Устройство для моделирования систем массового обслуживания

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ , содержащее генератор имцульсое , блок вывода, блок опроса, состояший из R 5-триггера, элемента ИЛИ, элемента задержки и группы элементов задержки, вхоаы которых соединены с Б -входом RS -триггера, единичный вход которого через элемент задержки соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого является входом сброса блока опроса, а выход цемента или соединен с R-входом Н5-трИ1Тера, формирователь сигнала разрешения обслуживания , состо5пций на послед(шательно соединенных первого Tpirrepa, первого элемента И-НЕ, первого дифференцирующего элемента, первого расширителя импульсов и первого элемента ИЛИ, . последовательно соединенных второго триггера, второт о элемента И-НЕ, вт1 рого дифференцирующего элемента и второго расширителя импульсов, выход которого подключен к другому входу перового элемента ИЛИ, выходы первого и. второго дифференцирующих элементов подключены соответственно к единичнык входам первого и второго триггеров, другие входы элементов И-НЕ объединены и подключены к первому тактовому ВЫХОДУ генератора импульсов, нулевой 1ВХОД второго триггера является входом Запуска устройства, выход первого элемента ИЛИ поднпочен к входам элементов задержки группы блока опроса, выходы первого и второго расширителей импульсов подключены соответственно к первому и второму входам блока вывоаа , блок сдвига, состоящий из регистра сдвига, первой группы элементов И, первой группы элементов ИЛИ, первой группы элементов НЕ, второй группы элементов И, элемента ИЛИ, элемента НЕ, группы элементов задержки, второй и третьей группы элементре НЕ, треа ® тьей и четвертой групп элементов И, второй группы .элементов ИЛИ, причем (Л в блоке сдвига выходы элементов задерж .ки группы соединены с соответствующиi ми входами параллельного занесения регистра сдвига, разрядные выходы которого подключёшл соответственно к перуным входам элементов И первой группы, входам элемент НЕ второй грэуппы и 1юрвым входам элементов И третьей 00 группы, входы элементов НЕ третьей 00 группы и перяаые входы элементов И третьей группы подключены к соогветст-i .ющему входу элемента ИЛИ, вторые to входы элементов И второй и третьей группы подключены к выходам соответствующих элементов НЕ вторс и третьей групп, а выходы элементов И второй и третьей групп подключены к входам соответствующего элемента ИЛИ второй группы, выходы которых соединены с входами соогеетствующих элементов задержки rpjynn, вторые входы элементов И первой группы подключень к выходам соответст ющего элемента задержки группы блока опроса, выход первого эло

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU.. „1088002

y g Q 06 F 15/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 35483 54/18-24 (22 ) 04.02.83

)(46) 23.04.84. Бюл. % 3.5 (72) В.Г.Жуковский, B.Í.Êoâàïåâñêèé и Г.А,Черноморов (53 ) 681.333 (088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР

М 477416, кл, С,-06 F 15/20, 1973, 2. Авторское свидетельство СССР

% 579315, кп. Сг 06 F 15/20, 1974 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ПЛЯ МО,ПЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ, содержашее генератор импульсов, блок вывода, блок опроса, состоя ший из R 5-триггера, элемента ИЛИ, sneMeHra задержки и группы элементов задержки, вхоаы которых соединены с

Б -входом R5 -триггера, единичный вход которого через элемент задержки соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого является входом сброса блока опроса, а выход элемента

ИЛИ соединен с R-входом RS-триггера, формирователь сигнала разрешения обслуживания, состояший из последовательно соединенных первого триггера, первого элемента И-НЕ, первого дифференцируюшего элемента, первого расширителя импульсов и первого элемента ИЛИ, последовательно соединенных второго триггера, второго элемента И-НЕ, второго дифференцируюшего элемента и второго расширителя импульсов, выход которого подключен к другому входу первого элемента ИЛИ, выходы первого и, второго дифференцируюших элеменгов подключены соответственно к единичный входам первого и второго триггеров, другие входы элементов И-НЕ обьединены и подключены к первому тактовому выходу генератора импульсов, нулевой вход второго триггера является входом запуска устройства, выход первого элемента ИЛИ подицочен к входам элементов задержки группы блока опроса, выходы первого и второго расширителей импульсов подключены соответственно к первому и второму входам блока выиола, блок сдвига, состояший из регистра сдвига, первой группы элементов

И, первой группы элементов ИЛИ, первой группы элементов НЕ, второй группы элементов И, элемента ИЛИ, элемента

HE группы элементов задержки, второй и третьей группы элементов НЕ, третьей и четвертой групп элементов И, второй группы,элементов ИЛИ, причем в блоке сдвига выходы элементов задержки группы соединены с соответствуюши: ми входами параллельного занесения ре, гистра спвига, разрядные выходы которого подключенй соответственно к первым входам элементов И первой группы, входам элементов НЕ, второй группы и первым входам элементов И третьей группы, входы элементов HE третьей группы и Gepable входы элементов И третьей группы подключены к соотвегст .вуюшему входу элемента ИЛИ, вторые входы элементов И второй и третьей группы подключены к выходам соответствуюших элементов НЕ второй и третьей групп, а выходы элементов И второй и третьей групп подключены к входам соответствуюшего элемента ИЛИ второй группы, выходы которых соединены с входами соответствуюших элементов задеркки групп, вторые входы элементов

И первой группы подключены к выходам соответствующего элемента задержки группы блока опроса, выход первого эле02

10880 мента И первой группы соединен с первым входом элемента, ИЛИ, с входом первого элемента НЕ первой группы и вторым жсодом первого элемента ИЛИ первой группы, выходы элементов НЕ первой группы соединены с первыми входами соот» ветствующих элементов И четвертой группы, выход K-го элемента И первой групIIbI (К2,ь } подключен к второму входу (К-1 )-го элемента И четвертой группы, выход М-го элемента И первой группы (М 2,ei-Х) подключен также к первому взводу (М-1)-го элемента ИЛИ первой группы, второй вход N-го элемента ИЛИ первой группы -, к входу М го,элемента НЕ первой групйы, выход которого

coepIIIIea с вторым входом М-го элемента

: И четвертой группы, выход К-го элемента . И четвертой группы подютючен к К-му входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом элемента НЕ, подключен. ного выходом к нулевому входу первого триггера формирователя сигнала разрешения обсдуживания и входу обслухв нных заявок блока вывода, выход первого разряда регистра сдвига блока сдвига соединен с входом заявок, поставленных в очередь, Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования процессов в системах масс.ового обслуживания (СМО).

Известно специализированное устрой ство для моделирования потоков заявок и процессов обслуживания, содержащее генератор случайных временных интервалов, у правляемый генератор импульсов, блок режима работы, схемы И, триг l0 ð 3 3 °

Такое устройство предназначено для моделирования в отдельности нестацио нарных потоков заявок с изменяемой ин.

> тенсивностью работы обсдуживающего 15 аппарата с произвольно задаваемым законом обслуживания, однако оно не позволяет моделировать работу СМО в цел ом.

Известно устройство для моделирова- 20 ння разомкнутых СМО, содержащее регистр сдвига, генератор импульсов, пер вый вход которого соединен с первым входом регистра сдвига, второй вход коблока вывода, выход последнего разряда регистра сдвига блока сдвига подключен .к входу превышения времени ожидания блока вывода, второй тактовый выход генератора импульсов подключен к тактово му входу регистра сдвига блока сдвига, вход сдвига вправо которого соединен с выходом триггера блока опроса, о т л ич а ю m е е с я тем, что, с целью расширения класса моделирования систем путем моделирования замкнутых систем массового обслуживания с конечным числом источников. заявок,оно дополнительно содержит генератор заявок,элемент запрета и реверсивный счетчик,вычитающий и суммирующий входы которого соединены соответственно с выхо-. дом второго расширителя импульсов формирователя сигнала разрешения обслуживания и выходом первого разряда регис ра сдвига блока сдвига, вход последова« тельного занесения которого подключен к выходу генератора заявок, вход KoTDpo» го соединен с выходом элемента запрета, управляющий вход которого являе тся управляющим входом устройства, а информационный вход соединен с выходом ре-. версивн ого сче тчйка, торого соединен с шиной приема заявок, блок управления, блок опроса, блок вывода, датчик времени ожидания, формиро-. ватель сигналов ограничения времени ожидания, формирователь сигнал ов разрешения обслуживания, первый вход которого и первый вход блока управдения соединены соответственно с вторым и третьим входами генератора импульсов, первые выходы блока управления и формирования сигнадов ограничения времени ожидания соединены с выходами датчика времени ожидания, Bblxopbl KDTopoI o еоединены с первой группвй входов регистра сдвига, вторая группа входов которого соединена с выходами блока опроса, вход которого соединен с первым выходом формирователя сигналов разрешения обслуживания, второй и третий выходы которого соединены с первым и вторыми блоками вывода, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой входы котор го соединены соответственно с вторым выходом формирователя сигналов ограни3 1 0880 чения времени ожидания, первым,. вторым, третьим и четвертым выходами регистра сдвига, пятый, шестой выходы которого соединены с вторыми входами соответственно формирователя сигналов разрешения обслуживания и блока управ ления, второй выход и третий вход которого соединены соответственно с пер вым входом формирователя сигналов ограничения времени ожидания и одним вы- 1р ходом блока вывода, другие выходы ко- торого соединены с выходами устройства, устанаиливаюший и запускакиций входы которого соединены соответственно с вторым входом формирователя сигналов ограничения времени ожидания и третьим входом формирователя сигнала разреше» ния обслуживания 21 .

Однако это устройство не позволяет моделировать функционирование замкнутых CMG с конечным числом источников, что обусловлено зависимостью характеристик входящего потока от копи» чества заявок, находящихся в системе, т.е, в очереди и на обслуживании. Известно, что интенсивность потока заявок в таких СМО изменяется в процессе функционирования в соответствии с выражением

30 где rn - обшее капичество источников заявок в замкнутой СМО;

1 - интенсивность потока заявок одного источника;

p - копичество заявок, находяших35 ся в сис теме.

Белью изобретения является расширение класса моделируюших СМО, Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержашее генератор 4о импульсов, блок вывода, блок опроса, состояший иэ RS -òðèããåðà, элемента

ИЛИ, элемента задержки и группы элементов задержки, входы которых соединены с 8-входом RS-триггера, единичный 45 выход которого через элемент задержки соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого является входом сброса блока опроса, а выход .элемента

ИЛИ соединен с R-входом 95 -rpnzrepa, 5О формирователь сигйала разрешения обслуживания, состоящий из последовательно соединенных первого триггера, trepвого элемента И-НЕ, первого дифферен цируюшего элемента, первого расширителя импульсов и первого элемента ИЛИ, последовательно соединенных второго триггера, второго элемента И-НЕ, вто02 4 рого дифференцируюшего элемента и второго расширителя импульсов, выход которого подключен к другому входу первого элемента ИЛИ, выходы первого и второго дифференцируюших элементов подключены соответственно к единичным входам первого и второго триггеров, другие входы элементов И-HE объединены и подключены к первому тактовому выходу генератора импульсов, нулевой вход второго триггера является входом запуска. устройства, выход первого элемента

ИЛИ подключен к входам,элементов задержки группы блока опроса, выходы первого и второго расширителей импуль сов подключены соответственно к первому и второму входам блока вывода, блок сдвига, состояший иэ регистра сдвига, первой группы элементов И, первой группы элементов ИЛИ, первой группы элементов НЕ, второй группы элементов И, элемента ИЛИ, элемента НЕ, группы элементов задержки, второй и третьей группы элементов HE, третьей и четвертой групп aJxeMeHToa И, второй группы элементов ИЛИ, причем в блоке сдвига выходы элементов задержки груп» пы соединены с соответствующими входами параллельиого занесения регистра сдвига, разрядные выходы которого подключены соответственно к первым входам

1 элементов И первой группы, входам эле-. ментов HE вгорой группы и первым входам элементов И третьей группы, входы элементов НЕ третьей группы и первые входы элементов И третьей, группы под-. ключены к соответствуюшему входу элемента ИЛИ, вторые входы элементов И второй и третьей групп подключены к выходам соответствуюших элементов НЕ второй и третьей групп, а выходы элементов И второй и третьей групп подключены к входам соответствуюшего элемента ИЛИ второй группы, выходы которых соединены с входами соответствующих элементов задержки групп, вторые входы элементов И первой группы подключены к выходам соответствуюшего элемента задержки группы блока опроса, выход первого элемента И первой группы соеди нен с первым входом элемента ИЛИ, с входом лервого элемента HL первой группы и вторым входом первого элемента ИЛИ первой группы, выходы элементов НЕ первой группы соединены с пер выми входами соответствующих элементов И четвертой группы, выход К-ro элемента И первой группы (К =- 2, и ) подключен к второму вхопу (К вЂ” 1)-го

8002 6 группу элементов И 14; элемент ИЛИ

15, элемен HE 16, группу элементов

17 задержки, вторую группу элементов

ИЛИ 18, вторую 19 и третью 20 группу элеменгОв НЕ, вторую 21 и третью 22 группу элементов И, регистр 23. сдвига.

Блок 1 сдвига состоит из трех уз,лов I, П, й, Узел Т представляет собой стандартный двунаправленный регистр сдвига с последовательным и параллельным занесением информации. Схема имеет входы последовательного занесения

j)+ при сдвиге вправо и D-при сдвиге влево, восемь входов параллеьного занесения ц 1 -ц 8, тактовый счетный вход С, управляющие входы Ч1 и Ч 2 дпя выбора режима работы, вход установ ки 0 R и восемь выходов каждого разряда 1-8.

В зависимости от состояний установочных входов V 1 Ч2 и Ц узел I может работать в рааличных режимах: последовательно занесения со сдвигом вправо; последовательного занесения со сдвигом влево; параллельного занесения; хранения установки в 0 .

В режиме последовательного занесения со сдвигом информации вправо на вход Ч 1 подается уровень логического нуля, на вход Ч 2 — уровень логической единицы. Параллельное занесение информации осуществляется, когда установочные входы находятся в состоянии логической единицы.

Узел П предназначен дпя определения приоритетного разряда стандартного регистра сдвига и имеет практически однородную структуру, а узел Ш предназначен дпя гашения единицы в приоритетном разряде стандартного регистра сдвига без изменения состояния остальных разрядов этого регистра.

Функциональное назначение выходов блока сдвига следующее: выход заявок, подаваемых на обслуживание „выход элемента ИЛИ 15» выход заявок, посту« пивших на обслуживание, но ввиду наличия очереди заявок либо отсутствия cmrнала об окончании обслуживания ранее поступившей заявки, поставленных в очередь на обслуживание, » »выход 1-го разряда регистра сдвига",, выход сигнала о превышении фиксированного предела времени пребывания заявки в очереди, т.е. по этому выходу происходит увеличение заявок из очереди, ввиду того, что их время обслуживания превысило предельное значение - выход 8-го разряда стандартного регистра сдвига; вы3 108 элемента И четвертой группы, выход

М-го элемента И первой группы (М 2, и 1) подключен также к первому входу (М-1)-го элемента ИЛИ первой группы, второй вход М-ro элемента ИЛИ первой группы - к входу М-го элемента НЕ

5 первой группы, выход которого соединен с вторым входом М-го элемента И чет вертой группы, выход К-ro элемента И четвертой группы подключен к К-му входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с входаи элемента НЕ, подключенного выходом к нулеваь у входу первого триггера формирсвателя сигнала разрешения обслуживания и входу о6сауженных заявок блока вывода, выход перваго разряда регистра сдвига блока сдвига соединен с входом заявок, поставленных в очередь, блока вывода, выход последнего разряда регистра сдвига 6лого ка сдвига подключен к входу превышения времени ожидания блока вывода, второй тактовый выход генератора импульсов подключен к тактовому входу регистра сдвига блока сдвига, вход сдвига вправо которого соединен с выходом триггера блока опроса, введены генератор заявок, элемент запрета и реверсивный счетчик, вычитающий и суммирующий входы котороrо соединены соответственно с выходом второго расширителя импульсов формиро

30 ватепя сигнала разрешения обслуживания и выходом первого разряда регистра сдвига блока сдвига, вход последовательного занесения которого подключен к выходу генератора заявок, вход которого соединен с выходом элемента запрета, управляющий вход которого является управ-. ляющим входом устройства, а информационный вход соединен с выходом реверсивного счетчика, 40

На фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг. 2 - схема блока сдвига," на фиг. 3 -.блок опроса, на фиг. 4 - блок вывода на фиг. 5 - схема формирователя сигнала разрешения обслу» живания.

Устройство содержит блок 1 сдвига, ., reHeparop 2 импульсов, реверсивный счет чик 3, блок -4 опроса, блок 5 вывода, :генератор 6 .заявок, формирователь 7 сигнала разрешения обслуживания, эле-" мент 8 запрета, запускающий 9 и установочный 10 входы устройства.

Блок 1 сдвига„мтредставляюший собой варинт регистра сдвига (фиг. 2), 5$ содержит первую группу элементов И 11, первую группу элементов ИЛИ 12, первую группу элементов HE 13, четвертую

7 4,088 ход сигнала Об отсутствии заявок в оче реди - выход элемента НЕ 16.

Блок 4 опроса (фиг, 3) предназначен дпя выполнения опроса состояний разрядов стандартного регистра сдвига, содеркит группу элементов 24 задержек триггер 25, элемент 26 запвркки, -, эпемент ИЛИ 27 Первый вход триггера соединен с выходом формирователя 7 сигнап<э разрешения обслуживания, а его 1р жицд - с входом элемента 22 задерж ки, и с входом V 1 регистра 1 сдвига.

Блок 5 вывода (фиг. 4) выпцпняег функцию расширения импульса до заданной величины по каждому из входов. Расширение импульсов осушествляетс:я с пр мощью стандартной схемы 28 расширения импульсов, Функци опальное назначение вещав и выходов блока 5 вывода следующее. . первый вход - вход приема сигналов е выхода формироваип я 7 об отсутствии заявок в очереди второй вход - вход приема сигналов с выхода формировате.ля 7 о моментах окончания обслужива» ния.

Назначение остальных входов анапа гично выходам бпока сдвига, Функциональная схема формирователя 7 сигналов разрешения обслуживания (фиг. 5) содержит дифференцирующие элементы 29, схемы 30 расширения импульса до заданной вепичины и элемент ИЛИ 31, триггеры 32, элементы И-НЕ 33. Запускающий вход 9 устройства соединен с первым входаа второго триггера 32, В режиме моделирования разомкнутых .СМО на установочный вход 10 (фиг.1) подается уровень логического "О, а при

1 моделировании замкнутых CM) - логичео кая 1 .

Устройство работает следующим об» разом.

При моделировании разомкнутых CNO с установочного входа 10 устройства ,5 на вход элемецта 8 запрета поступает сигнал, запрещающий прохождение импуль- сов с выходя реверсивного счетчика 3, на управляющий вход генератора 6. При моделировании замкнутых CNO разрешается прохождение сигналов с выхода реверсивного счетчика 3 на управпяющий вход генератора 6 заявок.

С выхода генератора 6 заявок на axed бпока 1 сдвига поступает, поток импуль

cos, имитирующих поток заявок в CM), Интенсивность этого потока в процессе

002 8 мсделирования разомкнутых СМО остает» ся постоянной, При моделировании замкнутых СМО интенсивность потока импульсов изменяется в зависимости OT копи-. чества заявок, находящихся в системе, s соответствии с формулой (1), Информа ция о количестве заявок, находящихся в гекуший момент времени в системе, êpaнится в реверсивном счегчикеГ33

Функционирование устройства начинаег» ся с того, что на запускакхций вход 9 приходит поток импульсов, имитирующий возможность начала обслуживания заявки. Этот сигрел запоминается в формирователе 7, Также выдается импульс эа явки на блоке 1 сдвига (фход D +) с генератора 6. По попожитепьному перепа». ду тактового импульса с генератора 2 (он имитирует текущее время) поступивший сигнап в формироват пе 7 (фиг.5) проходиг звено вторых элементов 32, 33, 29 и 30, подается через выход в .реверсивный счетчик 3 и к бпоку 5 выsolla. Одновременно этот же сигнал, прой. дя .элемент ИЛИ 32, запускает блок 4 опроса, который выдает на вход 7 1 стандартна о регистра уровень логического О, а с информационных выходов

1-8 - сигналы опроса (логические 1") поступают на входные элементы И узла

Н блока 1 сдвига, При наличии тактового импульса от генератора 2 на вход С в уэпе .I бпока 1 сдвига осуществляет ся режим последовательного занесения

»единицы» со сдвигом вправо, а с выходов 1-8 s узел Н поступает двоичная информация в параллельном коде дпя определения приоритетного разряда стан» днртного регистра сдвига (это будет первый по порядку, начиавя с восьмого, . разряд, содержащий логическую единицу), С установленного приоритетного разряда импульс (заявка) через элемент ИЛИ 15 выдается на.обслуживание. Таким образом, на обслуживание выбирается тоебование с наибольшим временем ожипайия (дисциплина первый пришел - первый 6бслужен ).

Так же импульсы поступают .соответс венно с первого младшего разряда стандартного регистра к бпоку 5 вывода и ,к реверсивному счетчику 3 и со старшего восьмого разряда к бпоку 5 вывода.

После опроса блок 4 подает на вход

Ч 1 стандартного регистра уровень логической 1» (на входе V2 постоянно поддерживается уровень логической "1 ).

В узле 1йрегистра 1 сдвига происходит следующее. На входы 1-8 узла 1И поступает соответственно двоичная инфор9

1 0880 мания с выходю 1-8 ужа И н выходов

1-8 узла I. В резульrare работы группы элементов узла Ш ía входы стандартного регистра ф 1-98 в режиме параллельного занесения вносится so всех

5 разрядах информация без изменения за исключением приоритетного разряда, s котором ла"ическая единица обнуляется, т.е, происходит гашение логической единицы приоритетного разряда, 10

Если в момент опроса регистр сдвига пуст, сигнал о6 этом llocrynaer через элемент ИЛИ 16 на формирователь 7 с

39h33b30 повторения опроса в следующем

asiae. При наличии положительного nepeusga таки юого импульса этот сигн п щижоаит звено первых элементю 32,33, 29, 30, поступает через выход в блок 5 вывода и одновременно через элемент ИЛИ .32 запускает . блок 4

20 опроса.

02

Таким образом, в процессе работы устройства на реверсивный счетчик 3 постоянно подаются импульсы: на суммирующий вход - с младшего разряда стандартного регистра сдвига (количество заявок, поступивших на обслуживание), на вычитающий вход or формирователя 7 (количество обжуженных заявок). Поэтому в любой момент времени в реверсивном счетчике 3 содержится информация о количестве заявок, находяшихся в системе, в зависимости от которого изменяется интенсивность потока заявок генератора заявок.

Предлагаемое устройство позволяет моделировать функционирование замкнутых и разомкнутых СИЗ. Оно может работать с любыми входными потоками, а также позволяет изменять диапазон фиксации времени ожидания в широких пределах за счет изменения тактовой частоты генератора импульсов, 1088002

1 088002

l088002

1088002

ВППППП Закал 2674/46 ТнПан 699 Подннсное еипман ППП Патевтд, г.Унгород, ул.Проекгнаа, 4