Устройство для моделирования приоритетных систем массового обслуживания

 

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для моделирования процесса обслуживания заяг БОК в приоритетных системах массового обслуживания с ориентированием. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования процесса вероятностного ориентирования обслуживающего прибора к обслуживанию заявок с различными приоритетами. Цель достигается введением в устройство элементов запрета, ИЛИ и вероятност-. ного переключателя. Устройство моделирует р аботу систем массового обслуживания двух потоков разноприоритетных заявок одним обслуживающим прибором с отказами в приеме к об- .служиванию, если в момент прихода заявки обслуживающий прибор занят ориентированием или обслуживанием заявки того же или высшего приоритета . Ориентирование обслуживающего прибора к обслуживанию заявок различного приоритета начинается сразу же после окончания обслуживания предыдущей заявки, и с наибольшей вероятностью осуществляется ориентирование к обслуживанию заявок того потока, вероятность поступления которых максимальна. Заявка, пришедшая в момент, когда обслуживающий прибор сориентирован к обслуживанию заявок этого потока, поступает сразу на обслуживание. Заявка, пришедшая в период ориентации обслуживающего прибора к обслуживанию этого же потока , принимается к обслуживанию сразу после окончания ориентирования . Заявка, пришедшая в период, когда обслуживающий прибор не занят, но ориентируется или сориентирован к обслуживанию заявок другого потока, начинает переориентацию обслуживающего прибора. 3 ил. S (Л 4 ел о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„su„„> 451716 д 1 (51) 4 С 06 F !5/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4241 288/24-24 ,(22) 11.05.87 (46) 15,01.89. Бюл. Р 2 (72) И.В.Адерихин, М.А.Калинкин и В.А,Фукалов (53) 681.333 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 962969, кл. G 06 Р 15/20, 1981, Авторское свидетельство СССР

1146682, кл. G 06 F 15/20, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ПРИОРИТЕТНЫХ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУНИВАНИЯ (57) Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для моделирования процесса обслуживания зая-. вок в приоритетных системах массового обслуживания с ориентированием.

Цель изобретения . — расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования процесса вероятностного ориентирования обслуживающего прибора к обслуживанию заявок с различными приоритетами. Цель достигается введением в устройство элементов запрета, ИЛИ и вероятност-. ного переключателя, Устройство моделирует работу систем -массового обслуживания двух потоков разноприоритетных заявок одним обслуживающим прибором с отказами в приеме к об.служиванию, если в момент прихода заявки обслуживающий прибор занят ориентированием или обслуживанием заявки того же или высшего приоритета. Ориентирование обслуживающего прибора к обслуживанию заявок различного приоритета начинается сразу же после окончания обслуживания предыдущей заявки, и с наибольшей вероятностью осуществляется ориентирование к обслуживанию заявок того потока, вероятность поступления которых максимальна. Заявка, пришедшая в момент, когда обслуживающий прибор сориентирован к обслуживанию заявок этого потока, поступает сразу на обслуживание, Заявка, пришедшая в период ориентации обслуживающего прибора к обслуживанию этого же потока, принимается к обслуживанию сразу после окончания ориентирования ° Заявка, пришедшая в период, когда обслуживающий прибор не занят, но ориентируется или сориентирован к обслуживанию заявок другого потока, начинает переориентацию обслуживающего прибора. 3 ил.

1451716

Изобретение относится к специали;.з<»рованным средствам вьиислительной техники и предназначено для моделирования процесса обслуживания заявок в приоритетных системах массового обслуживания с ориентированием.

Целью изобретения является расширение функционапьных возможностей устройства за счет моделирования 10 процесса вероятностного ориентирования обслуживающего прибора к обслуживанию заявок с различными приоритетами, На фиг.1 изображена структурная схема устройства; на фиг.2 — схема блока формирования временных интервалов, соответствующих продолжительности ориентации обслуживающего прибора к обслуживанию заявок; на фиг.3 схема вероятностного переключателя (коммутатора), Устройство содержит первый 1 и третий 2 элементы И, шестой 3 и третий 4 элементыИЛИ, второй 5, пятый 6, 25 шестой 7, четвертый 8, седьмой 9 и восьмой 10 элементы И, первый 11, второй 12 и третий 13 триггеры, первый

14 и второй 15 элементы запрета, четвертый 16, пятый 17, первый 18 и второй 19 элементы ИЛИ, первый 20 и второй 21 генераторы случайных им-. пульсов, вероятностный переключатель (коммутатор) 22, второй 23 и первый

24 блоки форьп»рования временных интервалов, соответствующих продолжи-.åëüêoñòè ориентации обслуживающего прибора к обслуживанию заявок.

Каждык из блоков 23 и 24 содержит генератор 25 случайньы импульсов и

40 триггер 26-и предназначен для моделирования случайного интервала времени от момента запуска генератора

25. до появления импульса на его выходе соответствующего продолжитель

45 ности. ориентации обслуживающего прибора. к обслуживанию заявок низкого (олок 23) и высокого (блок 24) прио". ритетов. В общем случае.продолжитель ность. ориентации по каждому из пото-. ков заявок различна и определяется законом распределения случайных импульсов. на выходе генератора 25, Один из выходов блока ориентации - импульснъй,.другой выход - потенциальный. Высокий потенциал устанавливает-55 ся импульсом генератора 25 путем ус тановки триггера 26 в соответствующее состояние.

Установочные входы У» и У< предназначены соответственно для срыва работы. запущенного генератора 25 и перевода триггера 26 в.состояние, при. котором ыа потенциальном выходе блока ориентации имеется нулевой сигнал.

Генераторы 20 и 21 случайных импульсов имитируют работу одного и того же обслуживающего прибора ° Поэтому их одновременная работа запрещена.

В блоке 24 используется только один вход Y установки.

Вероятностный переключатель (коммутатор) 22 содержит генератор 27 тактовых импульсов, элемент 28 задержки, триггер 29, элементы И 30», 30 и элемент ИЛИ 3 1. Коммутатор 22 вырабатывает случайные сигналы, вероятность Р, и Р, появление которых на любом отрезке времени может быть заранее установлена, причем Р, и Р образуют полную группу несовместных событий (P + Р = 1) .

Это осуществляется следующим образом. Пусть период импульсной последовательности генератора 27 равен T а Т, Т вЂ” величина задержки импульса элементом 28 задержки. Тогда за любой промежуток времени вероятность получения сигнала на входе первого элемента И 30» равна Р,= Т, /Т, а на втором элементе И 30 — Р = (1-Р, ) = — 1 — (Т < /Т) . Изменяя величину Т,, можно получить тр ебуемые вер оят ности появления сигналов на выходах коммутатора, Вероятностный коммутатор предназначен для моделирования процесса адаптации процесса ориентации прибора вероятностным характеристикам потоков заявок. ,Сущность адаптации состоит в следующем. Если известны вероятности появления на входах заявок низкого приоритета (Р,) и высокого приоритета (Р =1-Р„), то после окончания обслуживания предыдущей заявки с вероятностью Р начинается ориенти» рование обслуживающего прибора к обслуживанию заявки низкого приоритета, а с вероятностью P — к обслуживанию заявки высокого приоритета.

Вербальная модель .работы устройства состоит в следующем.

Два потока заявок с разными абсолютными приоритетами поступают на

50

3 . 14517 один обслуживающий прибор. Заявкам одного и того же приоритета в приеме к обслуживанию отказывается в случае занятости прибора. Заявки высокого

5 приоритета в случае занятости прибора обслуживанием заявки низкого приоритета прерывают обслуживание заявки низкого приоритета, которая покидает систему. 10

Ориентирование обслуживающего прибора к обслуживанию заявок различного приоритета в общем случае различно и начинается сразу после окончания обслуживания предыдущей заявки. С вероятностью P проводится ориентирование обслуживающего прибора к обслуживанию заявки низкого приоритета и с вероятностью P — к обслуживанию заявки высокого приоритета.

Заявка, пришедшая в момент времени, когда обслуживающий прибор сориентирован к обслуживанию заявки этого потока, поступает сразу на обслуживание. Заявка, пришедшая в период 25 ориентации обслуживающего прибора к обслуживанию этого же потока, начинает обслуживаться после окончания процесса ориентации, начатого до прихода заявки. Заявка, пришедшая в период, когда обслуживающий прибор не занят, но ориентируется или сориентирован к обслуживанию заявок другого потока начинает переориентацию обслуживающего прибора.

Устройство работает следующим образом, Исходное положение элементов: генераторы 25 не запущены; генератор

27 работает с момента подачи напряжения; триггеры 11, 12 находятся в положениях, при которых открыты по соответствующим входам элементы И 3, 4 и закрыты элементы И 9, 10; на выходе триггера .13 — нулевой потен45 циал, который закрывает элементы

И 6, 7; на выходе триггера 26 — нулевой потенциал; элементы 14, 15 запрета открыты по управляющему входу.

Рассмотрим основные режимы работы устройства.

Ориентирование обслуживающего прибора и обслуживание заявок низ-. кого приоритета.

Заявка низкого приоритета проходит открытый элемент И 1, опрокидывает триггер 11, который закрывает элемент И 1 и открывает элемент И 9, 16

4 проходит через открытый элемент 14 запрета и элемент ИЛИ 17 и запускает блок 23.

После случайного времени ориентации генератор 25 блока 23 вырабатывает импульс, который через открытый элемент И 9 поступает через элемент ИЛИ 18 на запуск генератора 20 и одновременно опрокидывает триггер

26 блока 23, На выходе триггера 26 появляется единичный сигнал, однако он не проходит через элемент И 6, так как.этот элемент закрыт нулевым потенциалом с триггера 13. Одновременно импульс с выхода элемента

ИЛИ 18 возвращает триггер 26 блока

23 в исходное состояние, при котором снимается единичный потенциал с входа элемента И.6.

Через время, соответствующее случайной длительности обслуживания заявки, на выходе генератора 20 появляется сигнал, который поступает на выход обслуженных заявок низкого приоритета и опрашивает вероятностный коммутатор 22. С вероятностью

Р„ появляется сигнал на выходе первого элемента И 30< и с вероятностью

Р— на выходе второго элемента И 30 коммутатора 22, Пусть сигнал появляется на выходе первого элемента И 301. Этот сигнал через элемент ИЛИ 16 устанавливает в исходное состояние триггер 11, который открывает элемент И 1 и закрывает элемент И 9, подтверждает исходное состояние триггера 12, через элемент ИЛИ 17 запускает блок 23 (генератор 25) и опрокидывает триггер

13, который до окончания процесса моделирования теперь открывает по соответствующим входам элементы

И 6, 7. Начинается процесс заблаговременной ориентации обслуживающего прибора к обслуживанию заявок низкого приоритета.

Если заявка низкого приоритета приходит до окончания процесса ориентации, то она проходит через открытый элемент И 1, открытый элемент

14 запрета, элемент ИЛИ 17 и подтверждает рабочее состояние генератора 25 блока 23. Одновременно триггер t1 закрывает элемент И 1 и готовит цепь для прохождения сигнала на запуск генератора 20, открывая элемент И 9. Процесс обслуживания заявки (запуск генератора 20) начинается

14517

50 сразу после окончания процесса ориентации и выработки импульса генератором 25 блока 23. Таким образом, сокращается продолжительность пребывания

5 заявки в системе (повышается быстродействие обслуживания) за счет предварительной ориентации обслуживающего прибора.

Если ориентация обслуживающего прибора закончена раньше поступления низко приоритетной заявки на вход устройства, то выходной сигнал гене.ратора 23 опрокидывает триггер 26, который закрывает единичным сигналом с выхода элемента И 6 элемент 14 запрета и открывает элемент И 5. Сигнал с выхода генератора 25 при этом на запуск генератора 20 не проходит, так как элемент И 9 закрыт тригге;. ром 11.

При поступлении заявки низкого приоритета на вход устройства после окончания ориечтации она проходит через открытый элемент И 5 и элемент 25

ИЛИ 18 сразу на запуск генератора 20 и с выхода элемента ИЛИ 18 устанавли- вает в исходное состояние триггер 26 блока 23, при этом открывается элемент 14 запрета и закрывается элемент И 5. После окончания обслуживания снова опрапжнается вероятностный коммутатор 22.

При появлении сигнала на первом выходе коммутатора 22 снова начинает35 ся ориентирование устройства к обслуживанию заявок низкого приоритета, При появлении сигнала на втором выходе вероятностного коммутатора 22 через элементы ИЛИ 16, запрета 15, ИЛИ 3 запускается блок 24 и начинается ориентирование обслуживающего прибора к обслуживанию заявок высокого приоритета.

С началом ориентации запускается генератор 25 блока 24, после окончания ориентации опрокидывается триггер 26 блока 24, закрывается элемент

15 запрета H открывается элемент

И 8. Однако. сигнал с выхода генератора 25 блока 24 на запуск генератора 21 не проходит, так как элемент

И 10 закрыт низким потенциалом с выхода триггера 12.

Если в процесс. ориентирования к

55 обслуживанию заявки высокого приоритета или после его окончания в устройство поступает заявка низкого приоритета, то она через открытый

16 6 элемент И 1, элемент 14 запрета запускает генератор 25 блока 23, и начинается ориентирование прибора к ее обслуживанию. Одновременно сигнал с выхода элемента И 1 поступает на установочные входы блока 24 и приводит в исходное состояние генератор 25 и триггер 26 блока 24, а также элементы И 7, 8, и элемент 15 запрета, Ориентирование обслуживающего прибора и обслуживание заявок высокого приоритета.

Если после включения устройства перной проходит заявка высокого приоритета, то работа устройства аналогична работе по ориентации и обслуживанию. заявок низкого приоритета,.только вместо элемента И триггера 11, .элементов 14 запрета, ИЛИ 17, блока 23, элементов И. б, 5, 9, генератора 20 работают аналогично элемент И 2, триггер 12, элементы

15 запрета, ИЛИ 3, блок 24, элементы

И. 7, 8, 10, генератор 21. После окончания обслуживания заявки высокого приоритета вероятностный коммутатор 22 при опросе выдает сигнал на один из своих выходов. При появлении сигнала на втором выходе начинается ориентирование устройства к рбслуживанию заявки высокого приоритета.

Если заявка высокого приоритета поступает до окончания ориентирования устройства к обслуживанию заявки высокого приоритета или после его окончания, то работа устройства аналогична работе при поступлении заявки низкого приоритета.

Обслуживание заявки высокого приоритета н момент занятости обслуживаю-., щего прибора ориентированием к обслуживанию заявки низкого приоритета или ее обслуживанием.

В этом случае заявка с выхода элемента И 2 опрокидывает триггер 12, который закрывает элемент И 14, открывает элемент И 10. Одновременно сигнал с выхода элемента И 2 устанавливает в исходное состояние или блок

23, или генератор 20. Заявкой низкого приоритета, поступившей ранее заявки высокого приоритета, установлен н исходное состояние блок 24, если перед этим он не был в исходном состоянии.

Поэтому заявка высокого приоритета с выхода элемента И 2 проходит через

7 145 1? открытый элемент 15 запрета на запуск блока 24. В дальнейшем работа устройства аналогична обслуживанию первой заявки высокого приоритета.

Показатели процесса обслуживания заявок с различными приоритетами определяются путем измерения характеристик входных и выходных потоков и числа срабатываний отдельных блоков устройства. формула изобретения

Устройство для моделирования приоритетных систем массового обслуживания, содержащее восемь элементов И, три триггера, два блока формирования временных интервалов, соответствующих продолжительности ориентации обслуживающего прибора к обслуживанию заявок, два генератора случайных импульсов, три элемента ИЛИ, первый вход первого элемента И является входом заявок низкого приорите- 25 та устройства., второч вход первого элемента И подключен к первому входу первого триггера, выход первого эле-. мента И соединен с первым входом второго элемента И, первый вход третьего элемента И является входом заявок высокого приоритета, второй вход третьего элемента И соединен с первым выходом второго триггера, выходы первого и второго генераторов случайных импульсов являются выходами обслуженных заявок низкого и высокого приоритетов устройства, выходы второго и четвертого элементов

И подключены к первым входам первого

40 и второго элементов ИЛИ.соответственно, отличающееся тем, что, с целью расширения. функциональных возможностей устройства за счет моделирования процесса вероятноатно45 го ориентирования обслуживающего прибора к обслуживанию заявок с различными приоритетами, оно дополнительно содержит два элемента запрета, четвертый, пятый и шестой элементы ИЛИ и вероятностный переключатель, при50 чем выход первого элемента И подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, первому входу сброса первого блока формирования временных интервалов, соответствующих продолжительности ориентации обслуживающего прибора к обслуживанию заявок, и информационному входу первого элемента

16 8 запрета, управляющий вход которого подключен к второму входу второго элемента И и выходу пятого элемента

И, первый вход которого и первый вход шестого элемента И соединены с выходом третьего триггера, вход которого подключен к выходу четвертого элемента ИЛИ и первым входам первого и второго триггеров, вторые входы первого и второго триггеров соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, второй выход первого триггера подключен к первому входу седьмого элемента И, второй вход которого соединен с импульсным выходом второго блока формирования временных интервалов,. соответствующих продолжительности ориентации обслуживающего прибора к обслуживанию заявок, потенциальный выход которого подключен к второму входу пятого элемента И, выход седьмого элемента И соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу запуска первого генератора случайных импульсов, вход запуска второго блока формирования временных интервалов, соответствующих продолжительности. ориентации обслуживающего. прибора к обслуживанию заявок, подключен к выходу пятого элемента ИЛИ, первый вход останова второго блока формирования временных интервалов, соответствующих продолжительности ориентации обслуживающего прибора.к обслуживанию заявок, и выход останова первого генератора случайных импульсов подключены к выходу третьего элемента И, первому входу четвертого элемента И и информацион ному. входу второго элемента запрета, выход первого. элемента ИЛИ подключен к второму входу останова второго блока формирования временных интервалов, соответствующих продолжительности ориентации обслуживающего прибора к обслуживанию заявок, управляющий вход второго элемента запрета соединен с выходом шестого элемента

И и вторым входом четвертого элемента И, а выход второго элемента запрета соединен с первым входом шестого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу запуска первого блока формирования временных интервалов, соответствующих продолжительности ориентации обслуживающего прибора к обслуживанию заявок, потен14517

Pg3,2

Редактор И.Рыбченко

Составитель И.Дубинина

Техред А.Кравчук Корректор М.Демчик

Заказ 7082/48 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно †полиграфическ предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 циальный выход которого соединен с вторым входом шестого элемента И, а импульсный выход — с первым входом восьмого элемента И, второй вход которого подключен к второму выходу второго триггера, выход восьмого элемента И соединен с вторым входам второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу запуска второго генератора случайных импульсов и второму входу третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу останова первого блока формирования временных интервалов, соответствующих продолжительности ориен16 10 тации обслуживающего прибора к обслуживанию заявок, первый и второй информационные входы вероятностного переключателя соединены соответственно с выходами первого и второго генераторов случайных импульсов, первый выход вероятностного переключателя соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ и с первым входом пятого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу первого элемента запрета, а второй выход вероятностного переключателя соединен с вторыми входами четвертого и шестого элементов ИЛИ.