок.

Таким образом, предлагаемое устрой- -ство реализует групповую дисциплину

-JQ обслуживания источников заявок, а

следовательно, позволяет моделировать функционирование замкнутых СМО с конечным числом однородных источников, имекжщх буферные памяти и рбслуживае- Mbtx с циклической дисциплиной группо35

вой диспетчеризахщи.

Формула изобретения

40

Устройство для моделирования сис45

тем массового обслуживания, содержащее генератор тактовых импульсов, элемент И, пять элементов ИЛИ, блок случайной временной задержки, М груп элементов И, формирователь сигналов разрешения обслуживания, блок опроса состоящий из триггера, элемента задержки, элемента ИЛИ и группы элементов задержки, прямой выход триггера через элемент задержки соединен с первым входом элемента ИЛИ блока опроса, выход которого подключен к нулевому входу триггера блока опроса М источников заявок, каждый из которых содержит генератор импульсов зая 55 вок, блок сдвига, триггер, три элемента И, элемент И-НЕ, элемент ИШ-1- НЕ, счетчик импульсов и реверсивный счетчик импульсовJ в каждом источни50

71

ке заявок выход первого элемента И соединен с информаи юнным входом блока сдвига, выход первого разряда которого подключен к счетному входу счетчика импульсов и суммирующему входу реверсивного счетчика импульсов, разрядные выходы которого подключены соответственно к входам элемента ИЛИ-НЕ, вычитающий вход реверсивного счетчика соединен с выходом второго элемента И своего источника заявок, выход элемента ИЛИ-НЕ подключен к первому входу третьего элемента И своего источника .заявок и установочному входу счетчика импульсов, разрядные выходы которого соединены соответственно с входами элемента И-НЕ, выход которого подключен к первому входу первого элемента И своего источника заявок, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов заявок, прямой выход триггера подключен к первому входу второго элемента И и второму входу третьего элемента И своег источника заявок, выходы третьих элементов И всех источников заявок подключены соответственно к входам первого элемента ИЛИ устройства, выход которого соединен с первым входом элемента И устройства, выход которог подключен к первому входу второго элемента ИЖ устройства, второй вход которого является установочным входом устройства, а третий вход подключен к первому информационному выходу формирователя сигналов разрешения обслуживания, тактовьм вход которого подключен к выходу генератора тактовьк импульсов, группа выходов которого подсоединена соответственно к тактовым входам блоков сдвига источников заявок, выходы переполнения которых подключены соответственно к входам третьего элемента ИЖ устройства, информационный выход блока сдвига каждого источника заявок подключен к единичному входу триггера своего источника заявок и соответ87АО8

ствующему входу четв-ертого элемента llli устройства, выход которого соединен с входом блока случайной временной задержки, выход которого подключен к первому входу пятого элемента ЮТ устройства, второй вход которого является входом запуска устройства, а выход пятого элемента 1ШИ подклюQ чей к вторым входам вторых элементов И всех источников заявок и первому входу запуска формирователя сигналов разрешения обслуживания, второй вход запуска которого соединен с выходом

g третьего элемента ИЛИ устройства, второй информацио-нньй выход формирователя сигналов разрешения обслуживания подключен к второму входу элемента И устройства, нулевым вхоQ дам триггеров всех источников заявок, eдиничнo ry входу триггера и входам элементов задержки группы блока опроса, прямой выход триггера которого соединен с входами сдвига блоков

5 сдвига всех источников заявок, выход К-го элемента задержки группы блока опроса (,М) соединен с первыми входами К-х элементов И всех групп устройства, выходы элементов И К-и группы соединены соответственно с разрядными входами блока сдвига К-го источника заявок, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет моделирования систем массового

5 обслуживания с циклической дисциплиной групповой диспетчеризации, оно дополнительно содержит блок управления опросом, состоящий из кольцевого регистра сдвига и дешифратора, входы которого соединены соответст- венно с разрядными входами кольцевого регистра сдвига, причем выход второго элемента ШШ устройства подключен к входу сдвига кольцевого

5 регистра сдвига блока управления опросом, К-й выход дешифратора которого соединен с вторыми входами элементов И К-й .группы устройства.

0

0

Фид. }

19

От (рормиродителя /

4fJ

шФиг.З

«

/Г 4 1

/

Общий

/ spgnnaM /7 эленёнтоб /f

Сорос

.4f