Устройство для моделирования систем массового обслуживания

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования замкнутых систем массового обслуживания с конечным числом однородных источников заявок, имеющих буферные памяти. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования систем массового обслуживания с дисциплиной одиночной диспетчеризации в порядке очереди. Устройство содержит источники 1 заявок , каждый из которых состоит из . первого злемента И 2, блока 3 сдвига , элемента ИПИ-НЕ 4, реверсивного счетчика 5, второго элемента И 6, триггера 7, генератора 8 импульсов заявок. В состав устройства также входят формирователь 9 сигналов разрешения обслуживания, М групп 10 элементов И, элемент ИЛИ II, блок 12 опроса, блок 13 анализа очередей, генератор 14 тактовых импульсов. 4 ил. ю (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1511 4 G 06 F 15/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

Н А ВТ0РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Риг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4054472/24-24 (22) 14.04.86 (46) 07.10.87. Бюл. У 37 (72) В.Н.Ковалевский, Г.А.Черноморов и В.Г.Мокринский (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1088002, кл. G 06 F 15/20, 1982.

Авторское свидетельство СССР

N- 1275459, кл. G 06 F 15/20, 1984.

I (54). УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования замкнутых систем массового обслуживания с конечным числом однородных источников

„„SU„„1343422 А1 заявок, имеющих буферные памяти. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования систем массового обслуживания с дисциплиной одиночной диспетчеризации "в порядке очереди

Устройство содержит источники l заявок, каждый из которых состоит из первого элемента И 2, блока 3 сдвига, элемента ИЛИ-НЕ 4, реверсивного счетчика 5, второго элемента И 6, триггера 7, генератора 8 импульсов заявок. В состав устройства также входят формирователь 9 сигналов разрешения обслуживания, M групп 10 элементов И, элемент ИЛИ 11, блок 12 опроса, блок 13 анализа очередей, генератор 14 тактовых импульсов. 4 ил.

)3

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

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования систем массового обслуживания с дисциплиной одиночной диспетчеризации в порядке очереди".

На фиг.l изображена структурная схема устройства; на фиг.2 — структурная схема блока сдвига; на фиг.3 —функциональная схема блока опроса; на фиг.4 — структурная схема блока анализа очередей.

Устройство (фиг.l) содержит И однородных источников l заявок, состоящих из первого элемента И 2, блока 3 сдвига, элемента И-НЕ 4, реверсивного счетчика 5, второго элемента И 6, триггера 7, генератора 8 импульсов заявок. Кроме того, устройство содержит формирователь 9 сигналов разрешения опроса, M групп 10 элементов И, элемент ИЛИ 11, блок 12 опроса, блок

13 анализа очередей, генератор 14 тактовых импульсов. Блоки 3 сдвига. каждого источника заявок предназначены для имитации общей очереди системы. Так как поступление заявок от источников в общую очередь разделено во времени, то, в целом, данную очередь можно представить в виде совокупности отдельных очередей, принадлежащих каждому источнику (т.е. блоков 3 сдвига).

Блок 3 сдвига состоит из узлов

15-17 и элемента ИЛИ 18. Узел 15 выполняет функцию "гашения логической

1 в приоритетном разряде регистра сдвига. без изменения состояния остальных разрядов. Этот узел имитирует исключение заявки, поступившей на обслуживание из общей очереди системы.

Узел 16 представляет собой стандартный двунаправленный регистр сдвига с последовательным (если на входе

Vl поддерживается логический "О", а на 72 — логическая "1" ) и параллельным (на Vl и V2 логическая "1") занесением информации.

Узел 17 предназначен для определения приоритетного разряда стандартного регистра по принципу "первый пришел — первый обслужен". Приоритет43422 2

55 ным разрядом считается первый старший. разряд, в котором находится "1".

Разрядность регистра должна выбираться в зависимости от среднего времени требования заявки в очереди.

Такое условие необходимо для того, чтобы заявки, принадлежащие источнику, не "терялись" из очереди в результате последовательных сдвигов в регистре. В устройстве разрядность взята равной 8.

Реверсивный счетчик 5 предназначен для подсчета заявок от каждого источника в системе, т.е. в очереди и на обслуживание, с целью имитации состояний буферной памяти этого источника. Разрядность счетчика определяется двоичным числом, равным максимальному количеству заявок, которое может поступить в систему от одного источника. Так как это количество в устройстве равно 3 (буферная память каждого источника взята с емкостью

3 ячейки), а двоичное число будет 11. то разрядность счетчика равна 2. Если содержимое счетчика 5 меньше 3, следовательно, в буферной памяти соответствующего источника есть обслуженные заявки и генератор 8 может с определенной частотой выдавать заявки в систему. Если содержимое равно

3, то, соответственно, буферная память источника пуста и элементы 2 и 4 запрещают работу генератора 8.

Блок 12 опроса (фиг.3) предназначен для выполнения опроса состояний разрядов стандартных регистров блоков 3 сдвига. Блок 12 опроса содержит вход 19, триггер 20, элемент 21 задержки, элемент ИЛИ 22 и группу элементов 23 задержки.

Структурная схема блока 13 анализа очередей приведена на фиг.4. Этот блок предназначен для определения одного из регистров блоков 3 сдвига, в котором логическая "1" (заявка) находится в старшем по сравнению с другими регистрами разряде.

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

Выбором тактовой частоты генератора 14 обеспечивается исключение попадания сигналов генераторов 8 в разных источниках заявок в один и тот же разряд блока сдвига. В резуль134 тате последовательных сдвигов в одном иэ регистров импульс-заявка, поступившая раньше других.в очередь, будет располагаться в более старшем разряде по сравнению с другими заявками.

Таким образом, с помощью M очередей (регистров) источников заявок и блока 13 анализа очередей имитируется общая очередь системы и идентифицируется заявка, вошедшая ранЬше других в эту очередь и требующая первоочередноro обслуживания.

Блок 13 анализа очередей содержит группу элементов И 24, узлы 25 анализа информации, состоящие из элементов ИЛИ 26 и групп элементов И 27, узлы 28 анализа разрядов, состоящих из элемента ИЛИ-НЕ 29 и групп элемен. тов И 30.

Узлы 25 предназначены соответственно для определения регистра, а также разряда в этом регистре (анализ осуществляется с самого старшего восьмого разряда, т.е. с узла l), в котором находится первая по счету, начиная с восьмого разряда, логическая "1".

Узлы 28 предназначены для "блокировки" логических "1", появившихся при анализе младших разрядов-регистров, если в каком † старшем разряде какого-то регистра выявлена "1", т.е. данный узел выдает "1" только на один из входов и только в один из M элементов ИЛИ.

В состав блоков сдвига входят также элементы 31 задержки, элементы

И 32, элементы ИЛИ 33, элементы

HE 34.

Устройство работает следующим образом.

С выхода генератора 8 импульсов заявок на вход блока 3 сдвига через элемент И 2 поступают импульсы-заявки, имитирующие входной поток заявок (фиг.l) от первого источника (аналогично это происходит и в других источниках). По положительному перепаду тактового импульса от генератора, поступающему на вход блока 3 сдвига, в нем осуществляется режим последовательного занесения информации со сдвигом вправо, так как в начальный момент работы устройства на входе

Ч1 (фиг.2) находится логический "0" (в блоке 12 опроса на выходе триггера 20 поддерживается "О").

3422

В реверсивном счетчике 5 регистрируются поступившие в систему заяв-, ки. Если их количество равно емкости буферной памяти источника, элементы

4 и 2 запрещают вход заявок в систему. Таким образом, имитируется аварийная ситуация простоя источника, когда его буферная память свободна.

10 Одновременно на запускающий вход приходит сигнал о разрешении опроса (в дальнейшем, сигнал об окончании обслуживания заявки и разрешения следующего спроса). Этот сигнал по при15 ходу тактового импульса проходит формирователь 9 сигналов разрешения on-роса и запускает блок 12 опроса и блок 13 анализа очередей. Блок

12 опроса выдает логическую "1"

20 на входы Vl блоков 3 сдвига (срабатывает триггер 20) и на первые входы элементов И всех групп 10 элементов И.

При поступлении сигнала о разреше25 нии опроса в блок 13 анализа очередей (фиг.4) узлы 25 принимают информацию из разрядов-регистров блоков 3 сдвига в виде последовательностей "нулей" и "единиц". В этих узлах, 30 начиная с первого, производится определение регистра блока 3 сдвига, содержащего единицу" в первом старшем разряде. При обнаружении ее в какомто старшем разряде какого-то регист35 ра сдвига узлы 28 блокируют все "единицы", поступившие из младших (по

I сравнению с найденным разрядом) разрядов выбранного и всех остальных регистров сдвига. В результате работы блока 13 на одном из выходов сформируется единица", а на остальных—

"нули, которые поступят на вторые входы элементов И соответствующих групп 10. Таким образом, сигналы on45 роса с информационных выходов блока

12 опроса пройдут через элементы И той группы 10, которая подключена к входам блока 3 сдвига, имеющего ранее найденный регистр. На выходах элементов И остальных групп 1О будут сформированы уровни логического нуля, При поступлении сигналов опроса на входы блока сдвига (фиг.2) содержимое выбранного регистра считывается в узлы 15 и 17, в результате чего

1t II на обслуживание поступает единица из ранее определенного разряда (эта единица" подается.на элемент ИПИ И и триггер 7). В этот же момент дан1343422

Формула изобретения

Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор тактовых импульсов, блок опроса, формирователь сигналов разрешения опроса, M групп элементов И, элемент ИЛИ, M источников заявок, каждый из которых содержит блок сдвига, генератор импульсов заявок, элемент И-НЕ, два элемента И, триггер и реверсивный счетчик, ра 3 рядные выходы которого подключены соответственно к входам элемента ИНЕ, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, вто50 ная заявка исключается из очереди (узел 15. производит гашение "1" в выбранном разряде и заносит информацию в параллельном коде через входы

Дl и Д8 в регистр, так как на входе

V1 поддерживается "1").

Во всех остальных блоках сдвига информация в регистрах не изменяется и на соответствующих входах элемента

ИЛИ 11 и триггеров 7 будут логические нули. Таким образом, на обслуживание поступит заявка, раньше всех вошедшая в систему, т.е. обслуживание производится в порядке поступления в общую очередь.

По окончании обслуживания заявки на запускающем входе появится сигнал о разрешении следующего опроса и описанный цикл работы устройства возобновляется. По окончании каждого опроса блок 12 выдает логический нуль на входы блоков 3 сдвига. В результате этого по приходу очередного тактового импульса в них может осуществлять- 25 ся режим последовательного занесения заявок от генераторов 8 в регистры блоков 3 сдвига при условии незаполненности соответствующих реверсивных счетчиков 5.

ЗО

Триггеры 7 и элементы И 6, имеющиеся в каждом источнике заявок, предназначены для распознавания принадлежности обслуживаемых заявок этим источником.

Таким образом, устройство позволя35 ет моделировать функционирование замкнутых CMO с конечным числом однородных источников, имеющих буферные памяти и обслуживаемых в соответствии с дисциплиной диспетчеризации

"в порядке очереди". рой вход которого подключен к выходу генератора импульсов заявок, а выход первого элемента И соединен с информационным входом блока сдвига, выход первого разряда которого соединен с суммирующим входом реверсивного счет чиха, вычитающий вход которого подключен к выходу второго элемента И и нулевому входу триггера,. инверсный выход которого соединен с первым входом второго элемента И, информационный выход блока сдвига соединен с единичным входом триггера и соответствующим входом элемента ИЛИ устройства, выход которого является информационным выходом устройства, вторые входы вторых элементов И всех источников заявок объединены, являются входом запуска устройства и соединены с входом запуска формирователя сигнала разрешения опроса, тактовый вход которого подключен к первому выходу генератора тактовых импульсов, а выход — к входу запуска блока опроса выход которого соединен с входом разрешения параллельной записи информации всех блоков сдвига, тактовые входы которых подключены соответственно к выходам группы генератора тактовых импульсов, К-й информационный выход группы блока опроса (К =

1, M) соединен с первыми входами

К-х элементов И всех групп элементов

И устройства, выходы элементов И

К-й группы подключены соответственно к разрядным входам блока сдвига К-го источника заявок, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройств". за счет моделирования систем массового обслуживания с дисциплиной одиночной диспетчеризации "в порядке очереди", оно дополнительно содержит блок анализа очередей, состоящий из группы элементов ИЛИ, И узлов анализа информации, где N — число разрядов блока сдвига, и (N — 1) узлов анализа разрядов, каждый узел анализа информации содержит М элементов

ИЛИ и М групп элементов И по N элементов И в каждой группе, причем первые входы элементов И К-й группы всех узлов анализа информации подключены соответственно к разрядным выходам блока сдвига К-го источника заявок, в каждом узле анализа информации выходы элементов И К-й группы соединены с входами К-го элемента

7 13434

ИЛИ этого же узла анализа информации, вторые входы К-х элементов И всех групп элементов И К-го узла анализа информации объединены и подключены

5 к выходу формирователя сигналов разрешения опроса устройства, а выход

К-го элемента И в каждой группе элементов И К-го узла анализа информации соединен с втбрыми входами элементов И своей группы, i-й узел анализа разрядов (i = 1, N — 1) содержит элемент ИЛИ-НЕ и (N — i) групп элементов И по М элементов И в каждой группе, в каждом узле анализа 15 разрядов выход элемента ИЛИ-НЕ подключен к первым входам всех элементов И всех групп своего узла анализа разрядов, входы элемента ИЛИ-НЕ первого узла анализа разрядов подключе- 2п ны соответственно к выходам элементов ИЛИ первого узла анализа информации, а входы элемента ИЛИ-НЕ j-го узла анализа разрядов (j = 2, N — - 1) 22 подключены соответственно к выходам элементов И.первой группы (j — 1)-го узла анализа разрядов, вторые входы элементов И i-й группы первого узла анализа разрядов подключены соответственно к выходам элементов ИЛИ (i + 1)-ro узла анализа информации, вторые входы элементов И (j — 1)-й группы j-го узла анализа разрядов подключены соответственно к выходам элементов И j-й группы (j — 1)-го узла анализа разрядов, выход К-го элемента ИЛИ первого узла анализа информации соединен с первым входом

К-ro элемента ИЛИ группы блока анализа очередей, выход К-го элемента

И первой группы i-го узла анализа разрядов соединен с (i + 1)-м входом

К-го элемента ИЛИ группы блока анализа очередей, а выход К-го элемента

ИЛИ группы блока анализа очередей соединен с вторыми входами элементов

И К-й группы устройства. ку7, 1/

1343422

Составитель В.Фукалов

Техред M.Äèäûê

1<орректор С.Черни

Редактор С.Пекарь т ,Заказ 4825/50

Тираж 672 Подписное

ВНИИПИ 1 осударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4