Устройство для моделирования двухканальной системы массового обслуживания Советский патент 1992 года по МПК G06F15/20 

ел

С

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для моделирования процесса вероятностного распределения поступивших заявок между двумя каналами системы массового обслуживания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет управления длиной очереди перед обслуживающими приборами и вероятностного распределения заявок между каналами обслуживания. Поставленная цель достигается введением в устройство пяти элементов И, триггера управления, двух комбинационных сумматоров и трех схем сравнения и введением в каждый канал обслуживания заявок элемента И и элемента ИЛИ. Устройство позволяет моделировать управление длиной очереди таким образом, что длины очередей в двух каналах обслуживания могут отличаться не более чем на одну заявку. 1 ил.

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для моделирования процесса вероятностного распределения поступивших заявок между двумя каналами системы массового обслуживания.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет управления длиной очереди перед обслуживающими приборами и вероятностного распределения заявок между каналами обслуживания.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит триггер 1 управления,первый 2,второй 3, третий 4,четвертый 5 и пятый 6 элементы И,первый 7 и второй 8 элементы ИЛИ, шестой 9, седьмой 10, восьмой 11 и девятый 12 элементы И, первый 13

и второй 14 комбинационные сумматоры, первую 15. вторую 16 и третью 17 схемы сравнения, генератор 18 тактовых импульсов, десятый 19, одиннадцатый 20 и двенадцатый 21 элементы И, информационный вход 22, первый 23 и второй 24 каналы обслуживания заявок, каждый из которых содержит первый 25 и второй 26 элементы И, первый 27, второй 28 и третий 29 элементы ИЛИ, блок 30 случайной временной задержки, триггер 31, реверсивный счетчик 32 длины очереди и выход 33 обслуженных заявок.

Вербальная модель работы устройства следующая.

На информационный вход устройства поступает случайный поток заявок, которые могут обслуживаться в одном из двух приборов. Если в момент прихода очередной заО 01

OJ

ю

явки оба обслуживающих прибора свободны или очереди перед этими приборами имеют одинаковую длину, то заявка направляется случайным образом в один из каналов обслуживания. Случайный закон распределения заявок по каналам обслуживания задается сигналами, поступающими на управляющие входы устройства. Если свободен один из обслуживающих приборов, или очереди имеют разную длину, то поступающая заявка направляется к свободному прибору или становится в более короткую очередь. Управление очередями перед приборами организовано таким образом, что их длина может отличаться не более чем на одну заявку. В противном случае заявка из более длинной очереди немедленно перемещается в более короткую. В момент достижения очередями в каналах одинаковой максимально допустимой длины прием новых заявок прекращается.

Триггер 1 управления служит для вероятностного распределения заявок между каналами. В первом 23 и втором 24 каналах обслуживания заявок блок 30 случайной временной задержки и триггер 31 служат для моделирования обслуживающих приборов, а организация очереди моделируется реверсивным счетчиком 32 длины очереди. Наличие сигнала на единичном выходе триггера 31 свидетельствует о свободном состоянии соответствующего обслуживающего прибора. Схема сравнения 15 служит для сравнения длин очередей в каналах обслуживания заявок. В зависимости от значений сигналов на выходе этой схемы сравнения поступающие на устройство заявки распределяются между каналами по вероятностному закону {при свободных приборах или равенстве очередей) или поступают на свободный прибор или в более короткую очередь. Комбинационные сумматоры 13 и 14 служат для формирования двоичных кодов, превышающих на единицу значения длин очередей в соответствующих каналах. Эти сумматоры совместно со схемами 16 и 17 сравнения.генераторами 18 тактовых импульсов и элементами И 19 и 20 организуют выравнивание длин очередей, перемещая заявки из одной очереди в другую.

Устройство работает следующим образом.

Рассмотрим следующие ситуации: оба обслуживающих прибора свободны, свободен только один обслуживающий прибор, оба обслуживающих прибора заняты и очереди отсутствуют или имеют одинаковую длину, очереди отличаются по длине на единицу и очереди отличаются по длине более чем на единицу.

В исходном состоянии в первом 23 и втором 24 каналах обслуживания заявок обслуживающие приборы свободны, триггеры 3 установлены в единичные состояния, реверсивные счетчики 32 длины очереди - в нулевые состояния, на выходах элементов ИЛИ 27 и И 21 сигналы отсутствуют. Сигнал с выхода Равно схемы 15 сравнения поступает на элементы И 4 и 6. В зависимости

0 от положения триггера 1 управления, в которое он устанавливается с заданной вероятностью Р сигналами, поступающими на управляющие входы устройства, заявки с информационного входа 22 устройства че5 рез открытый элемент И 2 поступают в первый канал 23 обслуживания заявок через элементы И4, ИЛИ 7,И 26 и ИЛИ 29 или во второй канал 24 обслуживания заявок через элементы И 6, ИЛИ 8,И 26 и ИЛИ 29Лри этом в

0 одном из каналов обслуживания заявок триггер 31 сбрасывается в ноль, что имитирует занятие соответствующего прибора обслуживания до момента появления сигнала на выходе блока 30 случайной временной

5 задержки. Этот сигнал возвращает триггер 31 в единичное состояние и одновременно появляется на выходе 33 обслуженных заявок соответствующего канала.

В случае если в одном из каналов обслу0 живания заявок обслуживающий прибор занят, а в другом свободен, один из триггеров

31находится в нулевом состоянии, а другой в единичном, и, следовательно, через элемент И 12 или 11 разрешено прохождение

5 заявки с информационного входа 22 устройства к свободному обслуживающему прибору. Наличие сигнала на одном из инверсных входов элементов И 9 и 10 запрещает прохождение заявки на суммирующий вход ре0 версивных счетчиков 32 длины очереди.

В случае если оба обслуживающих прибора заняты, а очереди отсутствуют или имеют одинаковую длину, то нулевые сигналы на выходах триггеров 31 закрывают эле5 менты И 26, 12 и 11 и подготавливают элементы И 9 и 10, а сигнал с выхода Равно схемы 15 сравнения подготавливает элементы И 4 и 6. В зависимости от положения триггера 1 управления очередная заявка с

0 выхода элемента И 2 поступит через элементы И 4, ИЛИ 7 и И 9 или через элементы И 6, ИЛИ 8 и И 10 на суммирующий вход соответствующего реверсивного счетчика

32длины очереди, имитируя вероятностное 5 распределение поступающих заявок при

постановке в очередь. Если очереди заявок одинаковы и достигают максимально допустимой длины, то на всех разрядных выходах реверсивного счетчика 32 появляются единицы и сигнал с выхода элемента И 21

закрывает элемент И 2, прекращая поступление новых заявок в каналы обслуживания. При наличии очередей заявок сигналы с выходов элементов ИЛИ 27 поступают на входы элементов И 25. В этом случае в момент окончания обслуживания очередной заявки в одном из каналов сигнал с выхода блока 30 случайной временной задержки получает возможность поступить через элементы И 25 и ИЛИ 28 на вычитающий вход реверсивного счетчика 32 длины очереди, имитируя переход заявки из очереди в обслуживающий прибор.

Если очереди имеют разную длину, то сигнал с выхода Меньше или Больше схемы 15 сравнения подготавливает элемент И 3 или VI 5 для направления заявки в тот канал обслуживания, который имеет более короткую очередь. Если максимально допустимой длины первой достигает очередь в первом канале 23 обслуживания заявок, то сигнал с выхода элемента И 21 блокирует прохождение новых заявок через элемент И 2, а в момент достижения очередью второго канала максимально допустимой длины снимается сигнал с выхода Больше схемы 15 сравнения и прием новых заявок через элемент И 5 прекращается.

Если длина очередей в каналах обслуживания отличается более чем на одну заявку, то последняя из более длинной очереди перемещается в более короткую. В связи с тем что на информационные входы первой группы комбинационных сумматоров 13 и 14 поступают двоичные коды ги и П2, соответствующие длинам очередей в первом и втором каналах, а на информационные входы второй группы этих комбинационных сумматоров постоянно подаются коды единицы, то на выходах этих комбинационных сумматоров имеются соответственно коды чисел ni+1 и П2+1. В схеме 16 сравнения происходит сравнение чисел щ и па+1, и если ni (п2+1)(очередь в первом канале превышает очередь во втором канале более чем на одну заявку), то сигнал с выхода Больше схемы 16 сравнения позволяет импульсам от генератора 18 тактовых импульсов поступать через элементы И 20, ИЛИ 8 и И 9 на суммирующий вход реверсивного счетчика 32 второго канала 24 обслуживания заявок, а через элементы И 20 и ИЛИ 28 - на вычитающий вход реверсивного счетчика 32 первого канала 23 обслуживания заявок, что имитирует перемещение заявки из первой очереди во вторую. Схема 17 сравнения производит сравнение чисел П2 и щ+1, и если ri2(ni+1) (очередь во втором канале превышает очередь в первом канале .более

чем на одну заявку), то сигнал с выхода Больше схемы 17 сравнения позволяет импульсам от генератора 18 тактовых импульсов поступать через элементы И 19,

5 ИЛИ 7 и И 9 на суммирующий вход реверсивного счетчика 32 первого канала 23 обслуживания заявок, а через.элементы И 19 и ИЛИ 28 - на вычитающий вход реверсивного счетчика 32 второго канала 24 обслужи0 вания заявок, что имитирует перемещение заявки из второй очереди в первую.

Формула изобретения Устройство для моделирования двухка5 нальной системы массового обслуживания, содержащее генератор тактовых импульсов, два элемента ИЛИ и шесть элементов И, прямой вход первого элемента И и первый вход второго элемента И объединены и

0 являются информационным входом устройства, выход первого элемента И соединен с первым входом третьего элемента И, выходы второго и третьего элементов И подключены соответственно к первому и второму

5 входам первого элемента ИЛИ, выходы четвертого и пятого элемента И соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ, два канала обслуживания заявок, каждый из которых состоит из

0 реверсивного счетчика длины очереди, три. - гера, блока случайной временной задержки, двух элементов ИЛИ, элемента И, в каждом канале обслуживания заявок разрядные выходы реверсивного счетчика длины очереди

5 подключены соответственно к входам первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И канала обслуживания заявок, выход блока случайной временной задержки соединен с единичным входом триггера и является выходом обслуженных заявок устройства, о т- личающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет управления длиной очереди перед об5 служивзющими приборами и вероятностного распределения заявок между каналами обслуживания, оно дополнительно содержит с седьмого по двенадцатый элементы И, триггер управления, два комбинационных

0 сумматора и три схемы сравнения, а каждый канал обслуживания заявок дополнительно содержит второй элемент И и третий элемент ИЛИ, в каждом канале обслуживания заявок выход первого элемента И соединен

5 с первыми входами второго и третьего элементов ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ канала обслуживания заявок соединен с входом блока случайной временной задержки и нулевым входом триггера, прямой выход триггера первого канала обслуживания

заявок подключен к первому входу второго элемента И своего канала обслуживания заявок, первым инверсным входам шестого, седьмого и восьмого элементов И и первому прямому входу девятого элемента И, прямой выход триггера второго канала обслуживания заявок соединен с первым входом второго элемента И своего канала обслуживания заявок, вторыми инверсными входами шестого и седьмого элементов И, первым прямым входом восьмого элемента Ни инверсным входом девятого элемента И, в каждом канале обслуживания заявок выход второго элемента И соединен со вторым входом третьего элемента ИЛИ своего канала обслуживания .заявок, а выход второго элемента ИЛИ подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика длины очереди, входы управляющего триггера являются входами управления распределением заявок по каналам обслуживания устройства, прямой выход управляющего триггера соединен со вторым входом третьего элемента И, а инверсный выход управляющего триггера подключен к первому входу пятого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, а третьи входы пятого и третьего элементов И подключены к выходу Равно первой схемы сравнения, выход Меньше которой подключен ко второму входу второго элемента И устройства, выход генератора тактовых импульсов соединен с первыми входами десятого и одиннадцатого элементов И, выход десятого элемента И подключен ко второму входу второго элемента ИЛИ второго канала обслуживания заявок и третьему входу первого элемента ИЛИ устройства, выход которого соединен со вторым входом второго элемента И первого канала обслуживания заявок и с прямым входом шестого элемента И, выход которого подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика длины очереди первого канала обслуживания заявок, разрядные выходы которого соединены соответственно с информационными входами первой группы первого комбинационного сумматора, первой и второй схем сравнения и входами двенадцатого элемента И, выход которого подключен к инверсному входу первого элемента И устройства, выход девятого элемента И соединен с третьим входом третьего элемента ИЛИ первого канала обслуживания заявок, а в каждом канале обслуживания заявок выход блока случайной временной задержки соединен

со вторым входом первого элемента И своего канала обслуживания заявок, второй прямой вход девятого элемента И, первый вход четвертого элемента И и второй прямой вход восьмого элемента И объединены

и соединены с информационным входом устройства, выход седьмого элемента И соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика длины очереди второго канала обслуживания заявок, разрядные выходы которого подключены соответственно к информационным входам первой группы второго комбинированного сумматора, третьей схемы сравнения и информационным входам второй группы первой схемы сравнения, выход Больше которой соединен со вторым входом четвертого элемента И, выход второго элемента ИЛИ устройства подключен к прямому входу седьмого элемента И и второму входу

второго элемента И второго канала обслуживания заявок, третий вход третьего элемента ИЛИ которого соединен.с выходом восьмого элемента И, выход одиннадцатого элемента И подключен ко второму входу

второго элемента ИЛИ первого канала обслуживания заявок и к третьему входу второго элемента ИЛИ устройства, информационные входы второй группы первого и второго комбинационных сумматоров соединены с шиной единичного потенциала, а выходы первого и второго комбинационных сумматоров соединены с информационными входами второй группы соответственно третьей и второй схем сравнения, выходы Больше которых соединены со вторыми входами соответственно десятого и одиннадцатого элементов И.