Устройство для моделирования систем массового обслуживания

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования процессов в системах массового обслуживания (СМО). Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет моделирования дисциплины групповой % (Л От 5мха2 капам I - OmhlMZ канала т

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ Х

РЕСПУБ ЛИК

G 06 F 15/20

ВП Г -<" .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ гч 3

23 ка2

Фиа1

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 17 4098833/24-24 (22) 25.07.86 (46) 23.01.88. Бюл. У 3 (72) В.H. Ковалевский и Г.А. Черноморов (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1088002, кл. G 06-F 15/20, 1983.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1312599, кл. G 06 F 15/20, 1985.

1-и ьанал маделиро3ания счередо

„„SU„„1368881 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования процессов в системах массового обслуживания (СМО). Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет мопелирования дисциплины групповой

1368887 диспетчеризации в обслуживании заявок. Устройство имеет M каналов моделирования очереди, каждый из которых содержит блок 1 сдвига, реверсивный счетчик 2, генератор 3 импульсов заявок, триггер 4, элемент 5 И-HF, элементы 6,8,10,2() И, элемент

9 ИЛИ-НЕ, двоичный счетчик 7. Устройство также содержит генератор 11 тактовых импульсов, формирователь 12 сигналов разрешения обслуживания, элемент 13 ИЛИ-НЕ, М групп 14 элеменИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования процессов в системах массового обслуживания.

Цель изобретения — расширение 5 функциональных возможностей за счет моделирования дисциплины групповой диспетчеризации в обслуживании заявок.

На фиг.l приведена структурная схема устройства1 на фиг.? — схема формирователя сигналов разрешения обслуживания, на фиг.3 — схема блока опроса; на фиг.4 — схема блока приоритетов; на фиг.5 — схема блока распределения приоритетов.

Устройство содержит M каналов моделирования очереди, каждый из которых состоит из блока 1 сдвига, реверсивного счетчика 2, генератора 3 импульсов заявок, триггера 4, элемента

И-НЕ 5, первого элемента И 6, двоичного счетчика 7, третьего элемента

И 8, элемента ИЛИ-НЕ 9, второго элемента И 10, устройство содержит так25 же генератор li тактовых импульсов, формирователь 12 сигналов разрешения обслуживания, элемент ИЛИ-HE 13, М групп 14 элементов И, блок 15 опроса, первый элемент ИЛИ 16, выход 17 выда- ЗО чи заявок на обслуживание, блок 18 приоритетов, второй элемент ИЛИ 19, второй элемент И 20, блок 2 1 распределения приоритетов, третий элемент

ИЛИ 22, выход 23 отсутствия заявок и 35 очередях, выход 24 превьпяеиия времени тов И, блок 15 опроса, элементы 16, 19 ИЛИ, блок 18 приоритетов, блок 21 распределения приоритетов. Устройство реализует групповую дисциплину обслуживания каналов моделирования очереди и позволяет моделировать функционирование замкнутых многоканальных

СМ() с конечным числом однородных источников заявок, имеющих буферные накопители и обслуживаемых в соответ. ствии с ситуационной дисциплиной групповой диспетчеризации. 5 ил.

2 пребывания заявок в очереди, вход 25 запуска и установочный вход 26.

Реверсивный счетчик 2 предназначен для имитации состояний очереди источника. Этот счетчик содержит информацию о количестве заявок, находящихся в системе.

Счетчик / предназначен для подсчета заявок, поступающих от каждого источника в систему (в очередь и на обслуживание), с целью имитации совместно с элементом И-НЕ 5 состояний буферного накопителя этого источника, т.е. он содержит информацию о количестве свободных ячеек в этом буферном накопителе. Разрядность счетчика определяется двоичным числом, равным емкости буферного накопителя источника заявок. Если содержимое счетчика максимальной емкости, то в буферном накопителе источника есть обслуженные заявки, и генератор 3 может выдавать с определенной частотой заявки в систему. Если содержимое равно максимальному числу, то соответственно, буферный накопитель источника пуст и элемент И-НЕ 5 запрещает работу генератора 3.

Частота выдачи импульсов заявок генератором 3 настраивается согласно интенсивности обработки заявок источником в реальной системе.

Формирователь 12 сигналов разрешения обслуживания выполняет функции запуска блока 15 опроса и блока 21 распределения приоритетов.

3 1368887 4

Формирователь 12 сигналон РаэРеше- тупающему на тактовьп» вход блока 1 ния обслуживания (фиг. 3) содержит сдвига, в этом блоке осуществляется элементы И-НЕ 27, дифференциРУющие режим последовательного занесения инэлементы 28, триггеры 29, схемы рас- 5 формации со сдвигом вправо, так как ширения импульса до заданной величи- в начальный момент работы устройства ны 30 и 31 и элемент ИЛИ 32. н блоке 15 опроса на выходе триггера

Блок 15 опроса предназначен для 33 поддерживается "0 . В счетчиках выполнения опроса состояний разрядов 2 и 7 регистрируются поступившие н блока 1 сднига в каждом канале моде- 10 систему заявки. Если их количество лирования очереди. н счетчике 7 равно емкости буферного

Блок 15 опроса содержит триггер накопителя источника, то на выходе

33, элемент 34 задержки, элемент элемента И-HE 5 будет "0, и элемен1.

ИЛИ 35,и регистр 36 задержки. Коли- И 8 запретит вход заявок в блок 1 честно информационных выходов блока 15 сдви» а. Таким образом, имитируется

15 опроса выбирается в зависимости от аварийная ситуация простоя источника, разрядности блоков 1 сдвига. когда его буферньп» накопитель пуст.

Блок 18 приоритетов предназначен для выделения одного из выбранных В определенное время на запускаюдля обслуживания приоритетных кана- 20 щий вход 25 приходит сигнал о разрелов моделирования очереди и содержит шении обслуживания. Этот сигнал при элементы И 37, элементы ИЛИ 38 и эле- наличии тактового импульса входит н менты НЕ 39. формирователь 12 сигналов разрешения

Блок 2 1 распределения приоритетов обслуживания, проходит цепочку эле(фиг.5) служит для назначения ситуа- 25 ментов 29,27, 28<, 30, 32 (фиг.2),. ционных приоритетов каналам моделиро- сбрасывает триггер 4 в каждом канале вания очереди в зависимости от состо- моделирования очереди и запускает яния их очередей и фиксирования про- блок 15 опроса. В этот же момент вренеденного распределения приоритетов мени с установочного входа 26 прихов течение времени обслуживания всех 30 дит единичный сигнал и через элемент заявок из очереди выбранного канала, ИЛИ 22 запускает блок 21 распределеБлок 2 1 состоит из коммутатора 40 ния приоритетов. В следующем такте и дешифратора 41. Коммутатор 40 содер блок 15 опроса выдает логические жит группы 42 элементов И, группу единицы на входы блоков 1 сдвига во элементов И 43 по М элементов И в всех каналах моделирования очереди, . каждой группе и элементы HE 44. а также соответственно на первые вхоДешифратор 41 содержит элементы ды элементов И всех групп 14 элеменИЛИ-НЕ 45, элементы И 46, группу эле- тов И. При поступлении сигнала в блок ментов ИЛИ 47 и группу триггеров 48. 21 первые М элементов И 3 аналиэируВ связи с тем, что структурное по- 40 ют состояние реверсивньгх счетчиков 2 строение и принцип работы каналов мо- и вселяет каналы моделирования очеделирования очереди идентичен, работу реди с наивысшим ситуационным приориустройства рассмотрим на примере пер- тетом, т.е. каналы, которые имеют все ного канала. заявки в системе. Если такие каналы

Устройство работает следующим об- 45 отсутствуют, включаются н работу вторазом. рые М элементов И 43, которые выделяС выхода генератора 3 импульсов ют каналы с числом заявок, на единицу заявок через элемент И 8 на информа- меньшим, и т.д. В блоке 21 описанный ционный выход блока 1 сдвига поступа- анализ проводится параллельно. Однако ют импульсы-заявки, имитирующие 50 дешифратор 41 обеспечивает фильтрацию нходной поток заявок от первого ис- поступающих с коммутатора 40 сигналон точника. Элемент И-НЕ 5 осуществляет н соответствии с приведенной последоподдержание в системе определенного вательностью проверки состояний реколичества заявок от источника. Таким BepcHBHblx счетчиков 2. таким образом, образом, имитируется входной поток 55 на выходах элементов ИЛИ 47 вь»рабатызаявок от источников. с ограниченной нается двоичный код из "0" и "1" емкостью буферных накопителей. (либо из одних "нулей", если н систе

По положительному перепаду такто- ме вообще нет заявок), который подного импульса от генератора 11, пос- держивается на выходах блока 21 рас1368887 пределения приоритетон группой триггеров 48. Данный двоичный код поступает на входы блока 18 приоритетов.

Этот блок позволяет выбрать на обслу5 кивание из нескольких приоритетных каналов только один канал, имеющий наименьший порядковый номер, т ° е. на его выходах поддерживается код из

"нулей" и одной "единицы" (либо из одних "нулей") . Этот код поступает на вторые входы элементов И всех групп 14 элементов И, вследствие чего сигналы опроса с информационных выходов блока 15 опроса проходят че- 15 рез ту группу 14 элементов И, на которую подана "1" от блока 18, и на выходах остальных групп 14 элементов

И формируются "нули". Таким образом, опрашивается тот канал моделирования 2п очереди, который имеет наивысший ситуационный приоритет.

При поступлении сигналов опроса на разрядные входы блока 1 сдвига из канала выбирается первая по очереди заявка на обслуживание 1логическая

"1" подается на соответствующий вход элемента ИЛИ 16 и на вход триггера 4 и исключается из очереди) . В блоках сдвига остальных каналов моделирова- 30 ния.очереди информация не изменяется и на соответствующие входы элемента

ИЛИ 16 и триггеров 4 подаются "нули".

По окончании обслуживания заявки на запускающий вход 25 приходит сигнал о разрешении обслуживания, которьй, как и первоначальный запускающий сигнал, поступает в формирователь 12, а также во все каналы моделирования 4р очереди.

Он проходит через элемент И 6 только того канала, заявка которого была обслужена (триггер 4 н выходе поддерживает единицу )и осуществляет 45 режим вычитания в реверсивном счетчике 2.

Далее в работе устройства могут возникнуть дне возможные ситуации:

1. Реверсинный счетчик 2 после выполнения режима вычитания содержит ненулевое число, т.е. в системе находится от данного канала несколько заявок. Тогда элемент ИЛИ-НЕ 9 выдает

HB выход логический "0" и соответст- 55 венно на выходе элемента И 10 также

"ноль ; В результате этого, на нходы элемента ИЛИ 19 подаются одни "нули" (в цругих каналах элементы И 10 фор мируются на своих выходах только нули, так как их соответствующие триггеры,4 поддерживают на выходах уровень логического "нуля") . С выхода элемента ИЛИ 19 на второй вход элемента И 20 поступает нулевой сигнал, а на второй — единичный сигнал от формирователя 12 сигналов разрешения обслуживания. В результате этого, на вход блока 2 1 распределения ситуационных приоритетов поступает нулевой сигнал, и данный блок на выходе имеет тот же двоичный код, что и в предыдущем цикле. Таким образом, блок 15 опроса вновь производит опрос очереди ранее выбранного канала.

2. Ренерсивный счетчик 2 после выполнения режима вычитания содержит код 00, т.е. в данном случае имитируется освобождение очереди источника заявок. Тогда элемент ИЛИ-НЕ 9 формирует на выходе логическую " 1", которая проходит элемент И 10 и поступает на вход элемента ИЛИ 19. В результате этого сигнал с формирователя 12 проходит не только н блок 15 опроса, но и через элемент ИЛИ 2? в блок 21, в котором происходит сброс всех триггеров н нулевое состояние, и на выходах блока 21 вырабатывается новое распределение ситуационных приоритетов между каналами моделирования очереди (т.е, новый двоичный код).

Таким образом, опрашивается очередь нового канала.

Также единичный сигнал с выхода элемента ИЛИ-НЕ 9 поступает на вход счетчика 7 и сбрасывает его в нулевое состояние, т.е. происходит имитация заполнения заявками буферного накопителя обслуженного источнцка заявок.

Сигналы с выходов блока 18 приоритетов поступают также на соответствующие входы элемента ИЛИ-НЕ 13 который в случае отсутствия заявок во всех очередях выдает " 1" в формирователь

12 сигналов разрешения обслуживания.

По приходу тактового импульса этот сигнал проходит и запускает блок 15 опроса и через элемент ИЛИ 22 — блок

21 распределения приоритетов, в результате чего происходит повторный опрос блоков 1 сдвига.

По окончании каждого опроса блок

15 выдает логический "0" на входи ° блоков 1 сдвига, в результате чего по приходу тактового импульса н них возобновляется занесение заянок.

13б8887

Таким образом, устройство реализует групповую дисциплину обслуживания каналов моделирования очереди и позволяет моделировать функционирование

5 замкнутых многоканальных CMO с конечным числом однородных источников заявок, имеющих буферные накопители и обслуживаемых в соответствии с ситуационной дисциплиной групповой диспет- 10 черизации.

Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор тактовых импульсов, формирователь сигналов разрешения обслуживания, первый элемент ИЛИ-HF., блок опроса, первый элемент ИЛИ, M групп 20 элементов И, где M — число обслуживаемых потоков заявок, блок приоритетов, состоящий из (М-1) элементов НЕ, (М-2) элементов ИЛИ и (М-1) элементов

И, выход i-ro элемента НЕ (i=1, М-1) 25 соединен с первым входом 1-го элемента И, выход j-ro элемента ИЛИ ()=1, M-2) подключен к входу (j+1)-ro элемейта HF, и первому входу (j+1)-ro элемента ИЛИ, блок распределения 30 приоритетов, состоящий из коммутатора и дешифратора, входы которого подключены соответственно к выходам коммутатора, первый выход дешифратора блока распределения приоритетов соединен с входом первого элемента НЕ и первым входом первого элемента ИЛИ блока приоритетов, К-й выход дешифратора блока распределения приоритетов (К=2, М-1) соединен с вторым вхо- 40 дом (К-1)-го элемента И и с вторым входом (К-1)-ro элемента ИЛИ блока распределения приоритетов, М-й выход дешифратора блока распределения приоритетов подключен к второму входу 45 (М-1)-го элемента И блока приоритетов, M-каналов моделирования очереди, каждый из которых содержит блок сдвига, реверсивный счетчик, генератор импульсов заявок, триггер, элемент И-НЕ 50 первый элемент И, первый вход которого соединен с прямым выходом триггера, второй вход первого элемента И является входом запуска. устройства, а выход соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, суммирующий вход которого подключен к выходу первого разряда блока сдвига, информационный выход которого соединен с

Формула изобретения единичным входом триггера и с соответствующим входом первого элемента

ИЛИ устройства, тактовый вход блока сдвига подключен к соответствующему выходу группы генератора тактол лх импульсов, а группа информационных входов подключена к выходам соответствующей группы элементов И, первые входы одноименных элементов И всех групп объединены и соединены соответственно с выходами группы блока опроса, второй выход которого подключен к входу разрешения параллельного ввода ийформации блока сдвига всех каналов моделирования очереди, первый выход дешифратора блока распределения приоритетов соединен с вторыми входами элементов И первой группы, выход

i-го элемента И блока приоритетов подключен к вторым входам элементов

И (i+1) и группы, выход генератора тактовых импульсов соединен с тактовым входом формирователя сигналов разрешения обслуживания, установочный вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ-НЕ,а вход запуска формирователя сигналов разрешения обслуживания соединен с входом устройства, первый информационный выход формирователя сигналов разрешения обслуживания подключен к входу запуска блока опроса, выходы реверсивных счетчиков каждого канала моделирования очереди подключены соответственно к информационным входам коммутатора блока распределения приоритетов, первый выход формирователя сигналов разрешения обслуживания соединен с входом запуска блока опроса, второй и третий выходы формирователя сигналов разрешения обслуживания являются соответственно выходом отсутствия заявок в очередях устройства и выходом превышения времени пребывания заявок в очереди устройства, а выход первого элемента ИЛИ устройства является выходом выдачи заявок на обслуживание устройства, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, за счет моделирования дисциплины групповой диспетчеризации в обслуживании заявок, оно дополнительно содержит второй и третий элементы ИЛИ, второй элемент И, а каждый канал моделирования очереди дополнительно содержит двоичный счетчик, второй и третий элементы И, элемент ИЛИ-HF,„

1368887 иг. причем в каждом канале моделирования очереди разрядные выходы реверсивного счетчика подключены соответственно к входам элемента ИЛИ-НЕ выход коУ

5 торого соединен с.первым входом второго элемента И своего канала моделирования очереди и входом сброса двоичного счетчика, разрядные выходы которого подключены соответственно к входам элемента И-НЕ, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И своего канала моделирования очереди, второй вход которого подключен к выходу генератора импуль- 15 сов заявок, а выход третьего элемента И подключен к информационному входу блока сдвига, выход первого разряда которого соединен с информационным входом двоичного счетчика, прямой эп выход триггера в каждом канале моделирования очереди соединен с вторым входом второго элемента И своего канала моделирования очереди, выходы вторых элементов И всех каналов моде- 25 лирования очереди соединены соответственно с входами второго элемента

ИЛИ устройства, выход которого подключен к первому входу второго элемента И устройства, второй вход которого подключен к первому выходу формирователя сигналов разрешения обслуживания, выход второго элемента И устройства соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ устройства, второй вход которого подключен к второму выходу формирователя сигна лов разрешения обслуживания, а третий вход третьего элемента ИЛИ является входом запуска устройства, выход третьего элемента ИЛИ подключен к управляющему входу коммутатора блока распределения приоритетов, первый вход первого элемента ИЛИ-НЕ устройства соединен с первым выходом дешифратора блока распределения приоритетов, а остальные входы первого элемента ИЛИ-НЕ устройства подключены соответственно к выходам элементов И блока приоритетов, нулевые входы триггеров всех каналов моделирования очереди соединены с первьи выходом формировате ля сигнала разрешения обслуживания.

1368887

1368887!

1 Ю Ю Z Ю 0 g g ©d Z к шр g ш Z vga

Составитель В. Фукалов

Техред M.Ходанич Корректор А. Обручар

Редактор А. ВоровичЗакаэ 297/51 тираж 704 Подписное

HHHHIIH Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Проиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4