Микропроцессорное устройство для моделирования систем массового обслуживания

 

1. МИКРОПРОЦЕССОРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ, содержащее N блоков генерации заявок, ЛЛ блоков имитации очереди, k бло- . ков обслуживания, первый и второй коммутаторы и блок управления, выход п-го блока генерации заявок (,N) подключен к п-му информационному входу первой группы первого коммутатора, т-й выход которого (,М) подключен к входу заявок щ-го блока имитации очереди, +1 выходов которого подключен к информационным входам т-и группы второго коммутатора (где - максимальное число блоков обслуживания , подключенных к данному блоку имитации очереди),m-и выход первой группы второго коммутатора подключен к входу обслуженной заявки т-го блока имитации очереди, о тличающееся тем, что, с . целью повышения производительности моделирования за счет распараллеливания процесса моделирования систем массового обслуживания на физических компонентах модели, в него введен депщфратор управления, а блок управления выполнен на микропроцессоре , выход шины адреса блока управления подключен к входу дешифратора управления, вход - выход шины данных блока управления iS является информационным входом сл устройства и подключен к входу установки параметра потока заявок п-го блока генерации заявок, к входам управления первого и второго коммутатора, к входу/выходу данных т-го блока имитации очереди, к выходу данных k-ro блока обслуживания (k 1,k), выход признака вьщачи cd информации на шину данных блока О5 управления подключен к входу записи 00 блока генерации заявок,к входам 00 о за:писи инструкции первого и второго коммутаторов,к входу записи т-го блока имитации очереди, выход разрешения приема информации с шины данных блрка управления подключен к входам выдачи данных блока имитации очереди и k-ro блока обслуживания, выходы разрядов дешифратора управления подключены к входу селекции п-го блока генерации заявок, к входам выбора режима коммутации первого и второго коммутаторов, к первым и вторым входам выбора режима модели

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ива G06 F

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И, ОТНРЫТИЙ (21) 3706584/24-24 (22) 02.01.84

:(46) 07.12.85. Бюл. № 45 (71) Новосибирский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института транспортного строительства (72) И.И.Морев и В,С.Воробьев (53) 681.325 (088,8) (56) Алексенко А.Г. и др. Проектирование радиоэлектронной аппаратуры на микропроцессорах. Программирование,типовые решения, методы, отладки.

-M.: Радио и связь, 1984, с.11-21.

Авторское свидетельство СССР

¹.962970, кл. G 06 F 15/20,1981.

Авторское свидетельство СССР № 1018931, кл. G 06 F 15/20, 1982.

Авторское свидетельство СССР

1,049916, кл. G 06 F 15/20, 1982. (54) (57) 1 . МИКРОПРОЦЕССОРНОЕ УСТРОИСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ

МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ, содержа- щее К блоков генерации заявок, М блоков имитации очереди, ic бло- . ков обслуживания, первый и второй коммутаторы и блок управления, выход и --го блока генерации заявок (n =i,М) подключен к и -му информационному входу первой группы первого коммутатора, m-й выход которого (m=1,М) подключен к входу заявок п -го блока имитации очереди, 1+1 выходов которого подключен к информационным входам п1-й группы второго коммутатора (где (— максимальное число блоков обслуживания, подключенных к данному блоку имитации очереди), щ -й выход первой

„„Я0„„1196886 A группы второго коммутатора подклю- . чен к входу обслуженной заявки ю-ro блока имитации очереди, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности моделирования за счет распараллеливания процесса моделирования систем массового обслуживания на физических компонентах модели, в него введен дешифратор управления, а блок управления выполнен на микропроцессоре, выход шины адреса блока управления подключен к входу дешифратора управления, вход — выход шины данных блока управления является информационным входом устройства и подключен к входу установки параметра потока заявок

n-ro блока генерации заявок, к . входам управления первого и второго коммутатора, к входу/выходу данных m-ro блока имитации очереди, к выходу данных %.-ro блока обслуживания (=1,1с), выход признака выдачи информации на шину данных блока управления подключен к входу записи и-го блока генерации заявок,к входам записи инструкции первого и второго коммутаторов,к входу записи m-го блока имитации очереди, выход разрешения приема информации с шины данных блока управления подключен к входам выдачи данныхгъ-го блока имитации очереди и k-го блока обслуживания, выходы разрядов дешифратора управления подключены к входу селекции n-ro блока генерации заявок, к входам выбора режима коммутации первого и второго коммутаторов, к первым и вторым входам выбора режима модели1 рования щ -го блока имитации очереци, к входу выбора блока 8 -ro блока обслуживания, выход количества обслуженных заявок которого подключен к -му информационному входу М+1-й группы второго коммутатора и к k-му информационному входу второй группы первого коммутатора, выход признака обслуживания заявок lf-го блока обслуживания подключен к 1 -му информационному входу М+2-й группы второго коммутатора, причем блок управления содержит таймер, выход которого подключен к входам опорного. интервала блоков обслуживания, К-й выход второй группы второго коммутатора подключен к входу заявок

Ь-го блока обслуживания, 2. Устройство по п. 1, о.т л и— ч а ю щ е е с я тем, что каждый блок генерации заявок содержит генератор случайных последовательностей импульсов, управляемый делитель частоты, регистр и элемент И, первый и второй входы которого являются входом записи и входом селекции блока, выход элемента И подключен к входу синхронизации регистра, информационный вход которого является входом установки параметра потока заявок блока, выход генераторов случайных последовательностей и выход регистра подключены к входу синхронизации и входу значения коэффициента деления управляемого делителя частоты, выход которого является выходом блока.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что первый коммутатор содержит три элемента И, три регистра, дешифратор, М элементов ИЛИ, матрицу (N+K) М узлов коммутации, каждый из которых содержит два элемента И, триггер, . вход установки и выход которого подключены к выходу первого элемента И узла и первому входу второго элемента И узла, вход дешифратора является входом управления коммутато-. ра, первые входы с первого по третий элементов И объединены и являются входом записи инструкции коммутатора, вторые входы с первого по третий элементов И являются входами выбора режима коммутации коммутатора, выход rn-ro элемента ИЛИ является в-м выходом коммутатора, второй вход и выход второго элемента И

196886 узла коммутации являются информационным входом и выходом узла коммутации соответственно, первый и второй входы первого элемента И узла коммутации являются первым и вторым входами управления узла коммутации, информационные выходы узлов коммутации щ-ro столбца матрицы подключены к входам rn-го элемента ИЛИ, информационные входы узлов коммутации и-й и й-й строк матрицы объединены и являются и -м и В -м информационными входами первой и второй групп коммутатора соответственно, выходы с первого по третий элементов И подключены к входам стробирования с первого по третий регистров, информационные входы которых подключены к выходам дешифратора, вь ход л -ro разряда первого . регистра подключен к первым входам управления узлов коммутации и-й строки матрицы, выходы второго реЭ гистра- подключены к вторым входам управления узлов коммутации матрицы, выход В-го разряда третьего регистра подключен к первым входам управления узлов коммутации 6-й строки матрицы.

4. Устройство по п,1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что каждый блок имитации очереди содержит четыре элемента И, два дешифратора, -1 элементов ИЛИ, коммутатор, триггер,. счетчики блоков обслуживания, потерянных заявок и длины очереди, суммирующий и вычитающий входы которого являются входами заявок и обслуженных заявок блока, информационные входы первого дешифратора, счетчика блоков обслуживания и выходы счетчиков потерянных заявок, длины очереди, счетчика блоков обслуживания образуют вход — выход данных блока, первые входы первого и второго элементов И объединены и являются входом выдачи данных блока, а их вторые входы являются первым и вторым входами выбора режима моделирования блока соответственно, выход счетчика блоков обслуживания подключен к информационному входу второго . дешифратора, выходы f-1 разрядов которого подключены к первым входам -1 элементов ИЛИ, выходы которых образуют 1-1 выходов блока, выход

3-го разряда второго дешифратора подключен к второму входу 1-1-ro

1196886 элемента ИЛИ и является 1-м выходом блока, вход 1 го элемента ИЛИ подключен к выходу 1+1-го элемента ИЛИ (i =1,Г-1}, выход второго элемента И подключен к входу записи счетчика блоков обслуживания.и к входу установки триггера, инверсный и прямой выходы которого подключены к первым входам третьего и четвертого эле. ментов И, выходы которых подключены к счетным входам счетчиков блоков обслуживания и потерянных заявок соответственно, выход первого элемента И подключен к входу стробирования коммутатора, информационный и управляющий входы которого подключены к выходам счетчика длины очереди и первого дешифратора соответственно, первый выход коммутатора подключен к вторым входам третьего и четвертого элементов И, второй выход коммутатора является +1 выходом блока, причем коммутатор содержит три группы элементов И, группу элементов ИЛИ, первый и второй элементы ИЛИ, группу триггеров, входы установки которых подключены к выходам элементов ИЛИ группы, первые входы которых подключены-к выходам элементов И первой группы, первые входы которых образуют управляющий вход коммутатора, а вторые входы объединены и являются входом стробирования коммутатора, прямой и ин-. версный выходы триггеров группы подключены к первым входам элементов И второй и третьей групп соответственно, попарно объединенные вторые входы которых образуют информационный вход коммутатора, выходы элементов И второй и третьей групп подключены к входам первого.и второго элементов ИЛИ коммутатора, выходы которы с являются вторым и первым выходами коммутатора, второй вход

i --го элемента ИЛИ группы подключен к прямому выходу i+1-го триггера коммутатора, где i=-1, 1 -1, а количество элементов ИЛИ в группе, 5. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что второй коммутатор содержит м блоков коммутации, три элемента И, три ре.гистра, дешифратор, вход которого является входом управления коммутатора, первые входы с первого по третий элементов И являются входами выбора режима коммутации коммутатора, а их вторые входы объединены и являются входом записи инструкции коммутатора, выходы с первого по третий элементов И подключены к. входам синхронизации с первого по третий регистров соответственно, информационные входы которых поразрядно объединены и подключены к выходу дешифратора, причем каждый блок коммутации содержит матрицу 0 первых и вторых узлов коммутации, причем вторые узлы коммутации расположены в последней, 1 -й, строке матри1 цы, 1, третьих узлов коммутации, две группы элементов ИЛИ, группу элементов И и элемент ИЛИ, выходы которого являются выходом m-го блока коммутации и m м выходом первойгруппы коммутатора, первые информационные входы первых узлов коммутации первой строки матрицы объе,цинены и образуют первый информационный вход первой группы входов блока и одноименный вход в каждой р-й группе информационных входов коммутатора, первые входы элементов И группы соответственно подключены к первым информационным входам узлов коммутации с второй по 9-ю строки матри- цы и образуют с второго по -й ин- формационные входы первой группы входов блока и одноименные входыв каждой m-й группе информационных входов коммутатора, входы стробирования первых узлов коммутации первой строки матрицы объединены и подключены к объединенным вторым входам группы элементов И и обра.— зуют <+1 информационный вход первой группы входов блока и одноименный вход в каждой е-й группе информационных входов коммутатора, выход .

1-го элемента ИЛИ первой группы подключен к третьему входу i-го элемента И группы (1,=2, 9), выход которого подключен к входам стробирова,ния узлов коммутации 1-й строки матрицы, первые выходы узлов коммутации k-ro столбца матрицы подключены к входам %.-го элемента ИЛИ второй группы, выход которого является -м выходом группы блока, 1с-e выходы группы М блоков объединены и образуют k-й выход второй группы коммутатора, вторые информационные входы ! первых узлов коммутации %-ro столбца матрицы образуют g-й информацыонный вход второй группы блока, k-å информационные входы второй группы блоков объединены и образуют f< -й информационный вход М+1-й, группы коммутатора, информационный вход

k-го третьего узла коммутации является 1 -м информационным входом третьей группы блока, 1 -ые информационные входы третьей группы блоков объединены и образуют 1 -й информационный вход M+2 -й группы коммутатора, выходы третьих узлов коммутации блока подключены к входам элемента ИЛИ блока, вторые выходы первых узлов коммутации блока.i-й строки матрицы (! =1, L -1) подключены к входам 1-го элемента ИЛИ первой группы блока, первые управляющие входы узлов коммутации rn-го блока объединены и подключены к m-му выходу первого регистра, вторые управляющие входы первых и вторых узлов коммутации k-ro столбца матрицы и h -го третьего узла коммутации rn-ro блока объединены и подключены к k-ому. выходу третьего регистра, третьи управляющие входы узлов коммутации

1-й строки матрицы m-ro блока объединены и подключены к 1 -му выходу второго регистра, причем первый .узел коммутации содержит три элемента И .и триггер, вход установки и-выход которого подключен к выходу первого элемента И и первым входам второго и третьего элементов И соответственно, вторые входы последних объединены и являются первым информационным входом первого узла, а третьи входы и выходы второго и третьего элементов И являются входом стробирования, вторым информационным входом и первым и вторым выходами первого узла соответственно, с первого по третий входы первого элемента И являются с первого по третий управляющими входами пер вого узла, второй узел коммутации содержит два элемента И и триггер, 96886 вход установки и выход которого подключены к выходу первого и первому входу второго элемента И, второй, третий входы и выход последнего являются информационным входом, входом стробирования .и выходом второго узла, с первого по третий входы первого элемента И являются с первого по третий управляющими входами второго узла, третий узел коммутации содержит два элемента И и триггер, вход установки и выход которого подключены к выходу первого и первому входу второго элемента И, второй вход и выход последнего является информационным входом и выходом третьего узла коммутации, первый и второй входы первого элемента И. являются первым и вторым управляющими входами третьего узла коммутации, !

6. Устргйство по п.1, о т л и— ч ающе е с я тем, что каждый блок обслуживания содержит два элемента И, элемент НЕ, два одновибратора, счетчики времени и обслуженных . заявок, первые входы первого и второго элементов И являются входом заявок и входом опорного интервала блока, выход первого элемента И подключен через первый одновибратор к входам элемента НЕ и к входу второго одновибратора, выход которого подключен к счетному входу счетчика обслуженных заявок и является выходом обслуженных. заявок блока, выход первого одновибратора подключен к второму входу второго элемента И и является выходом признака обслуживания заявки, выход элемента НЕ подключен к второму входу первого эле- мента И, выход второго элемента И подключен к счетному входу счетчика времени, выход которого и выход счетчика обслуженных заявок образуют выход данных блока.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в 3ВМ для эффективного рещения задач статистического моделирования систем массового обслуживания (CM0), возникающих при изу886

55

3 119 чении, проектировании и эксплуатации автоматизированных систем управления, организационных структур, вычислительных комплексов, информационных систем, сетей связи, производственных и строительных систем, систем материально-технического снабжения и т.д.

Цель изобретения — повышение производительности моделирования за счет распараллеливания процесса моделирования CMO на физических компонентах модели, На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг,2— функциональная схема блока генерации заявок; на фиг.3 — функциональная схема первого блока коммутации; на фиг.4 — функциональная схема блока имитации очереди; на фиг.5— коммутатор; на фиг,6 — функциональная схема второго коммутатора; на фиг.7 а,б,в — функциональные схемы первых, вторых и третьих узлов ком-. мутации соответственно; на фиг.8 - 25 .функциональная схема блока обслуживания; на фиг.9 и 10 — пример блоксхемы алгоритма, который можно реализовать в предлагаемом устройстве, !

Блок управления устройства выполнен на микропроцессоре и содержит буфер 1 данных, регистр 2 команд, дешифратор 3 операции, узел 4 регистров общего назначения, счетчик 5 команд, регистр 6 адреса, аккумулятор 7, регистр 8 временного хранения информации, арифметико-логический узел 9, регистр 10 призна- . ков, блок 11 управления. Кроме того, устройство содержит дешифратор 12 управления К блоков 13„генерации заявок, первый коммутатор 14, М блоков 15 1 имитации очереди, второй коммутатор 16, М блоков 17k обслуживания, шину 18 данных, адресную шину 19 и шину 20 управления.

Функциональная схема блока генерации заявок (фиг,2) содержит элемент И 21, регистр 22, генератор 23 случаиных последовательнос50 тей импульсов, управляемый делитель 24 частоты, Первый блок коммутации (фиг.3) содержит элементы И 25-27, регистры 28-30, дешифратор 31, M элементов ИЛИ 32м, матрицу (8+4) M узлов 33 коммутации, Каждый узел 33 состоит из элементов И 34 и 35 и триггера 36, Блок имитации спереди (БИО) (фиг,4) состоит из счетчика 37 длины очереди, элементов И 38-41, коммутатора 42, счетчика 43 блоков обслуживания, счетчика 44 потерянных заявок, дешифраторов 45 и 46, -1 элементов ИЛИ 47 (f -максималь.ное число блоков обслуживания, подключаемых к данному блоку имитации очереди), триггера 48.

Коммутатор 42 (фиг.5) содержит первую группу из г элементов И 49 (à — максимальная длина очереди), группу из г-1 элементов ИЛИ 50, группу из г триггеров 51, вторую и третью группы по элементов И 52 .и 53 и два элемента ИЛИ 54 и 55, Второй, коммутатор (фиг,6) содержит (e-1) МК первых узлов 56 коммутации, МК вторых узлов 5.7 коммутации, М.К третьих узлов 58 коммутации, (g -1)М элементов ИЛИ 59, k элементов ИЛИ 60, М элементов

ИЛИ 61, элементы И 62-64, регист- . ры 65-67, дешифратор 68, (0-1) М элементов И 69, Первый узел 56 содержит.элементы И 70-72 и триггер 73, второй 57 — содержит элементы И 74 и 75 и триггер 76, третий — 58 содержит элементы И 77 и 78 и триггер 79.

Блок обслуживания (фиг.8) содержит элементы И 80 и 81, первый одновибратор 82, элемент HF. 83, второй одновибратор 84, счетчики 85 и 86..

Устройство работает следующнм . образом.

Исходная информация программы управления и обработки данных хранится во внешней памяти микропроцессора.

На первом этапе работы устройства осуществляется запись исходных . данных, В блоки 13„ генерации заявок записываются величины, характеризующие интенсивность потоков заявок, ъ.е. плотность потоков случайных испульсов. В коммутаторы 14 и 16 записываются данные о структуре сети массового обслуживания, В коммутаторы 42м и счетчики 43< (i=1,м) блоков 15 имйтации очереди записываются. данные о дисциплине ожидания и обслуживания заявок. На вто1196886

20

30

40

Номер выхода .БС

Блок соединен- 45 ный с данным выходом БС

Адрес

0000 0001

0000 0010 .

0000 0011

ОООО 0100

1 БК14, Р 28

2 БК14, P 29

3 БК 14, P 30

БК16, P 65 ром этапе имитируются процессы, происходящие в системе массового обслуживания (СМО), осуществляется программное управление этими процессами и пересылка получаемой ин. формации во внешнюю память. На третьем этапе осуществляется вызов накопленной информации из внешней памяти и ее обработка.

Цикл любой команды начинается с выборки ее с памяти, Содержимое счетчика 5 команд передается в регистр 6 адреса и далее по адресной шине 19 в память . Блок 11 управле-. ния формирует сигнал "Чтение", по которому содержимое адресуемой ячейки выдается из памяти на шину данных и через буфер 1 данных принимается в регистр 2 команд. Код операции дешифрируется дешифратором 3 команд, Содержимое счетчика команд увеличивается на единицу.

Адресная часть команды поступает в регистр адреса и содержит адрес операнда, адрес следующей команды или адрес блока микропроцессора.

На первом этапе работает программа пересылки данных иэ памяти в блоки устройства, Адресная часть команд пересылки данных содержит номер ячейки памяти, в которой хранится номер блока или памяти элемента этого блока устройства. Номер блока или элемента устройства определяется дешифратором 12 управления, который представляет собой преобразователь двоичного кода в десятичный (см.таблицу), Соответствие блоков устройства адресной информации, поступающей в дешифратор 12, приведено в таблице, Продолжение -таблицы

5, .БК 16, Р 66

6 БК 16, Р 67 .7. БГ3, 13

8 БИО, 15

9 БО, 17

0000 0101

0000 0110

0000 0111

0000 1000

0000 1001

0000 1010

0000 10t1

0000 1100

10 БГЗ, 13

11 БИО, 15

БО, 17, БГЗу 13 и

БИО, 15щ

БО, 17

° ° ° ° ° °

При подаче адресной информации в дешифратор 12 на его соответствующем выходе появляется сигнал, который поступает на вход разреше.ния записи соединенного с ним блока и/или элемента блока устройства.

Блок 11 управления в соответствии с кодом операции следующей команды подает в шину 20 управления сигналы "Чтение" или "Запись", Информация из выбранной ячейки памяти через буфер 1 данных посылается в шину 18 данных и записывается в выбранный блок или элемент блока устройства.

Числа, характеризующие интенсивность заявок, записываются в блоки . генерации .заявок следующим образом. Адресная информация из регистра команд посылается в дешифратор 12 и память. Дешифратор 12 формирует сигнал разрешения записи в выбранный блок 13 генерации заявок.. При этом из дешифратора 12 на вход элемента И 21 поступает разрешающий сигнал (фиг,2). Из выбранной ячейки. памяти считывается число. Оно поступает через буфер 1 данных в шину 18 данных микропроцессора и по сигналу "Запись", поступающему иэ вала 11 управления на

196886 8 го регистры 28-30 обнуляются и таким образом подготавливаются к при1 ему новой информации.

Аналогично устанавливаются сое.динения в коммутаторе 16, 1О

7 1 второй вход элемента И 21, записывается в регистр 22, Данные о структуре сети массового обслуживания записываются и запоминаются в узлах коммутации коммутаторов 14 и 16. Адресная часть команд пересылки данных содержит ацреса регистров в коммутаторах и адреса ячеек памяти, где хранятся данные о номерах узлов коммутации, Дешифратор 12 формирует сигнал разрешения записи на входе выбранного регистра коммутатора. Сигнал из бло- ка 11 управления считывает информацию из выбранной ячейки памяти, Эта информация по шине данных поступает на входы блоков 13-16 устройства и записывается в выбранный регистр коммутатора, Например, если в блок селекции поступает адрес

0000 0010, то выбранным оказывается регистр 28 коммутатора 14 (фиг.3).

Регистры 29 и 30 этого блока имеют адреса 0000 0011 и ОООО 0100. В соответствии с сигналами из дешифратора 12 открытым оказывается один из элементов И 25-27, Сигнал записи проходит через открытый элемент И и записывает информацию в один из регистров 28-30,Числа, поступающие в коммутаторы, представлены в виде кодовых комбинаций, Эти комбинации поступают в дешифратор 31, который преобразует двоичный код числа в десятичный.

Допустим необходимо скоммутировать третий .блок 15 имитации очереди с вторым блоком 13 генерации заявок и с первым блоком 17 обслуживания. Тогда в регистры 28-30 последовательно записываются числа два, три и один соответственно.

На втором выходе регистра 28, на третьем выходе регистра 29 и на первом выходе регистра 30 установятся единичные сигналы, которые через элемент И 35 установят триггер 36 в единичное состояние, обеспечивая коммутацию выхода второго блока генерации заявок с входом третьего блока имитации очереди через элементы И 34, ИЛИ 32, Сигналы с третьего и первого вйходов регистров 29 и 30 соответственно через соответствующий узел коммутации соединяют выход первого блока обслуживания с входом третьего блока имитации очереди, После это- .

Таким образом, в коммутаторах 14 и 16 осуществляется соединение блоков 17 обслуживания, блоков 13 генерации заявок и блоков .15 имитации очереди в соответствии с запрограммированной структурой моделируемой

СМ0.

Длина допустимой очереди в блоках имитации очереди устанавливается с помощью коммутатора 42, Дешифратор 12 выбирает блок 15 имитации очереди по установленному адресу и выдает на него,т,е. на элемент И, 38, 20 сигнал разрешения записи (фиг..4).

Информация о длине допустимой очереди считывается из выбранной ячейки памяти и по шине 18 данных по25 ступает на блоки 13-16 устройства.

Сигнал записи из блока 11 управления проходит через элемент И 38 и записывает информацию в триггер 5Q (1=Г, ) через дешифратор 45, элементы И 49 - (1=1 t.) и ИЛИ 50

1 ((=1, p —.1) (фиг.. 5) . Если необходимо установить допустимую длину очереди .в данном блоке 15 имитации очереди равную, например, десяти, то из памяти на вход дешифратора 45 подает35 ся комбинация 0000 1010. После дешифрации на вход десятого триггера группы триггеров 51; (1=1, ) поступает единичный сигнал, а на входы других триггеров этой группы но40 ступают нули. Триггер 51 устанавю ливается в .единичное состояние и перебрасывает триггер 51 в единичное состояние, В свою очередь триггер 51> перебрасывает триггер 51> в единичное состояние и т.д. В результате первые десять триггеров этой группы устанавливаются в единичное состояние, открывают первые десять элементов И 52 .

50 .(1=1 ) и соединяют первые десять выходов счетчика длины очереди с элементом ИЛИ 54. Остальные (r -10) триггеров 51; (=1,>) остаются в нулевом состоянии, Поэтому (y -10)

55 элементов И 53,соединенные с нулевыми выходами этих триггеров, открыты и соединяют выходы старших,. начиная с 11-го, разрядов счетчика 31

1196886

10 длины очереди с входами элементов ИЛИ 55.

В счетчик 43 блоков обслуживания (фиг.4) может быть записана необходимая величина, При записи информация поступает по шине 18 данных, а сигнал записи — через элемент И 39.

Второй этап работы устройства, т,е. этап моделирования СМО, начинается с момента выборки из ЗУ первой команды программы управления моделированием, По этой команде включаются .генераторы заявок, Генераторы 23 случайных импульсов (фиг.2) генерируют потоки заявок с заданными функциями распределения интервалов между двумя последовательными заявками. Делитель 24 частоты прореживает поток в соответствии с коэффициентом деления, записанным в регистр 22, Заявки, поступающие в блок имитации очереди, попадают на суммирующий вход реверсивного счетчика 37 длины очереди (фиг,4), На вычитающий вход этого счетчика поступают импульсы в моменты окончания обслуживания заявок, В исходном состоянии счетчик 37 длины очереди и счетчик 44 потерянных заявок обнулены. Счетчик 43 блоков обслуживания может быть обнулен или содержать число в зависимости от решаемой задачи. В первом случае моделируется работа CMO без потерь, во втором случае — СМО с ограничением на число блоков обслуживания.

Блок 15 имитации очереди при моде- лировании CMO без потерь работает следующим образом.

Счетчик 43 блоков обслуживания содержит нуль, сигнал с нулевого выхода дешифратора 46 через элемент ИЛИ 47 обеспечивает разрешение работы одного блока 17 обслуживания, Триггер 48 находится в нулевом состоянии и подает единичный сигнал на элемент И 40. Каждая заявка, поступившая в блок 15 имитации очереди, добавляет в счетчик 37 длины очереди единицу и через коммутатор 42, второй коммутатор 16 попадает в разрешенный блок 17 об служивания, В момент окончания обслуживания заявки на вычитающем входе счетчика 37 длины очереди появляется импульс и содержимое этого

55 счетчика уменьшается на единицу, Если интенсивность поступления заявок будет превышать интенсивность их обслуживания, то очередь заявок, т.е, содержимое счетчика 37, будет. увеличиваться. Если очередная заявка поступила в счетчик 37 в тот момент времени, когда очередь заявок достигла своей допустимой величины, то эта заявка пройдет через открытый элемент И 53; l =1,гl (фиг ° 5) и элемент ИЛИ 55 коммутатора 42, через элемент И 40 и запишет единицу в счетчик 43 блоков обслуживания, На первом выходе дешифратора 46 появляется сигнал, обеспечивающий через элементы ИЛИ 47 и 47 работу

1 двух блоков 17 обслуживания, Заявки начинают обслуживаться двумя блоками обслуживания и интенсивность обслуживания увеличивается, Таким образом включается такое число блоков 17 обслуживания, которое необходимо для обслуживания потока заявок заданной интенсивности при заданной допустимой длине очереди заявок.

В режиме моделирования СМО с ограничением на число блоков 17 обслуживания ограничительная величина записывается в счетчик 43 блоков 15, Триггер 48 переключается в единичное состояние сигналом записи, поступающим с выхода элемента И 39.

При этом элемент. И 40 закрывается и отключает счетчик 43 от коммутатоðà 42, а элемент -И 41 открывается . и подключает счетчик 44 потерянных заявок к коммутатору, Дешифратор 46 расшифровывает записанное в счетчике 43 число. На его соответствующем выходе появляется единичный сигнал, который устанавливает последовательно в единичное состояние выходы всех предыдущих элементов ИЛИ 47, разрешающие работу соответствующих блоков обслуживания.

Обслуживание заявок в дальнейшей работе ведется заданным числом блоков 17 обслуживания, Причем каждый блок 17 обслуживания обслуживает не более одной заявки одновременно.

Каждая очередная заявка, поступившая в счетчик 37 в то время, когда очередь заявок достигла допустимой величины, проходит через коммутатор 42, элемент И 41 и записыва-.

11 1196 ет в счетчик 44 потерянных заявок на единицу, Блок 17 обслуживания заявок работает следующим образом. В исходном состоянии на выходе одновибратора 82 сигнала нет (фиг.8), Эле- . мент И 80 закрыт, а элемент И 81 открыт сигналом, поступающим с выхода элемента 83. Импульс, имитирующий заявку, через элемент И 81 10 поступает на вход одновибратора 82 и включает его. Одновибратор 82 моделирует процесс обслуживания заявки, т,е. формирует единичный. сигнал, длительность которого экви- 5 валентна времени обслуживания конкретной заявки, Этот сигнал инвертируется элементом 83 и закрывает элемент И 81, запрещая поступление новых заявок на вход занятого обслу- 20 живанием одновибратора 82, Одновременно открывается элемент И 80, который пропускает импульсы с выхода таймера блока управления (не показан). на вход счетчика 85 времени обслуживания. После окончания процесса обслуживания элемент И 80 закрывается, элемент И 81 открывается, .а одновибратор 84 формирует импульс, который записывает в счетчик 86 об- З0 служенных заявок единицу и поступает через коммутатор 16 на вычитающий вход счетчика 37 длины очереди, Рассмотрим моделирование одной фазы CMO. Допустим, что установле- 35 ны следующие соединения, Выход второго блока 13 генерации заявок сое- динен с входом первого блока 15 имитации очереди, а первый и второй выходы блока 15 имитации очереди . 40 соединены с входами первого и второго блоков 17 обслуживания заявок соответственно, Допустимая длина очереди установлена равной десяти, Задана программа работы однофазной, 45 двухканальной CMO с.ограниченным ожиданием заявок. В исходном состоянии все счетчики блока 15 имитации очереди и блоков 17 обслуживания . обнулены, Разрешающий сигнал с ну- 50 левого выхода дешифратора 46 через элемент ИЛИ 47 поступает на первые входы элементов И 71 определенных узлов коммутации 56 блока коммута- ции 16 (фиг,6), Заявки поступают 55 с выхода второго блока 13 генерации заявок через выбранный узел 33 коммутации коммутатора 14 (фиг,3) на

886 12 суммирующий вход счетчика 37 блока 15 имитации очереди (фиг.4). Первая

I заявка, поступившая в счетчик 37, длины очереди, запишет в него единицу и через элемент HJIH 54 коммутатора 42 (фиг.5) поступает на вто-. рые входы элементов И 70 определенных узлов 56 коммутации и на элементы И 69„ — 69 „ коммутатора 16 (фиг.б и 7). Элементы И 69„69 предназначены для разрешения работы следующего блока обслуживания, если предыдущий занят, Они закрыты нулевыми сигналами с элементов ИЛИ 47 — 47 g первого блока 15 имитации очереди и нулевыми сигналами с выходов элементов ИЛИ 59

59(q

Элементы И 72 коммутационных узлов 56 в исходном состоянии закрыты нулевыми сигналами с выходов,одновибраторов 82 блоков 17 обслуживания. Элементы И 71 выбранного узла 56 коммутации, т ° е. узла, соединяющего первый выход первого блока 15 имитации очереди с входом первого блока 17 обслуживания, открыт, Заявка поступает через элементы И 71, ИЛИ 60„17 обслуживания, Одновибратор 82. вклю— чается, а на его выходе устанавливается сигнал на время обслуживания.

Этот сигнал закрывает вход первого одновибратора 82, открывает счетчик 85 времени обслуживания и через. элемент И 72 (фиг.б.и 7) выбранного узла 56 коммутации, элемент ИЛИ 59 поступает на вход элемента И 69 .

После окончания обслуживания заявки генератор 17 обслуживания выключается, элемент И 80 закрывает вход счетчика 85 времени обслуживания

1 элемент И 81 открывает вход одновибратора 82 обслуживания, элементы И 72, И 69> коммутатора 16 закрываются, в счетчик 86 обслуженных заявок записывается единица а соФ держимое счетчика 37 длины очереди первого блока. 15 имитации очереди уменьшается на единицу. Импульс на вычитающий вход реверсивного счетчика 37 поступает через выбранный узел 58 коммутации и элемент ИЛИ 61„ коммутатора 16.

Если интенсивность поступления с заявок превосходит интенсивность их обслуживания, то в тот момент, когда длина очереди заявок превы13 1 сит допустимую, включается второй блок обслуживания. При этом содержимое счетчика 43 блоков 15 увеличивается на единицу, На первом выходе дешифратора 46 устанавливается .единичный сигнал, Этот сигнал через элемент ИЛИ 47 поступает на входы элементов И 69, и И 71 определенных узлов коммутации коммутатора 16.

Сигнал с выхода первого блока 17 обслуживания через элемент И 72 выбранного узла 56 коммутации и через элемент ИЛИ 59„ поступает на второй вход элемента И 69 . Поэтому

1 импульс очередной заявки, поступающей из коммутатора 42, проходит через открытый элемент И 69 и открытый элемент И 71 выбранного узла 56 коммутации, т,е. того узла, котс1рый соединяет второй выход первого блока 15 имитации очереди с входом второго блока 17 обслуживания, Через элемент ИЛИ 60 заявка поступает на вход второго блока 17 обслуживания. Обслуживание заявок ведется двумя блоками обслуживания.

Если интенсивность поступления заявок в счетчик 37 снова превысит допустимую, то на третьем выходе дешифратора 46 появится сигнал, разрешающий работу трех блоков обслуживания. Однако, по условию задачи скоммутированы только два блока обслуживания, т,е, возникла ситуация, не предусмотренная поставленной задачей, В этом случае следует уточнить параметры задачи (например, увеличить число блоков обслуживания или уменьшить интенсивность поступления заявок).

Чтобы построить модель многофазной СМО необходимо программно описать соединение блоков генерации заявок, блоков имитации очереди и блоков обслуживания в сеть заданной конфигурации.

В устройстве возможно также программное управление очередью заявок. Каждая заявка, поступающая на суммирующий вход счетчика 37 длины очереди, формирует сигнал запроса на присвоение ей признака (это может быть номер заявки, уровень приоритета и др.), По этому сигналу происходит обращение к программе и выбор нужного признака.

196886

r, 10

20

55 т

Признаки стоящих в очереди заявок хранятся в ЗУ и доступны для программной сортировки.В резупьтате сортировки они располагаются в последовательности,определяемой дисциплиной обслуживания.По сигналу, поступающему на вычитающий вход счетчика длины очереди, формируется запрос на стирании из памяти признака обслуженной заявки, Следует заметить, что такое изменение дисциплины ожидания возможно лишь для одноканальных CMO. При моделировании многоканальных CMO осуществляется режим: первый пришел — первый поступил на обслуживание, Таким образом, изменение программы работы микропроцессора осуществляется моделирование заданных систем массового обслуживания, а именно - n -канальных, и -фазных, с ожиданием, без ожидания, с потерями, комбинированных и других.

После окончания времени моделирования таймер блока управления (не показан) выдает сигнал в блок управления, который формирует сигнал чтения, Из каждой фазы СМО считываются показания счетчика длины очереди, счетчика блоков обслуживания, счетчика обслуженных заявок, счетчика потерянных заявок, счетчика времени обслуживания (цепи чтения указанных счетчиков и их связь с внутренней шиной данных не показаны),,Эта информация по шине данных записывается во внешнюю память. После записи указанные счетчики обнуляются, а в счетчик блбков обслуживания, если это необходимо, записывается заданная величина. Процесс моделирования повторяется М раз, а затем рассчитываются статистические характеристики СМО, например математические ожидание и среднеквадратическое отклонение длин очередей

У длительности обслуживания заявок и др.

Расчет производится по программам, заложенным во внешней памяти, При выполнении арифметических и логических операций аккумулятор 7, регистры, временного хранения информации 8, общего назначения 4, признаков 10 и АЛУ 9 взаимодействуют в соответствии с работой микропроцессора.

1196886

Ala/ ат бУ плЖ

119б88б

H бИО кбИО

119б886

ША7/8 um5C/2 олМ//

pm%/2

Фиг.4 кБК/б отсЮУ1 отЯШ4Х

Фиг. 5 к kg а 60 дом иа{ ноя

om Шй!В

Nuaб омИ, pmbUz

1196886

Фиг.8

1196886

Выосрко команд и3 памРти и их дешиср— рациР

Команда.Записи исходных донны и о олоки

СН0.

0ораба пка резуль— тап оо моделирооания

5д7

Останоо

Hem блоки чу . аослужиаания

ОСЕ 0КЛЮЧЕНЫ?

Фиг.У

Ие 0о,оаоотка, окончена

4 и

/У

В

Фсходная инФо ц и Р 3 описана чО 0СЕ ОЛОки.

Вь борка команды оключениР генератора заяоок

Генерирооание

nomo o завоок

Раоота олокоо имитации очереди, уоеличение содержимого сче лчика числа заяоок о очереди на единицу

/Г

Coo e we счетчика

ongcmueou длинь очередищ

Включение очередного алака оослужиоания

1196886

Разрешение записи инрормаиии б 5пок ипи злеменщ бпоко микропроцессора, оыбранног блоком селекции

Запись интенсибноспи

nomo ol зарубок б

Моки генерации зап&».

Запись данных о структуре сети массобоео адслужибанип б блоки коючулации /4, /б

Запись б комиуаааоры

42 и суетуики 43- f, ОЛОКОу иМцтйции ОчЕДЕди данных о дисциплине

Ожидания и обслужидания зандак.Фиа. Ю

Составитель A.Óøàêoâ

Техред И.Асталош

Редактор Н.Данкулич

КорректоР M.Максимишинец

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 7565/48 Тираж 709 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открь1тий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5