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

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

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования систем массового обслуживания с дисциплиной групповой диспетчеризации в порядке очереди.

На фиг с 1 изображена структурная схема устройства; на - структурная схема блока сдвига; на фиго 3 - схема блока анализа очередей.

Устройство (фиГоО содержит М источников заявок, состоящих из блоков 1 сдвига, реверсивного счетчика 2,генератора 3 импульсов, триггера 4, элемента И-НЕ 5, третьего элемента И 6, счетчика 7 импульсов, первого элемента И 8, элемента ШЖ-НЕ 9,второго элемента И 10, а также генератор 11 тактовых импульсов, формировасо ;о ю

4

3.150

тель 12 сигналов разрешения опроса, элемент ИЛИ-НЕ 13, М групп 14 элементов И, блок 15 опроса, первый элемент ИЛИ 16, блок 17 случайной временной задержки, второй элемент ИЛИ 18, третий элемент ИЛИ 19,элемент И 20, блок 21 анализа очередей, четвертый элемент ИЛИ 22

Блок 1 сдвига выполнен как ив известном устройстве и содержит узел 23 гашения приоритетного разряда, регистр 24 сдвига и узел 25 выбора приоритетного разряда, в которые входят элементы ИЛИ 26, элемен- ты И 27, элементы 28 задержки,элементы И-НЕ 29 о

Блок 21 анализа очередей содержит Р узлов 30 анализа информации (Р - число разрядов блока 1 сдвига), Р узлов 31 анализа разрядов, М элементов ИЛИ 32, М триггеров 33„

Узел 30 анализа информации состоит из М элементов ИЛИ 34, М групп элементов И 35 по (Р-1 ) элемент в группе, М элементов И 36о

Узел 31 анализа разрядов состоит из элемента ИЛИ-НЕ 37 и (P-l) групп элементов И 38 по М элементов И в каждой группе о

Этот блок предназначен для определения одного из регистров блоков 1 сдвига, в котором логическая 1 (заявка) находится в старшем по сравнению с другими регистрами раз- ряде, и сохранения признака идентификации выбранного регистра (источник а).

Узлы 30 анализа информации предназначены соответственно для опреде- ления регистра, а также разряда в этом регистре (анализ осуществляется с самого старшего Р-го разряда, Тое. с узла 30, в котором находится первая по счету, начиная с Р-го разряда, логическая 1)

Узлы 31 анализа разрядов предназначены для блокировки логических 1, появившихся при анализе младших разрядов регистров, если в каком то старшем разряде какого-то регистра выявлена 1, Тое данные узлы выдают Г только в один триггер 33„

Триггер 33 предназначен для сохранения в течение определенного време- ни (до прихода очередного единичного сигнала на нулевые входы триггеров ) идентифицирующего признака источника, выбранного на обслуживание

Счетчик 7 представляет стандартны двоичный счетчик„ Он предназначен дл подсчета заявок, поступающих от каждого источника в систему (в очередь и на обслуживание), с целью имитации совместно с элементом И-НЕ 5 состояний буферной памяти этого источника, Тое он содержит информацию о количестве свободных ячеек в этой памяти Разрядность счетчика определяется разрядностью двоичного числа,равного емкости буферной памяти источ- никао Если содержимое счетчика 7 менше его емкости, следовательно, в буферной памяти источника есть обслуженные заявки, и генератор 3 может вьздавать с определенной частотой заявки в системуо Если содержимое равно максимальному, то, соответственно, буферная память пуста и элемент И-НЕ запрещает работу генератора 3о

Частота вьщачи импульсов заявок генераторов 3 настраивается согласно интенсивности отработки заявок источников в реальной системе

Так как импульсы-заявки поступают от источников в очереди в различные моменты времени, то, соответственно, 1 в регистрах находятся в разных разрядах

Выбором тактовой частоты генератора II обеспечивается исключение ситуации попадания сигналов от гене- раторов 3 разных источников заявок в один и тот же разряд блока 1 сдвига В результате последовательных сдвигов в одном из регистров импульс заявка, поступившая раньше других в очередь, располагается в более старшем разряде по сравнению с другими заявками

Таким образом, с помощью М очередей (регистров) источников заявок и блока 21 анализа очередей имитируется общая очередь системы и идентифицируется заявка, вошедшая раньше других в эту очередь и требующая первоочередного обслуживания

Устройство работает следующим об- разомо

С выхода генератора 3 импульсов заявок на вход блока I сдвига через элемент И 8 поступают импульсы-заявки, имитирующие входной поток заявок от первого источника ( Аналогично это происходит и в других источниках По положительному перепаду тактового импульса от генератора 11,

поступающему на тактовый вход блока 1 сдвига, в нем осуществляется режим последовательного занесения информации со сдвигом вправо, так как в начальный момент работы устройства на входе от блока 15 опроса поддерживается

В счетчиках 2 и 7 регистрируются поступившие в систему заявки Если их количество в счетчике 7 равно емкости буферной памяти источника,то на выходе элемента И-НЕ 5 имеется О и элемент И 8 запретит вход заявок в блок 1 сдвига Таким обра- зом, имитируется аварийная ситуация простоя-источника, когда его буферная память пуста о

В определенное время на запускающий вход подается сигнал запуска уст- ройства Этот сигнал при наличии тактового импульса проходит формирователь 11 сигналов разрешения опроса, сбрасывает триггеры 4 в каждом источнике заявок .и запускает блок 15 опро- са В этот же момент времени с установочного входа подается единичный сигнал и через элемент ИЛИ 22 запускает, блок 21 анализа очередей о В следующем такте блок 15 опроса вьздает логические 1 на входы блоков 1 сдвига во всех.источниках заявок и соответственно на первые входы элементов И всех групп 14 элементов Ио

При поступлении сигнала о разреше- НИИ опроса в блок 21 анализа очередей (фиг.З) узлы 30 принимают информацию из разрядов регистров блоков 1 сдвига в виде последовательностей О и В этих узлах производится опре- деление регистра блока 1 сдвига,содержащего 1 в первом старщем разряде При обнаружении ее в каком-то старшем разряде -какого-то регистра сдвига узлы 31 блокируют все 1,пос- тупающие из младших (по сравнению с найденным разрядом) разрядов выбранного и всех остальных регистров сдвига В результате работы блока 21 на выходе одного из триггеров 33 формируется и поддерживается 1, а в остальных - О, либо все О, если регистры пусты. Эти сигналы поступают на вторые входы элементов И соответствующих групп 14 Таким об- разом,, сигналы опроса с информационных выходов блока 15 опроса проходят через элемент И той группы 14,которая подключена к разрядным выходам блока

сдвига, имеющего ранее найденный разряд,. На выходах элементов И остальных групп 14 формируются уровни логического

При поступлении сигналов опроса на разрядные входы блока I сдвига () содержимое выбранного регистра считывается в узлы 23 и 25, в результате чего на обслуживание поступает I из ранее определенного разряда (эта 1 подается на элемент ИЛИ 16 и триггер 4) В этот же момент данная заявка исключается из очереди .(узел 23), производит гашение I в выбранном разряде и заносит информацию в параллельном ходе через входы в регистр, так как на входе (l поддерживается 1)о

Во всех остальных блоках сдвига информация в регистрах не изменяется и на соответствующих входах элемента I-fflH 16 и триггеров 4 имеются логические О, Таким образом, на обслуживание поступает заявка раньше всех, вошедшая в систему, Тое обслуживание производится в начале в порядке поступления в общую очередь

По окончании обслуживания заявки на выходе блока 17 появляется единич ньш сигнал, который проходит через элемент ИТШ 18. Также, как и предьщу щий запускающий сигнал, он поступает в формирователь 12 во все источники заявок.

Он проходит через элемент И 6 только того источника, заявка которого обслужена (триггер 4 на выходе поддерживает 1) и осуществляет режим вычитания в реверсивном счетчике 2

Далее .в работе устройства могут возникнуть две возможные ситуации.

Реверсивный счетчик 2 после выполнения режима вычитания содержит ненулевое число, , в системе от данного источника находится несколько заявок. Тогда элемент ИЛИ-НЕ 9 вьщает на выход логический О, и соответственно на выходе элемента И 10 - О, В результате этого на входы элемента ИЛИ 1 9 подаются одни (в других источниках элементы И 10 формируют только О, так как их соответствующие триггеры 4 поддерживают на выходах уровень логического О)о С вы хода элемента ИЛИ 19 на один вход элемента И 20 поступает нулевой сиг715П

нал, а на другой - единичный сигнал от формирователя 12 сигналов разрешения обслуживания о В результате этого, на вход блока 21 анализа очередей поступает нулевой сигнал и данный блок на выходе имеет ту же последовательность О и 1, что и в предыдущем цикле Таким образом, блок 15 опроса вновь производит опрос оче- реди ранее выбранного источника.

Реверсивный счетчик 2 после вьтол- нения режима вычитания содержит нулевое число заявок, т.е. в данном случае имитируется освобождение очере- ди источника заявок, а точнее,отсутствие заявок от данного источника в общей очереди системы Тогда элемент ИЛИ-НЕ 9 формирует на выходе логическую 1, которая проходит элемент

И 10 и поступает на вход элемента ИЛИ 19. В результате этого сигнал с формирователя 12 приходит не только в блок 15 опроса, но и через элементы И 20, ИПИ 22 в блок 21 анализа очередей, в котором происходит сброс всех триггеров 33 (фиГоЗ) в нулевое состояние и на выходах этого блока выработается новый идентифицирующий признак источника, имеющего первооче редкую заявку в общей очереди системы, Тоео опрашивается очередь нового источника заявок

Также единичный сигнал с выхода элемента ИЛИ-НЕ 9 поступает на вход счетчика 7 и сбрасьгоает его в нулевое состояние, т.ее происходит имитация заполнения заявками буферной памяти обслуженного источника заявок о

Сигналы с выходов блока 21 анализа очередей поступают также на соответствующие входы элемента ИГГИ-НЕ 13 который в случае отсутствия заявок во всех регистрах блоков 1 сдвига выдает 1 в формирователь 12 сигналов разрешения опроса По приходу тактового импульса этот сигнал запускает блок 15 опроса и через элемент ИЛИ 22 - блок 21 анализа очередей, в результате чего происходит повторный спрос блоков 1 сдвига.

По окончании каждого опроса блок 15 выдает логический О на входы блоков 1 сдвига, в результате чего по приходу тактового импульса в них возобновляется последовательное занесение заявок от генераторов 3 в регистры блоков 1 сдвига при условии

0

5 0

5 0

5 п

е

8

незаполненности соответствующих счетчиков 7 о

Таким образом, устройство позволяет моделировать функционирование замкнутых систем массового обслуживания- с конечным числом однородных источников, имеющих буферные памяти и обслуживаемых в с(ответствие с дисциплиной групповой диспетчеризации в порядке очереди.

Формула изобретения

Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор тактовых импульсов, формирователь импульсов разрешения обслуживания, четыре элемента ИЛИ, блок случайной временной задержки, блок опроса, элемент И, блок анализа очередей, М источников заявок,каждый из которых состоит из трех элементов И, счетчика импульсов, реверсивного счетчика, элемента И-НЕ,элемента ИЛИ-НЕ, генератора импульсов, триггера и блока сдвига, в каждом источнике заявок выход генератора импульсов соединен с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к информационному входу блока сдвига, выход первого разряда которого соединен со счетным входом счетчика импульсов, разрядные выходы которого подключены соответственно к входам элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, а вход сброса счетчика импульсов соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ и первым входом второго элемента И, второй вход которого подклточен к прямому выходу триггера и первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, суммирующий вход которого подключен к выходу первого разряда блока сдвига, а разрядные выходы реверсивного счетчика соединены соответственно с входами элемента РШИ-НЕ, М групп элементов И, выходы элементов И К-й группы (,М) подключены соответственно к разрядным входам блока сдвига К-го источника заявок, входы счи- тьгоания всех блоков сдвига соединены с выходом блока опроса, вход которого подключен к первому выходу формирователя сигналов разрешения обслуживания, первому входу элемента И

устройства и нулевым входам триггеров всех источников заявок, информационный выход блока сдвига каждого источника заявок соединен с единичным входом триггера своего источника заявок и соответствующим входом первого элемента ИЛИ устройства, выход которого подключен к входу блока случайной временной задержки, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ устройства, второй вход которого является входом запуска устройства, а выход второго элемента ИЛИ устройства подключен к вторым входам третьих элементов И всех источников заявок и первому входу запуска формирователя сигналов разрешения обслуживания, тактовый вход которого подключен к первому выходу генератора тактовых импульсов,группа выходов которого соединена соответственно с тактовыми входами блоков сдвига, выходы третьих элементов И

0

5

0

анализа разрядов подключен к первым входам всех элементов И своего узла анализа разрядов, каждый узел анализа информации содержит М элементов И, М элементов ИЛИ и М групп элементов И по (Р-1)-му элементу в каждой группе, выход К-го элемента И J-ro узла анализа информации (j 1 ,Р) соединен с первыми входами элементов И К-й группы и первым входом К-го элемента ИЛИ своего узла анализа информации, остальные входы К-го элемента ИЛИ J-TO узла анализа информации подключены соответственно к выходам элементов И К-й группы своего узла анализа информации и нулевые входы всех триггеров блока анализа очередей объединены и являются входом запуска блока анализа очередей, прямые выходы триггеров которого явля- ютс,я соответствующими выходами блока анализа очередей, второй вход К-го элемента И и вторые входы эле-:

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования замкнутых систем массового обслуживания с конечным числом источников заявок, имеющих буферные памяти. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования работы систем массового обслуживания с групповой диспетчеризацией "в порядке очереди". Устройство содержит M источников заявок, генератор тактовых импульсов, формирователь сигналов разрешения опроса, блок опроса, блок случайной временной задержки, блок анализа очередей, элементы И, ИЛИ, ИЛИ-НЕ. Новым в устройстве является элемент ИЛИ-НЕ и структура блока анализа очередей. После обслуживания заявки формируется сигнал о разрешении следующего опроса, и цикл работы устройства повторяется. При этом, если очередь источника, опрошенная в предыдущем цикле, имеет другие заявки, то осуществляется опрос этой очереди, в противном случае блок анализа очередей определяет новый источник, имеющий в общей очереди системы первоочередную заявку. Таким образом, обслуживание выбранного источника осуществляется до тех пор, пока его заявки не будут выбраны из общей очереди системы. 3 ил.

источников заявок подключены соответ- 25 ментов И К-й группы всех узлов анали

ственно к входам третьего элемента ИЛИ устройства, выход которого соединен с вторым входом элемента И устройства, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента ИЛИ устройства, второй вход которого является установочным входом устройства., а третий вход четвертого элемента ИЛИ устройства подключен к второму выходу формирователя сигналов разрешения обслуживания, К-й выход группы блока спроса подключен к первым входам К-х элементов И всех груп вторые входы элементов И К-й группы объединены и соединены с К-м выходом блока анализа очередей, вход запуска которого подключен к выходу четвертого элемента ИЛИ устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет моделирования работы систем массового обслуживания с групповой диспетчеризацией в порядке очереди, оно дополнительно содержит элемент ИПИ-НЕ, а блок анализа очередей содержит М триггеров, М элементов ИЛИ, Р узлов анализа информации и Р узлов анализа разрядов, где Р - число разрядов в блоках сдвига, 1-й узел анализа разрядов состо ит из элемента ШШ-НЕ и (М-i) групп элементов И (i 1,M-J), причем выход элемента ИПИ-НЕ в каждом узле

0

5

0

5

5

0

за очереди соединены соответственно с разрядными выходами блока сдвига К-го источника заявок, выходы элементов ИЛИ первого узла анализа информации подключены соответственно к входам элемента ШШ-НЕ первого узла анализа разрядов, а выходы элементов ИЛИ (i + 1 )-го узла анализа информации подключены соответственно к вторым входам элементов И i-й группы первого узла анализа разрядов, выходы элементов И первой группы 1-го.узла анализа разрядов соединены соответственно с входами элемента И

(l+l)-ro узла анализа разрядов (1 1, Р-1), выходы элементов И остальных групп 1-го узла анализа разрядов подключены к вторым входам элементов И соответствующей группы (l+l)-ro узла анализа информации,входы К-го элемента ИЛИ блока анализа очередей соединены соответственно с выходом К-го элемента ИЛИ первого узла анализа информации и выходами К-х элементов И первой группы всех узлов анализа очередей, а выход К-го элемента ИЛИ блока анализа очередей подключен к единичному входу К-го триггера блока анализа очередей,выходы которых соединены соответственно с входами элемента ИЛИ-НЕ устройства, выход которого подключен к второму входу запуска формирователя сигналов разрешения обслуживания,

41

1 й HcmowuK 3ciflSoK

L-u источник dOflSoK

M-1

3-tj источник sopSoK

lucm.l I Item. Z

}0n)ffA)UC/J}.M

х5л.2Л

к5лЛ15

30

От зленепта.

Редактор М.Бланар

Составитель В.Фукалов

Техред Л.ОлийныкКорректор М.Васильева

Заказ 5815/48

Тираж 668

ВНИИПИ Государственного ко14итета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Фие.З

Подписное