Устройство для моделирования приоритетных систем массового обслуживания Советский патент 1989 года по МПК G06N7/08 

Изобретение относится к специали- ,3jdpoBaHHbtM средствам выиислительной техники и предназначено для моделирования процесса обслуживания заявок в приоритетных системах массового обслуживания с ориентированием.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования процесса вероятностного ориентирования обслуживающего прибора к обслуживанию заявок с различными приоритетами.

На фиг,1 изображена структурная схема устройства; на фиг,2 - схема блока формирования временных интервалов, соответствующих продолжительности ориентации обслуживающего прибора к обслуживанию заявок; на фиг.З схема вероятностного переключателя (коммутатора),

Устройство содержит первый 1 и третий 2 элементы И, шестой 3 и третий 4 элементыЮта, второй 5 пятый 6, шестой 7, четвертый 8, седьмой 9 и восьмой 10 элементы И,.первый 11, втрой 12 и третий 13 триггеры, первьй 14 и второй 15 элементы запрета, четвертьй 16; пятьм 17, первьй 18 и второй 19 элементы ИЛИ, первьй 20 и второй 21 генераторы случайных импульсов, вероятностный переключатель (коммутатор) 22, второй 23 и первьй ; 24 блоки формирования временных интервалов, соответствующих продолжительности ориентации обслуживающего прибора к обслуживанию заявок. .

Каждьй из блоков 23 и 24 содержи генератор 25 случайных импульсов и триггер 26 и-предназначен для.моделирования случайного интервала времени от момента запуска .генератора 25.. до появления импульса на его выходе, соответствующего продолжит ель- ности. ориентации обслуживающего прибора, к обслуживанию заявок низкого (блок 23) и высокого (блок 24) прио- ритетов, В общем случае.продолжительность , ориентации по каждому из пото- ков заявок различна и определяется законом распределения случайных им- пульсов, на выходе генератора 25. Оди из выходов, блока ориента1 1и импульсный,. другой выход - потенциальный. Высокий потенциал.устанавливает ся импульсом генератора 25 путем ус-i тановки триггера 26 в соответствующее состояние.

0

5

5

0

5

0

5

0

. Установочные входы Y. и „ предназначены соответственно для срыва работы, запущенного генератора 25 и перевода триггера 26 в состояние, при. котором на потенциальном выходе блока ориентации имеется нулевой сигнал. ...

f Генераторы 20 и 21 случайных импульсов имитируют работу одного и того же обслуживающего прибора. Поэтому их одновременная работа запрещена.

В блоке 24 используется только один вход Y,j установки.

Вероятностный переключатель (коммутатор) 22 содержит генератор 27 тактовых импульсов, элемент 28 задержки, триггер 29, элементы И 30, 30 и элемент ИЛИ 31, Коммутатор 22 вьфабатывает случайные сигналы, вероятность Р, и Р , появление которых на любом отрезке времени может быть .; заранее установлена, причем Р и P/j образуют полную группу несовместных событий (Р, + Pj 1).

Это осуществляется следующим образом. Пусть период импульсной последовательности генератора 27 равен Т, а Т, Т - величина задержки импульса элементом 28 задержки. Тогда за любой промежуток времени вероятность получения сигнала на входе первого элемента И 30, равна Р Т,/Т, а на втором элементе И 30 j Р (,} - 1 - (т,/Т), Изменяя- величину Т , можно получить требуемые вероятности появления сигналов на выходах коммутатора.

Вероятностньш коммутатор предназначен для моделирования процесса адаптации процесса ориентации прибора вероятностным характеристикам потоков заявок.

.Сущность адаптации состоит в следующем. Если известны вероятности появления на входах заявок низкого приоритета (Р,) и высокого приоритета (Р2 1-Р), то после окончания обслуживания предьщущей заявки с вероятностью Р, начинается ориентирование обслзтаивающего прибора к обслуживанию заявки низкого приоритета, а с вероятностью Р - к обслуживанию заявки высокого приоритета.

Вербальная модель работы, устройства состоит в следующем.

Два потока заявок с разными абсолютными приоритетами поступают на

3 . -14 один обслуживающий прибор. Заявкам одного и того же приоритета в приеме к обслуживанию отказывается в случае занятости прибора. Заявки высокого приоритета в случае занятости прибора обслуживанием заявки низкого приоритета прерывают обслуживание заявки низкого приоритета, которая покидает систему.

Ориентирование обслуживающего прибора к обслуживанию заявок различног приоритета в общем случае различно и начинается после окончания обслуживания предьщущей заявки. С вероятностью Р, проводится ориентирование обслуживающего прибора к обслуживанию заявки низкого приоритета и с вероятностью 7 - к обслуживанию заявки высокого приоритета.

Заявка, пришедшая в момент, времени, когда обслуживающий прибор сориентирован к обслуживанию заявки этог потока, поступает сразу на обслуживание. Заявка, пришедшая в период ориентации обслуживающего прибора к обслузкиванию этого же потока, начинает обслуживаться после окончания процесса ориентации, начатого до прихода заявки. Заявка, пришедшая в период, когда обслуживающий прибор не занят, но ориентируется или сориентирован к обслуживанию заявок другого потока начинает переориентацию обслуживающего прибора.

Устройство работает следующим образом.

Исходное положение элементов: генераторы 25 не запущены; генератор 27 работает с момента подачи напря- жения; триггеры 11, 12 находятся в положениях, при которых открыты по соответствующим входам элементы И 3, 4 и закрыты элементы И 9, 10; на

выходе триггера .13 - нулевой потенциал, |чоторый закрьшает элементы И 6, 7; на выходе триггера 26 - нулевой потенциал; элементы 14, 15 запрета открыты по управляющему входу.

Рассмотрим основные режимы работы устройства.

Ориентирование обслуживающего прибора и обслуживание заявок низ-- кого приоритета.

Заявка низкого приоритета проходит открытый элемент И 1, опрокиды- ззает триггер 11, который закрывает элемент И 1 и открывает элемент И 9,

5

5 о 5

о

16 .

проходит через открытый элемент 14 запрета и элемент ИЛИ 17 и запускает блок 23.

После случайного времени ориен- тации генератор 25 блока 23 вырабатывает импульс, который через открытый элемент И 9 поступает через элемент ИЛИ 18 на запуск генератора 20 и одновременно опрокидывает триггер 26 блока 23. На выходе триггера 26 появляется единичный сигнал, однако он не проходит через элемент И 6, так как.этот элемент закрыт нулевым потен1щалом с триггера 13. Одновременно импульс с выхода элемента ИЛИ 18 возвращает триггер 26 блока 23 в исходное состояние, при котором снимается единичный потенциал с входа элемента И 6.

I Через время, соответствующее слу- чайной длительности обслуживания заявки, на выходе генератора 20 появляется сигнал, который поступает на выход обслуженных заявок низкого приоритета и опрашивает вероят- ностньй коммутатор 22. С вероятностью Р- появляется сигнал на выходе пер5

0

5

вого элемента И 30, и с вероятностью Р - на выходе второго элемента И 30j коммутатора 22.

Пусть сигнал появляется на выходе первого элемента И 30. Этот сигнал через элементной 16 устанавливает в исходное состояние триспер 11, который открывает элемент И 1 и закрывает элемент И 9, подтвержддет исходное состояние триггера 12, через элемент ИЛИ 17 запускает блок 23 (генератор 25) и опрокидывает триггер 13, который до окончания процесса моделирования теперь открывает по соответствующим входам элементы И 6, 7. Начинается процесс заблаговременной ориентации обслуживающего прибора к обслуживанию заявок низкого приоритета.

Если заявка низкого приоритета приходит до окончания процесса ориентации, то она проходит через откры- тьт. элемент И 1, открытый элемент 14 запрета, элемент ИЛИ 17 и подтверждает рабочее состояние генератора 25 блока 23. Одновременно триггер 11 закрывает элемент И 1 и готовит цепь для прохождения сигнала на запуск генератора 20, открывая элемент И 9. Процесс обслуживания заявки (запуск генератора 20) начилается

сразу после окончания процесса ориентации и выработки импульса генератором 25 блока 23, Таким образом, сокращается продолжительность пребывани заявки в системе (повышается быстродействие обслуживания) за счет предварительной ориентации обслуживающего прибора.

Если ориентация обслуживающего прибора закончена раньше поступления низко приоритетной заявки на вход устройства, то выходной сигнал гене- ратора 23 опрокидывает триггер 26, который закрывает единичным сигналом с выхода элемента И 6 элемент 14 запрета и открывает элемент И 5, Сигнал с выхода генератора 25 цри этом на запуск генератора 20 не проходит, так как элемент И 9 закрыт триггер ром 1 К

При поступлении заявки низкого приоритета на вход устройства после окончания ориентации она проходит через открытый элемент И 5 и элемент ИЛИ 18 сразу на запуск генератора 20 и с выхода элемента ИЛИ 18 устанавливает в исходное состояние триггер 26 блока 23, при этом открывается элемент 14 запрета и закрывается эле- мент И 5. После окончания обслуживания снова опрашивается вероятностный коммутатор 22.

При появлении сигнала на первом выходе коммутатора 22 снова начинается ориентирование устройства к обслуживанию заявок низкого приоритета. При появлении сигнала на втором выходе вероятностного коммутатора 22 через элементы ИЛИ 16, запрета 15, ИЛИ 3 задускается блок 24 и начинается ориентирование обслуживающего прибора к обслуживанию заявок высокого приоритета,

С началом ориентации запускается генератор 25 блока 24, после окончания ориентации опрокидывается триггер 26 блока 24, закрывается элемент 15 запрета и открывается элемент И 8, Однако.сигнал с выхода генератора 25 блока 24 на запуск генератора -21 не проходит, так как элемент И 10 закрыт низким потенциалом с выхода триггера 42

Если в процесс, ориентирования к обслуживанию заявки высокого приоритета или после его окончания в устройство поступает заявка низкого приоритета, то она через открытьм

5

0

5

элемент И 1, элемент 14 запрета запускает генератор 25 блока 23, и начинается ориентирование прибора к ее обслуживанию. Одновременно сигнал с выхода элемента И 1 поступает на установочные входы блока 24 и приводит в исходное состояние генератор 25 и триггер 26 блока 24, а также элементы И 7, 8, и элемент 15 запрета.

Ориентирование обслуживающего прибора и обслуживание заявок высокого приоритета.

Если после включения устройства первой проходит заявка высокого приоритета, то работа устройства аналогична работе по ориентации и обслуживанию.заявок низкого приоритета, .только вместо элемента И 1, триггера 11,.элементов 14 запрета, ИЛИ 17, блока 23, элементов И 6, 5, 9, генератора 20 работают аналогично элемент И 2, триггер.12, элементы 15 запрета, ИЛИ 3, блок 24, элементы И. 7, 8, 10, генератор 21, После окончания обслуживания заявки высокого приоритета вероятностный коммутатор 22 при опросе вьщает сигнал 0 на один из.своих выходов. При появлении сигнала на втором .выходе начинается ориентирование устройства к рбслуживанию заявки высокого приори- 1тета„

Если заявка высокого приоритета поступает до окончания ориентирования устройства к обслуживанию заявки высокого приоритета или после его окончания, то работа устройства аналогична работе при поступлении заявки низкого приоритета

Обслуживание заявки высокого приоритета в момент занятости обслуживаю.-, щего прибора ориентированием к обслуживанию заявки низкого приоритета или ее обслуживанием,

В этом случае заявка с выхода элемента И 2 опрокидывает триггер 12, который закрывает элемент И 14, открывает элемент И 10, Одновременно сигнал с выхода элемента И 2 устанавливает в исходное состояние или блок 23 или генератор 20. Заявкой низкого приоритета, поступившей ранее заявки высокого приоритета, установлен в исходное состояние блок 24, если перед этим он не был в исходном состоянии. Поэтому заявка высокого приоритета с выхода элемента И 2 проходит через

5

0

5

0

5

714

открытый элемент 15 запрета на запуск блока 24. В дальнейшем работа устройства аналогична обслуживанию первой заявки высокого приоритета.

Показатели процесса обслуживания заявок с различными приоритетами определяются путем измерения характеристик входных и выходных потоков и числа срабатываний отдельных бло- ков устройства.

Формула изобрет. ени.:я

Устройство для моделирования приоритетных систем массового обслуживания, содержащее восемь элементов И, три триггера, два блока формирования временных интервалов, соответствующих продолжительности ориен- тации обслуживающего прибора к обслуживанию заявок, два генератора случайных импульсов, три элемента ИЛИ, первый вход первого элемента И является входом заявок низкого приорите- та устройства., второй вход первого элемента И подключен к первому входу первого триггера, выход первого элемента И соединен с первым входом второго элемента И, первьй вход третьего элемента И является входом заявок высокого приоритета, второй вход третьего элемента И соединен с первым выходом второго триггера, выходы первого и второго генераторов случайных импульсов являются выходами обслуженных заявок низкого и высокого приоритетов устройства, выходы второго и четвертого элементов И подключены к первым входам первог и второго элементов.ИЛИ,соответствено, отличающееся тем, что, с целью расширения, функциональных возможностей устройства за счет моделирования процесса вероятностного ориентирования обслуживакицего прибора к обслуживанию заявок с различными приоритетами, оно дополнительно содержит два элемента запрета, четвертый, пятьй и шестой элементы ИЛИ и вероятностный переключатель, причем выход первого элемента И подключен к первому входу третьего элемента иЛИ, первому входу сброса первого

блока формирования временных интервалов, соответствукнцих продолжитель ности ориентации обслуживающего прибора к обслуживанию заявок, и информационному входу первого элемента

Q

15 jo25 , зо

35

45

50

55

запрета, управляющий вход которого подключен к второму входу второго элемента И и выходу пятого элемента И, первый вход которого и первый вход шестого элемента И соединены с выходом третьего триггера, вход которого подключен к выходу четвертого элемента ИЛИ и первым входам первого и второго триггеров, вторые входы первого и второго триггеров соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, второй выход первого триггера подключен к первому входу седьмого элемента И, второй вход которого соединен с импульсным выходом второго блока формирования временных интервалов,, соответствующих продолжительности ориентации обслуживающего прибора к обслуживанию заявок, потенциальный выход которого подключен к второму входу пятого элемента И, выход седьмого элемента И соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу запуска первого генератора случайных импульсов, вход запуска второго блока формирования временных интервалов, соответствующих продолжительности.ориентации обсл ткивающего. прибора к обслуживанию заявок, подключен к выходу пятого элемента ИЛИ, первый вход останова второго блока формирования временных интервалов, соответствующих продолжительности ориентации обслуживающего прибора к обслуживанию заявок, и выход останова первого генератора случайных импульсов подключены к выходу третьего элемента И, первому входу четвертого элемента И и информационному, входу второго элемента запрета, выход первого, элемента ИЛИ подключен к второму входу останова второго блока формирования временных интервалов, соответствующих продолжительности ориентации обслуживаюр;его прибора к обслуживанию заявок, управляющий вход второго элемента запрета соединен с выходом шестого элемента И и вторым входом четвертого элемента И, а выход второго элемента запрета соединен с первым входом шестого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу запуска первого блока формирования временных интервалов, соответствующих продолжительности ориентации обслуживающего при- бора к обслуживанию заявок, потенIt

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для моделирования процесса обслуживания заяг БОК в приоритетных системах массового обслуживания с ориентированием. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования процесса вероятностного ориентирования обслуживающего прибора к обслуживанию заявок с различными приоритетами. Цель достигается введением в устройство элементов запрета, ИЛИ и вероятност-. ного переключателя. Устройство моделирует р аботу систем массового обслуживания двух потоков разноприори- тетных заявок одним обслуживающим прибором с отказами в приеме к об- .служиванию, если в момент прихода заявки обслуживающий прибор занят ориентированием или обслуживанием заявки того же или высшего приоритета. Ориентирование обслуживающего прибора к обслуживанию заявок различного приоритета начинается сразу же после окончания обслуживания предыдущей заявки, и с наибольшей вероятностью осуществляется ориентирование к обслуживанию заявок того потока, вероятность поступления которых максимальна. Заявка, пришедшая в момент, когда обслуживающий прибор сориентирован к обслуживанию заявок этого потока, поступает сразу на обслуживание. Заявка, пришедшая в период ориентации обслуживающего прибора к обслуживанию этого же потока, принимается к обслуживанию сразу после окончания ориентирования. Заявка, пришедшая в период, когда обслуживающий прибор не занят, но ориентируется или сориентирован к обслуживанию заявок другого потока, начинает переориентацию обслуживающего прибора. 3 ил. S (Л 4 ел о

r ПП

28

22