Устройство для моделирования двухканальной системы массового обслуживания

 

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для моделирования процесса вероятностного распределения и обслуживания поступивших или ожидающих заявок между свободными каналами системы массового обслуживания (СМО). Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования ограниченной очереди при обслуживании группы одноприоритетных потоков заявок. Поставленная цель достигается введением в устройство управляющего триггера и группы блоков формирования очереди. Устройство моделирует работу СМО, имеющей два обслуживающих прибора для обслуживания группы потока заявок, каждая заявка из которых поступает на обслуживание согласно соответствующему ей закону распределения интервалов времени между соседними поступлениями на обслуживание и кажд.ой из которых присваивается номер очереди, согласно которому заявка будет обслужена после ожидания обслуживания в случае, если в момент ее поступления будут заняты оба канала обслуживания. 2ил. ш (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5Н 4 С 06 F 15 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4267152/24-24 (22) 23.06.87 (46) 15.01.89. Бюл. N - 2 (72) А.Л.Козлов, А,В.Лукьянов, Ю.И.Николаев, Л.С.Сорока и С.В.Гинев (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1037268, кл. G 06 F 15/20, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Ô 1388889, кл. G 06 F 15/20, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ДВУХКАНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ (57) Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для моде лирования процесса вероятностнorо распределения и обслуживания поступивших или ожидающих заявок между свободными каналами системы массового обслуживания (CMO), Цель изобреÄÄSUÄÄ 1451720 А1 тения — расширение функциональных воэможностей устройства за счет моделирования ограниченной очереди при обслуживании группы одноприоритетных потоков заявок. Поставленная цель достигается введением в устройство управляющего триггера и группы блоков формирования очереди. Устройство моделирует работу СМО, имеющей два обслуживающих прибора для обслуживания группы потока заявок, каждая заявка из которых поступает на обслуживание согласно соответствующему ей закону распределения интервалов времени между соседними поступлениями на обслуживание и каждой из которых присваивается номер очереди, согласно которому заявка будет обслужена после ожидания обслуживания в случае, если в момент ее поступления будут заняты оба канала обслуживания. 2ил.

1451720

50 ден.

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для моделирования процесса вероятностного распределения и обслуживания поступивших или ожидающих заявок между свободными каналами системы массового обслуживания.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования ограниченной очереди при обслуживании группы одноприоритетных потоков заявок.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства для моделирования стохастичесяой двухканальной системы массового обслуживания",.на фиг,2—

1 функциональная схема блока формирования очереди.

Устройство содержит управляющий триггер 1, триггер 2.выбора режима, блоки 3 формирования очереди, второй элемент ИЛИ 4, шестой 5 и пятый 6 элементы ИЛИ, пятый 7, шестой 8, седьмой 9 и восьмой 10 элементы И, третий 11 и четвертый 12 элементы ИЛИ, первый 13 и второй 14 элементы И, первую 15 и вторую 16 модели обслуживающего прибора, каждая из которых состоит из триггера 17 и элемента 18 задержки, первый 19 и второй 20 формирователи импульсов, девятый элемент И 21, первый элемент ИЛИ 22, седьмой элемент ИЛИ 23, реверсивный счетчик 24 очереди, третий 25 и четвертый 26 элементы И, входы 27 и 28 триггера 1, входы 29 и 30 триггера 2 и информационные входы 31 устройства.

Каждый блок 3 формирования очереди содержит первый элемент И 32, первый триггер 33, вычитающий счетчик 34, четвертый элемент ИЛИ 35, второй элемент И 36, десятый элемент И 37, первый элемент ИЛИ 38, восьмой 39, девятый 40, четвертый 41, пятый 42, шестой 43 и седьмой 44 элементы И, второй 45 и третий 46 элементы ИЛИ, второй 47 и третий 48 триггеры и третий элемент И 49.

Сущность изобретения состоит в создании на основе имеющейся дополнительной замкнутой системы массового обслуживания (СМО), имеющей два обслуживающих прибора для обслуживания потока из Il заявок, где Il — конечное число, каждая из которых поступает на обслуживание согласно соответствующему ей закону распределения интервалов времени между соседними поступлениями на обслуживание и каждой из которых присваивается номер очереди, согласно которому заявка будет обслужена после ожидания обслуживания в случае, если в момент ее поступления будут заняты оба канала обслуживания.

Если — интенсивность поступле1 ния на обслуживание i-ro требования в замкнутой СМО, то суммарная интенсивность поступления на обслуживание всех п требований соответствует веи личине A = Q >; . Заявка в замкнутой

1-!

СМО обслуживаются любым свободным обслуживающим прибором по мере поступления их на обслуживание. Если в момент поступления какого-то требования оба обслуживающих прибора окажутся занятыми, это требование ожидает обслуживания и ему присваивается номер, под которым оно поступило в очередь и согласно которому оно потом будет обслужено по мере освобождения обслуживающих приборов. По мере поступс ления требований на обслуживание или в очередь величина Л уменьшается на величину интенсивностей поступления на обслуживание, соответствующих тем требованиям, которые поступили соответственно или на обслуживание в один из обслуживающих приборов, или в очередь.

Устройство может функционировать в двух режимах: как двухканальная

СМО с отказами и одним потоком заявок и как двухканальная СМО с ограниченной очередностью и несколькими потоками заявок.

Модели обслуживающих приборов являются каналами СМО. Каждый из каналов обслуживания может быть в одном из двух состояний: занят обслуживани" ем заявки или свободен. Заявки (требования) принимаются к обслуживанию в период времени, когда канал сВ060Наличие высоких единичных потенциалов на блокирующих выходах моделей обслуживающих приборов свидетельствует о свободном состоянии соответствующего канала.

1451720

Если устройство работает в первом режиме, то в качестве требований на обслуживание выступают только те импульсы, которые поступают на первый

31 информационный вход устройства.

Если устройство работает во втором режиме, то в качестве требований на обслуживание выступают отдельные импульсы из общих потоков импульсов, поступающих на информационные входы

31, Если рассмотреть какой-то из информационных входов 31,, то из потока импульсов с интенсивностью ; поступающих на этот информационный вход 31, поступят на обслуживание только те требования (импульсы), которые поступают в период времени, когда любая из моделей обслуживающих приборов не занята обслуживанием требования, поступившего ранее именно по входу 31;, причем если какая-то из моделей обслуживающих приборов занята обслуживанием требования, поступившего по входу 31;, то другая модель обслуживающего прибора, если она свободна, не может принять на обслуживание в этот период времени следующее требование, поступающее также по этому входу, обе модели обслуживающих приборов заняты обслуживанием требований, поступивших по другим информационным . входам, кроме входа 31; °

При этом, если требование поступает по информационному входу 31;, а в этот период времени обе модели обслуживающих приборов заняты обслуживанием требований, поступивших по двум другим информационным входам, это требование становится (запоминается) в очередь в соответствующем блоке 3, где ему присваивается номер очереди, согласно которому он будет обслужен, если в аналогичной ситуации по другим информационным входам ранее поступили требования и стали в очередь меньшими номерами.

Блок 3 можно рассматривать как место очереди и если оно будет занято, то импульсы, поступившие по соответствующему информационному входу 31, не будут приняты ни на обслуживание, ни в очередь.

Предположим положительную логику работы устройства.

Триггеры 17, 18, 33, 47 и 48 гереводятся в единичное состояние заданными фронтами импульсов, поступающих соответственно на их инверсные единичные входы. Эти же триггpðbr переводятся в нулевое состояние также задними фронтами импульсов (кроме триггера 33), поступающими на их инверсные нулевые входы. Триггер 33 переводится в нулевое состояние передним фронтом импульса, поступающе- го íà его прямой нулевой вход.

Реверснвный счетчик 24 изменяет свои состояния в моменты действия передних фронтовых импульсов, поступающих на его суммирующий или вычитающий входы. Число требований, ожидающих обслуживания, в двоичном коде подается с разрядных выходов ревер-, сивного счетчика 24 на информационные входы вычитающих счетчиков 34 всех блоков формирования очереди и

25 записывается в соответствующие счетчики 34 в момент действия задних фронтов импульсов, поступающих на .его инверсные входы записи, Вычитание состояний счетчиков 34 происходит в моменты действия задних фронтов импульсов, поступающих на вычитающие входы.

Устройство работает следующим образом.

При функционировании устройства

B rп еeр rвrоobм r р еeж иrмMе e т рpиHrг rг еeр p 2 2установлен в единичное состояние, Единичным потенциалом с прямого выхода триггера

2 открывается элемент И 25. Через

40 этот элемент на обслуживание поступают требования (импульсы) только с первого информационного входа 31» Далее требования через элемент ИЛИ 4 поступают на входы элемен-ов И 7-10.

45 В зависимости от состояния управляющего триггера 1, в которое он устанавливается с заданной вероятностью сигналами, поступающими на его входы, заявка поступает в первый или во второй канал через соответствующий элемент И 7 или 8 при наличии единичных потенциалов на блокирующих выходах моделей 15 и 16 обслуживающих приборов в случае, если оба канала свободны. В этом случае через элементы И 9 и 10 заявки не проходят, так как на их инверсных входах присутствуют единичные потенциалы, запирающие эти элементы. Далее через

1451720 соответствующие элементы ИЛИ 11 и

12 и элементы И 13 и 14 заявка поступает непосредственно на информационные входы соответствующей модели обслуживающего прибора.

В случае, если один из каналов занят, открывающий один из соответствующих элементов И 9 и 10 разрешает прохождение заявки в другой свобод- 10 ный канал, а отсутствие единичного сигнала от моделей обслуживающих приборов на входах элементов И 13 и 14 запрещает прохождение заявки в занятый канал. В случае, если оба канала 15 заняты, заявка из-за отсутствия единичных потенциалов на соответствующих входах элементов И 5 и 6 получает отказ.

Требование, поступившее на инфор- 20 мационный вход модели обслуживающего прибора, поступает на вход соответственно элемента 18 задержки и на инверсный нулевой вход триггера 17, переводя последний в нулевое состояние, Через промежуток времени, определяемый задержкой сигнала в соответствующем элементе задержки, импульс (требование) воздействует на соответствующий инверсный единичный вход З0 триггера 17, переводя его в единичное состояние. В результате моделируется обслуживание в моделях обслуживающих приборов.

Для перевода устройства во вто" рой режим по шине 30 поступает сигнал на нулевой вход триггера 2 и устанавливает его в нулевое состояние. При этом единичным потенциалом с инверсного выхода триггера 2 откры- 40 вается элемент И 26. Через этот элемент на обслуживание поступает требование, поступающее с выхода элемента ИЛИ 6. Последний обьединяет выходы блоков 3, по которым поступают 45 импульсы, имитирующие заявки замкнутой СМО, требующие обслуживания. Реверсивный счетчик 24 находится в нулевом исходном состоянии.

Блок 3 функционирует следующим об- 50 разом.

В исходном состоянии триггеры 33, 47 и 48 находятся в нулевом состоянии.

ДОпустим, чтО B свОбОднОм сОстОянии находится хотя бы один из каналов обслуживания. При этом нулевой потенциал с инверсного выхода первого или второго триггера 17 или обоих сразу, если оба канала обслуживания свободны, вырабатывает также низкий потенциал на выходе эл мента И 21, который подается на вход элемента И 32 и закрывает его. Одновременно соответствующие потенциалы с инверсных выходов управляющего триггера 1, первого и второго триггеров 17, подаваемые на соответствующие входы элементов И 41—

44 и ИЛИ 45 и 46, создают цепь прохождения для импульса, поступающего с информационного входа 31 через элемент ИЛИ 38 на инверсный единичный вход одного из триггеров 47 или 48, Так как в исходном состоянии триггеры 33, 47 и 48 находятся в нулевом состоянии, единичными потенциалами с их инверсных выходов, поступающими на соответствующие входы элемента И

49, последний откроется. Через элемент ИЛИ 38 и элемент И 49 требование с информационного входа 31 и далее через элемент ИЛИ 6 проходит на обслуживание в соответствующий канал обслуживания, причем, если это требование поступает на обслуживание в первую модель обслуживающего прибора, это же требование переводит в единичное состояние соответствующий этой модели триггер 47, а если требование поступает на обслуживание во вторую модель обслуживающего прибора, в единичное состояние переводится триггер 48. После этого нулевым потенциалом с инверсного выхода соответствующего триггера 47 или 48 закрывается элемент И 49 и не пропускает в каналы обслуживания следующие импульсы, поступающие по информаци- . онному входу 31. Соответствующий единичный потенциал с прямого выхода триггера 47 или 48 подается на управляющий вход соответствующего элемента И 39 или 40 и открывает его. В момент окончания обслуживания данного требования на выходе сооТветствующего формирователя 19 или 20 импульсов формируется короткий по длительности импульс, который проходит через соответствующий открытый элемент И 39 или 40 на инверсный нулевой вход соответствующего триггера 47 или 48 и переводит его в нулевое состояние.

При занятых обоих каналах обслуживания на выходе элемента И 21 формируется высокий потенциал, которыи с высоким потенциалом с инверсного выхода триггера 33 подается на входы элемента И 32 и открывает его.

7 1

Импульс, имитирующий требование, поступает с информационного входа 31 через элемент И 32 и элемент ИЛИ 35 на суммирующий вход реверсивного счетчика 24 и переводит его в первое состояние, это означает, что в один из блоков 3 поступило требование в очередь для обслуживания и номер очереди этого требования †.первый.

Задним фронтом импульса, имитирующего это требование и поступающего также на инверсный вход записи соответствующего счетчика 34, код первого состояния из счетчика 24 переписывается в счетчик 34 соответствующего блока 3. Теперь открывается элемент И 37, так как íà его входе присутствует единичный потенциал с выхода элемента ИЛИ 35. На выходе элемента ИЛИ 35 присутствует низкий потенциал только при нулевом состоянии вычитающего счетчика 34, При первом состоянии вычитающего счетчика 34 на всех входах элемента

И 36 присутствуют единичные потенциалы, которые открывают его. В момент освобождения любого из каналов обслуживания на выходе соответствующего формирователя 19 или 20 импульсов формируется короткий импульс, который через элемент ИЛИ 22 и элемент И 37 и далее через элемент И 36, элемент

И 49 и элемент ИЛИ 6 имитирует пос-. тупление в освободившийся канал на обслуяжвание i-ro требования из очереди. При этом этот же импульс с выхода элемента И 37 поступает на вычитающий вход счетчика 34, а через элемент ИЛИ 23 — на вычитающий вход, реверсивного счетчика 24 и обнуляет их, пройдя предварительно по информационному входу через элемент И 36 и далее на прямой нулевой вход триггера 33 и также обнулив его. Таким образом блок переводится в исход— ное состояние.

Аналогичным образом для рассматриваемого случая импульсы, поступающие по другим информационным входам

31, () i), увеличивают состояние реверсивного счетчика 24. При поступлении по соответствующему информационному входу 31 очередного импульса

1 по приведенному выше алгоритму увеличивается состояние счетчика 24, после чего это состояние переносится в счетчик 34 соответствующего блока 3.

После этого состояние соответствую451720 щего вычитающего счетчика 34 блока 3 не изменяется, так как в этом блоке триггер 33 переходит в единичное состояние, а нулевой потенциал с его инверсного выхода закрывает элемент

И 32, не позволяя следующим импульсам проходить через элемент И 32 на инверсный вход записи счетчика 34.

1р Таким образом в блоке 3 устанавливается номер очереди для j-го требования в соответствии с состоянием соответствующего вычитающего счетчика

34. По мере освобождения любого из

15 каналов обслуживания импульсы с выхода элемента ИЛИ 22 через элементы

И 37 тех блоков 3, в которых хранятся ожидающие обслуживания требования с соответствующим номером очереди, 2р поступают на вычитающие входы соответствующих им счетчиков 34 и через элемент ИЛИ 23 на вычитающий вход счетчика 24 и уменьшают их состояния независимо от состояния триггера 33.

25 При этом постоянно в реверсивном счетчике 24 отслеживается количество требований, ожидающих обслуживания, которое является исходным числом для присваивания номера очереди тому

30 требованию, которое поступило вслед за находящимся в очереди, а в каждом из блоков 3 учитывается номер очереди, под которым соответствующее требование поступит на обслуживание.

35 формул а изобретения

Устройство для моделирования двухканальной системы массового об4О служивания, содержащее триггер выбора режима, входы которого являются входами выбора режима работы устройства, девять элементов И, семь элементов ИЛИ, реверсивный счетчик оче45 реди, два формирователя импульсов и две модели обслуживающего прибора, каждая из которых состоит из элемента задержки и триггера, единичный вход триггера и вход элемента задерж5р ки в каждой модели обслуживающего прибора объединены и подключены соответственно к выходам первого и второго элементов И, прямые выходы триггеров первой и второй модели обслуживающего прибора соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И, инверсные выходы триггеров подключены к входам соответственно первого и второго формиро1451720

20

ЗС

45 (50

55 вателей импульсов, выходы которых соединены соответственно с входами первого элемента ИЛИ, выходы триггера выбора режима соединены с первыми входами соответственно третьего и четвертого элементов И, выходы которых подключены соответственно к входам второго элемента ИЛИ, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей устройства за счет моделирования ограниченной очереди при обслуживании группы одноприоритетных потоков заявок, оно дополнительно содержит управляющий триггер и группу блоков формирования очереди, каждый из которых содержит три триггера, вычитающий счетчик, десять элементов И и четыре элемента ИЛИ, причем в блоке формирования очереди выход первого элемента И соединен с инверсным нулевым входом первого триггера и входом записи вычитающего счетчика, выход второго элемента И соединен с единичным входом первого триггера и первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первым входам третьего, четвертого, пятого, шестого и седьмого элементов И, выходы четвертого и пятого элементов И соединены соответственно с входами второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к инверсному нулевому входу второго триггера, выходы шестого и седьмого элементов И соединены соответственно с входами третьего элемента

ИЛИ, выход которого подключен к инверсному нулевому входу третьего триггера, инверсные выходы второго и третьего триггеров соединены соответственно с вторым и третьим входами третьего элемента И, прямые входы второго и третьего триггеров подключены к первым входам соответственно восьмого и девятого элементов И, выходы которых соединены с инверсными единичными входами соответствЕнно второго и третьего триггеров, прямые разрядные выходы вычитающего счетчика подключены соответственно к входам четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом десятого элемента И, выход которого соединен с вычитающим входом вычитающего счетчика и первым входом второго элемента И, остальные входы которого подключены к прямому выходу первого разряда вычитающего счетччка и инверсным разрядным выходам, начиная с второго вычитающего счетчика, инверсный выход первого триггера подключен к четвертому входу третьего элемента И и первому входу первого элемента И, второй вход которого и второй вход первого элемента ИЛИ объединены и являются соответствующими информационными входами устройства, в каждой модели обслуживающего прибора выход элемента задержки соединен с инверсным единичным входом триггера своей модели обслуживающего прибора, входы управляющего триггера являются управляющими входами устройства, а прямой и инверсный BblxGDbl управляющего триггера соединены соответственно с первыми входами пятого и шестого элементов

И устройства, выходы которых соединены с первыми входами соответственно третьего и четвертого элементов

ИЛИ устройства, выходы которых подключены к вторым входам соответствен. но первого и второго элементов И устройства, выход второго элемента ИЛИ устройства соединен с прямыми входами седьмого и восьмого элементов И устройства и вторыми входами пятого и шестого элементов И устройства, инверсный вход седьмого элемента И устройства подключен к прямому выхоцу триггера первой модели обслуживающего прибора, а выход седьмого элемента И устройства соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ уст- . ройства, инверсный вход восьмого элемента И устройства подключен к прямому выходу триггеров второй модели обслуживающего прибора, а выход восьмого элемента И устройства подключен к второму входу третьего элемента ИЛИ устройства, второй вход третьего элемента И устройства соединен с первым информационным входом устройства, а второй вход четвертого элемента И устройства соединен с выходом пятого элемента ИЛИ устройства, выходы шестого и седьмого элементов

ИЛИ устройства подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика очереди, а инверсные выходы триггеров моделей обслуживающего прибора подключены соответственно к входам девя1451720

12 того элемента И устройства, выход которого подключен к третьим входам первых элементов И устройства всех блоков формирования очереди, выходы первых элементов И которых соединены соответственно с входами шестого элемента ИЛИ устройства, выход первого формирователя импульсов которого подключен к вторым входам восьмых элементов И всех блоков формирования очереди, выходы третьих элементов И которых соединены соответственно с входами пятого элемента ИЛИ устрой-. ства, выход первого элемента ИЛИ ко:торого подключен к вторым входам десятых элементов И всех блоков формирования очереди, выходы десятых элементов И которых подключены соответственно к входам седьмого элемента

ИЛИ устройства, разрядные выходы реверсивного счетчика очереди которого подключены соответственно к разрядным входам вычитающих счетчиков всех блоков формирования очереди, вторые входы девятых элементов И

5 которых соединены с выходами второго формирователя импульсов устройства, инверсный выход триггера первой модели обслуживающего прибора соединен с первыми инверсными входами четвер1ц тых и пятых элементов И и вторым входом седьмых элементов И всех блоков формирования очереди, вторые входы пятых и шестых элементов И и инверсные входы седьмых элементов И

15 всех блоков формирования очереди подключены к инверсному выходу триггера второй модели обслуживающего прибора, вторые инверсные входы четвертых элементов И и третьи входы

2р шестых элементов И всех блоков формирования очереди подключены к инверсному выходу управляющего триггера устройства.

1451720

Составитель В.Фукалов

Техред А.Кравчук Корректор Л.Пилипенко

Редактор А.Лежнина

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

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