Устройство для моделирования процесса облуживания заявок с различными приоритетами

 

Р1зобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при аппаратурном исследовании двухканальных систем массового обслу живания. Целью изобретения является расширение функциональных возможное- . тей устройства за счет имитации ограниченной очереди заявок высокого приоритета и режима организации очереди и обслуживания заявок по принципу первая пришла - первая обслуживается . Потоки заявок на обслуживание на выходах 1 и 2 представляют случайные импульсные последовательности, интервалы между которыми распределены по с S (Л to СлЭ О 4;: СО Од

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ БЛИН

{g)) 4 G 06 F 15/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь- .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3820353/24-24 (22) 05. 12. 84 (46) 07. 06. 86. Бюл. Р 21 (72) И. В.Адерихин (53) 681.396.6(088,8) (56) Четвериков В.Н., Баканович Э.А.

Меньков А.В. Вычислительная техника для статистического моделирования.

М.: Советское. радио, 1-78, с.274.

Авторское свидетельство СССР

К 1091170, кл. G 06 F 15/20, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ПРОЦЕССА ОБСЛУЖИВАНИЯ ЗАЯВОК С РАЗЛИЧНЫМИ ПРИОРИТЕТАМИ

„„SU„„1236496 А 1 зовано при аппаратурном исследовании двухканальных систем массового обслуживания. Целью изобретения является расширение функциональных возможнос- . тей устройства за счет имитации ограниченной очереди заявок высокого приоритета и режима организации очереди и обслуживания заявок по принципу

"первая пришла — первая обслуживается" ° Потоки заявок на обслуживание на выходах 1 и 2 представляют случайные импульсные последовательности, интервалы между которыми распределены по

123 определенным (разным или одним и тем же) законам. Генераторы 9,14 имитируют один обслуживающий прибор, закон распределения случайных импульсов на их выходах один и тот же. Счетчики 15 и 18 соответственно подсчитывают число импульсов, имитирующих количество поступивших заявок низкого н высокого приоритета. Счетчики 17 и 20 соответственно предназначены для подсчета числа импульсов, характеризующих количество обслуженных низко- и высокоприоритетных заявок. Счетчики 16 и 19 соответственно подсчитывают импульсы поступающие от блоков 8 и 13 определения временных интервалов, которые представляют собой двоичные счетчики импульсов, емкость которых можно из" неннть в зависимости от величины интервала времени, требуемого на ориентацию прибора к обслуживанию данного потока заявок, и могут быть выполнены в виде элементов задержки с изменяемой величиной задержки. Два случайных потока заявок на обслуживание, каждый из которых имеет свой приори6496 тет в обслуживании, поступает на один обслуживающий прибор. Заявки на абслужнвание с низким приоритетом (вход

1) принимаются к обслуживанию в случае отсутствия заявок с высоким прйоритетом (вход 2) на обслуживание.

Заявки одного и того же приоритета, роступающим в момент занятости обслуживающего прибора, в обслуживании отказывается. Рассматриваются случаи, когда поступает заявка с более высоким приоритетом в период обслуживавания заявки с низким приоритетом, когда высокоприоритетная заявка поступила во время ориентации обслуживающего прибора к обслуживанию низкоприоритетной заявки, когда после ориентирования прибора высокоприоритетная заявка поступила во врвмя непосредственного обслуживания высокоприоритетной заявки, когда высокоприоритетная заявка поступила во время нахождения одной вы— сокоприоритетной заявки в очереди, а другой на обслуживании . 1 нл. l0

Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для моделирования процесса обслуживания двух потоков заявок с различными приоритетами одним обслуживающим прибором, и может быть использована при моделировании процесса обслуживания заявок в приоритетных системах массового обслуживания с ориентацией.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства эа счет имитации ограниченной очереди и обслуживания заявок по принципу "первая пришла — первая обслуживается".

На чертеже приведена структурная схема устройства для моделирования процесса обслуживания заявок с различными приоритетами.

Устройства содержит вход 1 заявок с низким приоритетом, вход 2 заявок с высоким приоритетом, третий триггер 3, первый элемент И 4, элемент

ИЛИ 5, первый триггер 6, второй элемент И 7, первый блок 8 определения време нных инте рвалов, первый генератор 9 импульсов .со случайным интервалом следования, генератор 10 счетных импульсов, второй триггер 11; третий элемент И 12, второй блок 13 определения временных интервалов, второн генератор 14 импульсов со случайным интервалом следования,третий 15, четвертый 16, первый 17, пятый 18, шестой 19 и второй 20 счет" чики импульсов, выходы обслуженных заявок низкого 21 н высокого 22 приоритетов, пятый триггер 23, четвертый триггер 24, четвертый элемент И 25, пятый элемент И 26, шестой 27, седьмой 28, девятый 29, восьмой 30, деся. тый 31 элементы И,второй элемент ИЛИ

32, первый 33, второй 34 элементы эа. держки, шестой 35, седьмой 36 триггеры, дифференцнрующий элемент 37.

Потоки заявок на обслуживание на входах: 1 и 2 предсталяют случайные импульсные последовательности, интервалы между которыми распределены по определенным (разным или одним и тем

1236496 же) законам. Генераторы 9 и 14 имитируют один обслуживающий прибор, закон распределения случайных импульсов на их выходах один и тот же.Временный интервал от момента запуска 5 генераторов до появления импульсов на их выходе случаен и распределен по .принятому закону обслуживания заявок.

Счетчики 15 и 18 соответственно пОдсчитывают число импульсов, имитирующих количество поступивших заявок низкого и высокого приоритета. Счетчики 16 и 19 соответственно подсчитывают импульсы, поступающие от блоков 8 и 13. Счетчики 17 и 20 соответ- ственно предназначены для подсчета числа импульсов, характеризующих количество обслуженных низко- и высокоприоритетных заявок. Блоки 8 и 13 представляют собой двоичные счетчики импульсов, емкость которых можно изменить в зависимости от величины интервала времени, требуемого на ориентацию прибора к обслуживанию данного потока заявок и могут быть выполнены в виде элементов задержки с изменяемой величиной задержки. Вербальная модель работы устройства сводится к следующему. Два случайных потока заявок на обслуживание,каж- 30 дый из которых имеет свой приоритет в обслуживании поступают на один обслуживающий прибор. Заявки на обслуживание с низким приоритетом принимаются к обслуживанию в случае отсутствия зая- > вок с высоким приоритетом на обслуживании. Заявкам одного и того же приоритета, поступающим в момент занятости обслуживающего прибора, в обслуживании отказывается. 40

Если заявка с более высоким приоритетом поступила в период обслуживания заявки с низким приоритетом, то обслуживание заявки с низким приоритетом прекращается и начинается 4 ориентация прибора к обслуживанию высокоприоритетной заявки, после ее завершения идет обслуживание высокоприоритетной заявки, что приводит к прерыванию низкоприоритетной заявки, при этом низкоприоритетная заявка теряется.

Если высокоприоритетная заявка поступила во время ориентации обслуживающего прибора к обслуживанию низкоприоритетной заявки, то эта ориентация прерывается и начинается ориентация обслуживающего прибора к обслуживанию высокоприоритетной заяв- ки, при этом низкоприоритетная заявка теряется.

Если после ориентировайия прибора высокоприоритетная заявка поступила во время непосредственного обслуживания высокоприоритетной заявки, то она становится в очередь и по завершению обслуживания предшествующей заявки принимается к обслуживанию, Если высокоприоритетная заявка поступила во время нахождения одной высокоприоритетной заявки в очереди, а другой на обслуживании, то она теряется. После завершения обслуживания предыдущей заявки на обслуживание первой поступает заявка из очереди, поступившая раньше в очередь,а высокоприоритетная заявка, поступившая в это время на обслуживание, ставится Ь очередь н после обслуживания первой заявки из очереди поступает на обслуживание вторая заявка из очереди и т.д.Заявки, пришедшие в момент обслуживания и нахождения в очереди, теряются, Иервый вход элемента И 4, являясь входом 1 заявки низкого приоритета устройства, соединен с. входом счетчика 15, выход элемента И подключен к единичному входу триггера 6, нулевой выход которого соединен с первым входом элемента И 7, выход которого подключен к входу запуска блока 8, выход которого соединен с первым входом элемента И 25, входом счетчика 16, первым входом элемента ИЛИ 5, выход которого подключен к нулевому входу триггера 6, вход счетчика 18, единич. ный вход триггера 11, второй вход элемента ИЛИ 5, вход установки в "0" триггера 3, входы останова блока 8 и первого генератора 9 объединены и являются входом заявок высокого приоритета устройства, выход генератора

10 соединен с вторым входом элемента И 7, первым входом элемента И 12, выход триггера 11 подключен к второму входу элемента И 12, выход которого соединен с входом запуска блока

13, выход которого подключен к входу счетчика 19 и входу установки в "0" триггера 11, выход второго генератора

14 соединен с входом установки в "1" триггера 3, выход элемента И 25 подключен к входу установки в "1" триггера 24 и входу запуска генератора 9, выход которого соединен с входом уста. новки в "0" триггера 24, единичный

1236496 выход которого подключен к второму входу элемента И 25.

Выход блока 13 соединен с первыми входами элементов И 27 и 28, выход

5 элемента И 27 подключен к входу установки в " I триггера 35, единичный выход которого соединен с первым входом элемента И 30, выход элемента

И 27 подключен также через элемент 33 задержки к первому входу элемента

И 29, выход которого соединен с входом установки в "1" триггера 36, нулевой выход которого подключен к первому входу элемента И 31 и соответст.Э венно через дифференцирующий элемент

37 к первому входу элемента ИЛИ 32, через элемент 34 задержки к инверсному входу элемента И 28, выход которого соединен с вторым входом элемен. та ИЛИ 32, выход которого подключен к второму входу элемента И 30, выход которого соединен с вторым входом элемента И 26, выход генератора 14 подключен к второму входу элемента

И 31 входу установки в "0" триггера 35, нулевой выход которого соединен с вторым входом элемента И 29, выход элемента И 31 подключен к входу установки в 0 триггера 36, нулевой выход триггера 23 соединен с вторым входом элемента И 27.

Устройство работает следующим образом.

Устройство может работать в режимах: обслуживание заявки низкого приоритета, обслуживание заявки вы— сокого приоритета, обслуживание заявки высокого приоритета с прерыванием обслуживания заявки низкого приоритета, обслуживание заявки высокого при4О оритета при наличии в очереди высокоприоритетной заявки.

После включения устройства триг— геры 3, 6, 11, 23, ?4, 35, 36 уста45 навливаются в исходное состояние (нулевое). На единичном выходе триггера 3, подключенном к второму входу элемента И 4, имеется разрешающее напряжение, на нулевом выходе триг— гера б,подключенном к первому входу

50 элемента И 7, разрешающее напряжение отсутствует, на нулевом. выходе триггера 11 подключенном к первому входу элемента И 12, отсутствует разреша.ощее напряжение, на входы элементов И 7 и 12 поступают счетные импульсы от генератора 10. На направляющих входах элементов И 7 и 12, на входах блоков 8 и 13, соединенных с выходами элементов И 7 и 12, на запускающих входах генераторов 9 и 14 напряжение отсутствует. На управляющих входах элементов И 29, 26 и 25 имеется разрешающее напряжение от триггеров 23, 35, 36 и 24, а на управляющих входах элементов И 27, 29 и 31 разрешающее напряжение отсутствует. В дальнейшем во всех режимах работы функционирование устройства поддерживается автоматически.

Обслуживание заявок низкого приоритета происходит следующим образом, Импульс с выхода 1 через элемент И 4 поступает на единичный вход триггера б и переводит его в состояние, при котором открывается элемент И 7 и через него счетные импульсы от генератора 10 начинают поступать на блок

8. Емкость счетчика блока 8 устанавливается заранее в зависимости от величины интервала времени, требуемого

4а ориентацию прибора к обслуживанию заявок низкого приоритета, и по заполнению этого счетчика на выходе блока 8 появляется импульс, который имитируе окончание ориентации прибора к обслуживанию заявки низкого приоритета и запускает через открытый элемент И 25 генератор 9, и, оцнсвременно поступая на счетчик 16, через элемент ИЛИ 5 переводит триггер б в положение, при котором элемент

И 7 закрыт и счетные импульсы от генератора .10 не поступают на блок 8 °

Импульс с выхода элемента И 25 поступает на единичный вход триггера 24, переводя его в состояние, при котором элемент И 25 закрывается, не пропуская очередных заявок. Запуск генератора 9 имитирует начало обслуживавания заявки низкого приоритета. Через случайный интервал времени на выходе генератора 9 появляется импульс, имитирующий обслуживание принятой заявки,, проходящей на выход 21 устройства и вход счетчика 17. Заявка, пришедшая во время ориентации прибора к обслуживанию, подтверждает состояние триггера 6 и теряется, так как при ее появлениии в течение интервала ориентации в схеме никакик изменений не происходит.

Заявки пришедшие во время обслу) живания < входа 1, поступают на э.пемент И 4,, перебрасывают триггер 6, 1236496 запускают блок 8 и через элемент И 7 на -него поступают счетные импульсы.

Достигнув числа, соответствующего времени ориентации, с выхода блока

8 импульс поступает на вход счетчика 16 и на запускающий вход генерато. ра 9. Если обслуживание предыдущей заявки еще не закончилось, то пришедшая заявка к обслуживанию не при-. 1О нимается и теряется. Если обслуживание предыдущей заявки закончилось, то пришедшая заявка обслуживается после ориентирования прибора к обслу40 живанию. Импульс с выхода блока 8 перебросит после ориентирования триггер 6 в исходное состояние. Таким образом, устройство приходит в исходное состояние готово к работе в любом режиме.

Обслуживание заявок высокого приоритета происходит следующим образом.

Импульс с выхода 2 поступает на нулевой вход триггера 3 и устанавливает его в состояние, при котором закрыва- > ется элемент И 4 (снимается с его второго входа разрешающее напряжение) и заявки низкого приоритета не проходят с входа 1 на триггер 6.

Одновременно этот же импульс с входа 2 поступает на единичный вход триг гера 11 и переводит его в состояние, при котором открывается элемент И 12 и через него счетные импульсы от генератора 10 проходят на вход блока 13. Емкость счетчика блока 13 устанавливается заранее в зависимости от величины интервала времени, требуемого на ориентирование прибора для обслуживания заявок высокого приоритета и по заполнению счетчика блока 13 имитирующего ориентирование, на выходе блока t3 появляется импульс, имитирующий окончание ориентирования прибора к обслуживанию заявок высокого приоритета, который поступает на .первый прямой вход элемента И 28, и одновременно на счетчик 19 и нулевой вход триггера 11, устанавливая его в состояние, при котором элемент И.12 закрыт и счетные импульсы от генератора 10 не поступают на блок 13. Импульс с выхода блока 13 проходит элемент И 28, так как íà его управляющем инверсном входе имеется разрешающее напряжение с выхода триггера 36, и поступает через элементы ИЛИ 32, И 30, И 26 на вход запуска генератора 14, имитируя начало обслуживания заявки высокого приоритета, и на единичный вход триггера 23, переводя его в состояние при котором элементы И 26 закрываются, а И 27 открывается по управляющим входам.

Через случайный интервал времени, соответствующий времени обслуживания„ на выходе генератора 14 появляется импульс, имитирующий окончание обслуживание заявки, проходящий на выход

22 устройства, на .вход счетчика 20, на единичный вход триггера 3, устанавливая его в исходное состоянйе, на нулевой вход триггера 35, подтверждая его состояние, на нулевой вход триггера 23, переводя его в состояние при котором элемент И 26 открывается, а элемент И 27 закрывается.

Устройство вновь готово к обслуживанию заявок различных приоритетов.

Заявки, пришедшие с входа 2 во время ориентации прибора к обслуживанию, теряются.

Обслуживание заявки высокого нриоритета, поступившей в период обслуживания заявки низкого приоритета, происходит следующим образом. Заявка высокого приоритета с входа 2 посту" пает на нулевой вход триггера 3, переводя его в состояние, снимающее разрешающее напряжение с элемента

И 4, закрывая тем самым вход 1 для поступления заявок низкого приоритета. Одновременно эта заявка проходит на установочные входы блока 8, срывая ориентирование прибора к обслуживанию заявки низкого приоритета, если оно проводилось, и генератора 9, срывая обслуживание заявок низкого приоритета, если оно проводилось, а также через элемент ИЛИ 5 иа нулевой вход триггера 6. Если в этот момент прохоф ит ориентация прибора к обслуживат нию заявки низкого приоритета или обслуживание заявки этого же приоритета, то они прерываются и теряются, а заявка высокого приоритета поступает на единичный вход триггера 11 переводя в состояние, когда с его выхода подается разрешающее напряжение на элемент И 12, и от генератора 10 поступают счетные импульсы на вход блока 13, переводя устройство в режим ориентации к обслуживанию заявки высокого приоритета, после окончания которого — в режим обслуживания, а далее устройство переходит в исходное состояние и готово к работе (ана1236496 о и, 5 ь а не н1

2 т а

25 логично обслуживанию заявки высоког приоритета).

Обслуживание заявки высокого при оритета при наличии в очереди заявк этого же приоритета происходит следующим образом.

Постановка заявки в очередь. Пуст во время нахождения предыдущей заяв ки на обслуживание поступит с выход блока 13 следующая заявка. При этом импульс с выхода генератора 10 прой дет через открытый элемент И 27, а через элемент И 28, так как у элеме та И 28 отсутствует разрешающее нап ряжение от триггера 36, перебросит триггер 35 в диничное состояние, закрывая тем самым вход элемента И 3 и открывая вход элемента И 29. Одно временно этот же импульс с выхода элемента И 27 проходит через элемен

33 задержки, открытый элемент И 29 н вход установки в "1" триггера 36, имитируя тем самым постановку пришедшей заявки в очередь.

Извлечение заявки из очереди, обслуживание заявки и постановка следующей заявки в очередь. Через случайный интервал времени, соответствующий времени обслуживания заявки, на выходе генератора 14 появляется импульс, имитирующий окончание обслуживания предыдущей заявки. Этот импульс поступает на нулевой вход триггера 23, перебрасывая его в состояние, при котором открывается элемент И 26 и

35 закрывается элемент И 27, на нулевой вход триггера 35, переводя его в сос" тояние при котором элемент И 30 ,открывается, а элемент И 29 закрывается, через элемент И 31, на нулевой вход триггера 36, переводя его в единичное состояние. Импульс, получаемый от дифференцирования отрицательного перепада на выходе триг45 гера 36 дифференцирующим элементом

37, поступает на первый вход элемента ИЛИ 32, открытые элементы И 30, И 26, единичный вход триггера 23, закрывая элемент И 26 и открывая элемент И 27, на вход запуска генерато5О ра 14, имитируя тем самым извлечение заявки из очереди и передачу ее на обслуживание. Через время задержки ,элемента 34 после переброса триггера 36 откроется элемент И 28. Если во время обслуживания заявки придет очередная заявка, то она будет поставлена в очередь, если обслуживание будет закончено до прихода очередной заявки, то она будет обслуживаться по описанной схеме.

Показатели эффективности обслуживания определяются путем измерения характеристик входных потоков заявок, выходных потоков обслуживания и числа срабатываний отдельных блоков устройства.

Так, например, по показаниям счетчиков 15 — 20 можно определить вероятности обслуживания (срыва обслуживания) заявок низкого и высокого приоритета, заявок только низкого ипи только высокого приоритета, вероятности прерывания обслуживающего прибора в режиме ориентации или обслуживания и другие показатели, характеризующие динамику и процесс обслуживания заявок различных приоритетов в системах обслуживания с ориентацией.

Формула изобретения

Устройство для моделирования процесса обслуживания заявок с различными приоритетами, содержащее с первого по пятый элементы И, с первого по пятый триггеры, с первого по шестой счетчики импульсов, первый элемент ИЛИ, генератор счетных импульсов, первый и второй блоки определения временных интервалов, первый и второй генераторы импульсов со случайным интервалом следования, вьг<оды которых подключены соответственно к входам первого и второго счетчиков импульсов и являются соответственнс выходами обслуженных заявок низкого и высокого приоритетов, первый вход первого элемента И является входом заявок низкого приоритета устройства и соединен с вхддом третьего счетчика импульсов, выход первого элемента И подключен к входу установки в "1" первого триггера, нулевой выход кото« рого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к информационному входу первого блока определения временных интервалов, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, входом четвертого счетчика импульсов и первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу установки в 0 первого триггера, «ход пятого счетчика импульсов, вход установки в "1" второго триггера, втсрой;

1236496

Составитель H. Дубинина

Редактор Р, Цицика Техред М;Ходанич Корректор В. Бутяга

Заказ 3092/52 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Ужгород, ул. Проектная, 4 вход первого элемента ИЛИ, вход установки в "0" третьего триггера, вход сброса первого блока определения вре. менных интервалов и вход останова 5 ервого генератора импульсов со слуайным интервалом следования объединены и являются входом заявок высокого приоритета устройства, выход генератора счетных импульсов соединен с вторым входом второго и первым входом третьего элементов И, выход второго триггера подключен к второму входу третьего элемента И, выход которого соединен с информационным входом второго блока определения временных интервалов, выход которого подключен к входу шестого счетчика импульсов и входу установки в

"0 второго триггера, выход второго генератора импульсов со случайным интервалом следования соединен с входом установки в "1" третьего триггера, выход которого подключен к второму входу первого элемента И, выход 25 четвертого элемента И подключен к входу установки в "1" четвертого триггера и входу запуска первого генератора импульсов со случайным интервалом следования, выход которого соеди- З0

Мен с входом установки в "О" четвертого триггера, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход пятого элемента И подключен к входу установки в "1" пятого триггера.и входу запуска второго генератора импульсов со случайным интервалом следования, выход которого соединен с входом установки в "0" пятого триггера, единичный выход которого подключен к первому входу пятого элемента И, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет имитации Ограни 45 ченной очереди заявок высокого при- оритета и режима организации очереди и обслуживания заявок по принципу

"первая пришла — первая обслуживается", в устройство введены с шестого по десятый элементы И, шестой и седьмой триггеры, два элемента задержки, второй элемент ИЛИ и дифференцирующий элемент, причем выход второго блока определения временных интервалов соединен с первыми входами шес. того и седьмого элементов И, выход шестого элемента И подключен к входу установки в "1" шестого триггера, единичный выход которого соединен с первым входом восьмого элемента И, выход шестого элемента И подключен через первый элемент задержки к первому входу девятого элемента И, выход которого соединен с входом установки в "1" седьмого триггера, нулевой выход которого подключен к первому входу десятого элемента И и соответственно через дифференцирующий элемент — к первому входу второго

1 элемента ИПИ, нулевой выход седьмого, триггера подключен через второй эле мент задержки к инверсному входу седьг мого элемента И, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу восьмого элемента И выход которого соединен с вторым вхо дом пятого элемента И, выход второго генератора импульсов со случайным интервалом следования подключен к второму входу десятого элемента И, входу установки в "0" шестого триггера, нулевой выход которого соединен с вторым входом девятого элемеитаИ,выход десятого элементаИ подключен к входу установки в "0"седьмого триггера,нулевой выход пятого триггера соединен с вторым входом шестого элемента И.