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

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники, предназначено для моделирования процесса обслуживания двух потоков заявок с различными приоритетами и может быть использовано в устройствах, моделирующих работу систем массового обслуживания.

Цель изобретения - повышение функциональных возможностей устройства за счет запрета прерывания обслуживания заявок низкого приоритета заявками высокого приоритета при наличии незанятых обслуживанием блоков обслуживания заявок.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройстваJ на фиг.2 - структурная схема блока обслуживания заявок.

Устройство содержит группу блоков 1 обслуживания заявок, первый 2, второй 3 и третий 4 элементы ИЛИ.

Каждый блок 1 обслуживания заявок содержит шестой элемент И 5, второй триггер 6, первый элемент 7 запрета, разделительный диод 8, третий элемент И 9, первый 10 и второй 11 генераторы импульсов со случайным интервалом следования, третий 12 и второй 13 элементы запрета, четвер оо

1

со ю

J1/i

тый 14, первый 15 и второй 1 16 элементы И, первый триггер 17, четвертый

элемент 18 чапрета и пятый элемент И 19. мент И 19.

На устройство поступают два случайных потока заявок на обслуживание. Каждый блок обслуживания заявок имеет только один обслуживающий прибор. Заявки на обслуживание посту- пагот сначала в первый блок обслуживания заявок, В случае его занятости передаются на второй блок. Если и второй блок занят, то заявки передаются в третий блок и т.д. Заявки на обслуживание теряются, если заняты все блоки обслуживания заявок.Причем любой блок обслуживания заявок, если он свободен, может принять на обслуживание заявки в случае заня- тости только предыдущих по номеру блоков обслуживания заявок. Последующие по номеру блоки обслуживания заявок на прием и обслуживание заявок

предыдущего номера влияния не ока- зывают.

Заявки на обслуживание с меньшим приоритетом в любом блоке обслуживания заявок принимаются к обслуживанию в случае отсутствия заявки с более высоким приоритетом. Заявкам одного и того же приоритета, поступившим в блок обслуживания заявок в момент занятости обслуживающего прибора этого канала, в обслуживании отказывается, и они передаются в следующий блок.

Если заявка с более высоким приоритетом поступила в блок обслуживания заявок в период обслуживания прибором этого канала заявки с меньшим приоритетом, то возможно два варианта обслуживания заявки устройством.

Если все блоки заняты, то обслуживание заявки с меньшим приоритетом (прекращается, а обслуживаются заявки с более высоким приоритетом. После освобождения обслуживающего прибора обслуживание принятой ранее к обслуживанию заявки с меньшим приоритетом возобновляется.

Если хотя бы один блок свободен, то обслуживание заявки с меньшим приоритетом не прекращается, а заявк высокого приоритета находит этот свободный канал и принимается им на обслуживание.

Q $ 0

0

5

0

5

5

0

5

Потоки тлявок на обслуживание на входах устройства представляют случайные импульсные последовательности, интервалы между которыми распределены по определенным (разным или одним и тем же) законам.

Моделью обслуживания прибора каждого блока обслуживания заявок являются генераторы 10 и 11. Закон распределения случайных импульсов на выходах генераторов 10 и 11 один и тот же, так как они моделируют один и тот же прибор.

Временной интервал от момента запуска генераторов до появления импульсов на их выходе случаен и распределен по принятому закону обслуживания заявок.

Диод 8 служит для развязки между выходом элемента И 9 и входом триггера 6.

Блок 1 обслуживания заявок может работать в четырех режимах: обсл.ужи- вание заявок низкого приоритета , обслуживание заявок высокого приоритета/ обслуживание заявок высокого приоритета,поступивших в период обслуживания заявок низкого приоритета, при наличии в устройстве свободных блоков обслуживания заявок; обслуживание заявок высокого приоритета, поступивших в период обслуживания заявок низкого приоритета, при занятости в устройстве всех блоков обслуживания заявок.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии во всех четырех режимах триггеры 17 и 6 устанавливаются в положение, при котором на выходах, подключенных к информационному входу элемента 18 запрета и элементам И 16 и 14, имеется высокий потенциал. Высокий потенциал через открытый элемент запрета поступает на элемент И 15 и управляющий вход элемента 12 запрета, а с выхода элемента И 14 - на управляющий вход элемента 13 запрета. Элементы 12 и 13 запрета открыты. При этом на управляющем входе элемента 7 запрета напряжение отсутствует и этот элемент открыт. На управляющем входе элемента 18 запрета низкий потенциал с выхода элемента И 5. На первом входе элемента И 5 низкий потенциал с выхода триггера 6, а на втором входе - высокий потенциал при наличии

свободных блоков обслуживания заявок и низкий потенциал при занятости всех каналов обслуживания заявок. Анализ занятости каналов осуществляется элементом И 19, который анализирует состояние триггеров 17 и 6.

Рассмотрим работу блока 1 обслуживания заявок во всех четырех режимах

Обслуживание заявок низкого приоритета. Пусть данный блок свободен от обслуживания. На вход заявок низкого приоритета в блок 1 обслуживания заявок поступает импульс, соответствующий приходу заявки на вход блока. Так как элемент И 16 в исходном состоянии открыт, а элемент 13 запрета закрыт, то сигнал с входа проходит через элемент И 16 и поступает на информационный вход элемента 7 запрета. Элемент 7 запрета в исходном состоянии также открыт и поэтому импульс поступает на вход триггера 6, перебросив его в противоположное состояние.

Одновременно низкий потенциал поступает на входы элементов И 14 и 16. После чего элемент И 16 закрыт, а элемент 13 запрета открыт. Заявки, поступающие на вход низкого приоритета в этом случае, на обслуживание не принимаются, а проходят на выход элемента 13 запрета. Импульс с входа через разделительный диод 8 поступает на вход запуска генератора 11, на выходе которого появляется импульс со случайным интервалом следования. С прямого выхода триггера 6 поступает высокий потенциал на первый вход элемента И 5, на втором входе которого информация с выхода элемента ИЛИ 4. На выходе элемента ИЛИ 4 может быть высокий и низкий потенциал : высокий потенциал, если в устройстве есть свободные от обслуживания блоки 1 обслуживания заявок, низкий потенциал, если в устройстве нет свободных от обслуживания заявок блоков 1 обслуживания заявок. Если на выходе элемента И 5 высокий потенциал-, то элемент 18 запрета закрыт и прерывание обслуживания заявки низкого приоритета заявкой высокого приоритета невозможно. Импульс со случайным интервалом следования с выхода генератора 11 подается на вход триггера 6. Триггер 6 перебрасывается в исходное состояние, на его инверсном выходе появляется высокий

0

5

0

5

потенциал. Этот высокий потенциал поступает на входы элементов И 14 и 16, открывая их. С выхода элемента И 14 высокий потенциал поступает на управляющий вход элемента 13 запрета. Элемент 13 запрета закрывается. Таким образом, блок по окончании обслуживания заявки низкого приоритета переходит в исходное состояние.

Обслуживание заявок высокого приоритета. Пусть данный блок свободен от обслуживания. На вход заявок высокого приоритета в блок 1 обслуживания заявок поступает импульс,соответствующий приходу заявки на вход блока. Так как элемент И 15 в исходном состоянии открыт, а элемент 12 запрета закрыт, то импульс с выхода блока поступает через элемент И 15 на вход триггера 17 и на вход запуска генератора 10. Поступив на вход триггера 17, импульс перебрасывает триггер 17 в противоположное состояние. На его инверсном выходе появляется низкий потенциал, который поступает на информационный вход элемента 18 запрета и на вход элемента И 14. На выходе элемента 18 запрета появляется низкий потенциал, который закрывает элемент И 15 и открывает элемент 12 запрета. Теперь заявки высокого приоритета, проходящие на вход блока, проходят на выход элемента 12 запрета. На прямом выходе триггера 17 находится высокий потенциал, который запрещает прохождение информации через элемент 7 запрета. На выходе элемента И 14 присутствует низкий потенциал, который открывает элемент 13 запрета. Теперь и заявки низкого приоритета, проходящие на вход блока, проходят на выход элемента 13 запрета. На выходе генератора 10 появляется импульс со случайным интервалом следования, который переводит блок 1 в исходное состояние.

Обслуживание заявок высокого приоритета, поступивших в период обслуживания заявок низкого приоритета, при наличии в устройстве свободных блоков обслуживания. Пусть блок 1 обслуживания заявок занимается обслуживанием заявки низкого приоритета. На выходе элемента ИЛИ 4 находится высокий потенциал, что свидетельствует о наличии свободных блоков 1 обслуживания заявок. Так как блоком ведется обслуживание заявки низкого

0

5

0

0

5

приоритета, то на прямом выходе триггера 6 находится высокий потенциал и на выходе элемента И 5 также находится высокий потенциал, который запрещает прохождение информации через элемент 18 запрета. Высокий потенциал с инверсного выхода триггера 17 не проходит на управляющий вход элемента 12 запрета и вход элемента И 15. Элемент И 15 закрыт, а элемент 12 запрета открыт, следовательно, обслуживание заявок выс окого приоритета, поступивших в период обслуживания заявок низкого приоритета,при наличии в устройстве свободных каналов обслуживания не производит, и (заявки высокого приоритета проходят на выход элемента 12 запрета. Информация о свободных от обслуживания блоках поступает на входы элемента ИЛИ 4 с выходов элементов И 19, которые в свою очередь анализируют состояние триггеров 17 и 6. По окончании обслуживания заявки низкого приоритета генератор 11 выдает импульс со случайным интервалом следования, который проходит на выход блока, а также переводит триггер 6 в исходное состояние.

На прямом выходе триггера 6 появляется низкий потенциал, который закрывает элемент И 5, следова- , тельно, у него на выходе появляется низкий потенциал, который разрешает прохождение информации через элемент 18 запрета на вход элемента И 15 и- на управляющий вход элемента 12 запрета. Весь блок переходит в исходное состояние и готов к обслуживанию заявок как высокого так и низкого приоритета.

Обслуживание заявок высокого приоритета, поступивших в период обслуживания заявок низкого приоритета при занятости в устройстве всех блоков обслуживания заявок. Пусть блок 1 обслуживания заявок занимается обслуживанием заявки низкого приоритета. На выходе элемента ИЛИ 4 находится низкий потенциал, что свидетельствует о занятости в устройстве всех каналов обслуживания. Так как блоком вед-ется обслуживание заявки низкого приоритета, то на прямом выходе триггера 6 находится высокий потенциал, а на выходе элемента И 5 - низкий потенциал, который поступает на управляющий вход эле0

0

5

0

5

0

5

0

5

мента 18 запрета. Через элемент 18 запрета разрешено прохождение информации с инверсного выхода триггера 17. Поэтому высокий потенциал приложен к второму входу элемента И 15 и к управляющему входу элемента 12 запрета. Элемент И 15 открыт, элемент 12 запрета закрыт. Пусть в блок приходит заявка высокого .приоритета в момент обслуживания заявки низкого приоритета. Импульс, пройдя через элемент И 15, поступает на вход триггера 17, на вход запуска генератора 10 и на установочный вход генератора 11. По фронту этого импульса триггер 17 переходит в противоположное состояние, генератор 11 прекращает моделировать процесс обслуживания заявки низкого приоритета, а генератор 10 начинает моделировать процесс обслуживания заявки высокого приоритета.

По окончании обслуживания заявки высокого приоритета генератор 10 вырабатывает импульс со случайным интервалом следования, который поступает на выход блока обслуживания.- заявок, а также переводит триггер 17 в исходное состояние. Одновременно с этим импульс с генератора 10 поступает на вход элемента И 9, на втором входе которого находится высокий потенциал с выхода триггера 6, так как было прервано обслуживание заявки низкого приоритета. На выходе элемента И 9 появляется импульс, ко- .торый поступает на вход запуска генератора 11з который заново начинает процесс обслуживания заявки низкого приоритета. По окончании обслуживания заявки низкого приоритета генератор 11 выдает импульс со случайным интервалом следования, по которому блок 3 обслуживания заявок переходит в исходное состояние и готов к обслуживанию заявок как высокого, так и низкого приоритетов.

В процессе работы заявки высокого и низкого приоритетов, поступающие на входы устройства, ищут свободные блоки 1 обслуживания с наименьшим номером. Если все блоки заняты, то заявки низкого приоритета получают отказ в обслуживании, а заявки высокого приоритета прерывают обслуживание заявок низкого приоритета. На выходах элементов ИЛИ 2 и 3 образуются потоки обслуженных заявок

соответственно высокого и низкого приоритетов.

Формула изобретения

Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее два элемента ИЛИ и М блоков обслуживания заявок, каждый блок, обслуживания заявок содержит первый и второй триггеры, первый, второй и третий элементы запрета, разделительный диод, четыре элемента И, первый

второго элемента запрета первого блока обслуживания заявок объединены и являются входом заявок низкого приоритета устройства, выход второго элемента запрета К-го блока обслуживания заявок (, М-1) соединен с вторым входом второго элемента И и информационным входом второго элемента запрета (К+1)-го блока обслуживания заявок, а выход третьего эле- мента запрета К-го блока обслужива- ния заявок подключен к первому входу первого элемента И и информационному

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для моделирования обслуживания двух потоков заявок с различными приоритетами. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет запрета прерывания обслуживания заявок низкого приоритета заявками высокого приоритета при наличии незанятых обслуживанием блоков обслуживания заявок. В устройство введен элемент ИЛИ, а в каждый блок обслуживания - элемент запрета и два элемента И. Моделью обслуживающего прибора в каждом канале являются генераторы импульсов со случайным интервалом следования. Заявки, поступающие на вход устройства, проходят последовательно блоки обслуживания, отыскивая свободный блок, и принимаются им на обслуживание. В случае занятости всех блоков обслуживания заявка высокого приоритета ведет поиск блока, занятого обслуживанием заявки низкого приоритета, прерывает ее и принимается этим блоком на обслуживание. 2 ил.

и второй генераторы импульсов со входу третьего элемента запрета

чайным интервалом следования, в каждом блоке обслуживания заявок выход первого элемента И подключен к единичному входу первого триггера, входу запуска первого генератора импульсов со случайным интервалом следования и установочному входу второго генератора импульсов с-о случайным интервалом следования, выход второго элемента И соединен с информационным входом первого элемента запрета, выход которого подключен к единичному входу второго триггера непосредственно, а через раздельный диод - к входу запуска второго генератора импуль- 30 пульсов со случайным интервалом слесов со случайным интервалом следова- /ния, выход которого соединен с нулевым входом второго триггера, выход первого генератора импульсов со случайным интервалом следования подключен к первому входу третьего элемента И и к нулевому входу первого триггера, прямой выход которого подключен к управляющему входу первого элемента запрета, прямой выход второго триггера подключен к второму входу третьего элемента И, выход которого соединен с входом запуска второго генератора импульсов со случайным интервалом следования, инверсный выход второго триггера подключен к первому входу второго элемента И и первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом первого триггера,

дования всех блоков обслуживания заявок соединены соответственно с входами второго элемента ИЛИ устройства, выход которого является выхо- ,с дом обслуженных заявок низкого приоритета устройства, отличающееся тем, что, с целью расшире ния функциональных возможностей устройства за счет запрета прерывания обслуживания заявок низкого приоритета заявками высокого приоритета при наличии незанятых обслуживанием блоков обслуживания заявок, оно дополнительно содержит третий элемент ИЛИ, а каждый блок обслуживания заявок дополнительно содержит четвертый элемент запрета, пятый и шестой элементы И, причем в каждом блоке обслуживания заявок инверсный выход первого триггера соединен с первым

40

45

а выход четвертого элемента И подклю- О входом пятого элемента И и с инфорчен к управляющему входу второго элемента запрета, первый вход первого элемента И и информационный вход третьего элемента запрета первого блока обслуживания заявок объединены и являются входом заявок высокого приоритета устройства, второй вход второго элемента И и информационный вход

(К+1)-го блока обслуживания заявок, |ВЫходы второго и третьего элементов запрета М-го блока обслуживания заявок являются выходами необслуженных

заявок соответственно низкого и высокого приоритетов устройства, выходы первых генераторов импульсов со случайным интервалом следования всех блоков обслуживания заявок соединены соответственно с входами первого элемента ИЛИ устройства, выход которого является выходом обслуженных заявок высокого приоритета устройства, а выходы вторых генераторов имдования всех блоков обслуживания заявок соединены соответственно с входами второго элемента ИЛИ устройства, выход которого является выхо- дом обслуженных заявок низкого приоритета устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет запрета прерывания обслуживания заявок низкого приоритета заявками высокого приоритета при наличии незанятых обслуживанием блоков обслуживания заявок, оно дополнительно содержит третий элемент ИЛИ, а каждый блок обслуживания зая вок дополнительно содержит четвертый элемент запрета, пятый и шестой элементы И, причем в каждом блоке обслуживания заявок инверсный выход первого триггера соединен с первым

входом пятого элемента И и с информационным входом четвертого элемента запрета, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и управляющим входом третьего элемента запрета, прямой выход второго триггера соединен с первым входом шестого элемента И, выход которого подключен к управляющему входу четвертого элемента запрета, инверсный выход второго триггера соединен с вторым входом пятого элемента И, выходы пятых элементов И всех блоков обслуживания заявок соединены соответственно с входами третьего элемента ИЛИ устройства, выход которого соединен с вторыми входами шестых элементов И всех блоков обслуживания заявок.