Устройство для моделирования систем массового обслуживания

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д 4 С 06 F 15/20 1gI9 I

В ЕЛ:3- ЕЫ ИсЛ1Х:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ДBTGPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4247363/24-24 (22) 19.05.87 (46) 23.02.89. Бюл.Ф 7 (72) Г.А.Черноморов и В.Н.Ковалевский (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1312599, кл. G 06 F 15/20, 1985.

Авторское свидетельство СССР

Р 1368887, кл. G 06 F 15/20, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ (57) Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для моделирования процессов в системах массового обслуживания (CMO). Целью изобретения является расширение Аункциональных возможностей устройства за счет моделирования систем с абсолютными

Изобретение относится к вычисли,тельной технике и может быть использовано для моделирования процессов в системах массового обслуживания (CMO) .

Цель изобретения — расширение

Аункциональных возможностей устройства за счет моделирования систем с абсолютными ситуационными приоритетами с одиночной диспетчеризацией.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства íà AHI".2 — схема блока приоритетного обслуживания на

Аиг.3 — схема блока приоритетов; на

Аиг.4 — схема блока определения ситуационных приоритетов.

„„SU„„1460725 А1 ситуационными приоритетами с одиночной диспетчеризацией. Устройство содержит M каналов моделирования очереди, каждый из которых включает генератор импульсов заявок, реверсивный счетчик, элемент И-НЕ, второй элемент И, третий элемент И; второй элемент ИЛИ, блок сдвига, первый элемент И, триггер, третий элемент ИЛИ, генератор тактовых импульсов, Аормирователь сигналов разрешения обслуживания, блок приоритетного обслуживания, первый элемент ИЛИ, M групп элементов И, блок опроса, блок приоритетов, блок определения ситуационных приоритетов ° Предлагаемое устройство позволяет моделировать CMO с абсолютными ситуационными приоритетами с одиночной диспетчеризацией;

4 ил.

Iea4

2 4ь

Устройство содержит M каналов ф 1 моделирования очереди, каждый из ко- { ) торых включает генератор 1 импульсов вью ,заявок, реверсивнык счетчик 2, эле- фф мент И-HR 3, второй элемент И 4, тре- (, Д тий элемент И 5, первый элемент ИЛИ 6, блок 7 сдвига, первый элемент И 8, триггер 9, второй элемент ИЛИ 10, а также генератор 11 тактовых импульсов, Аормирователь 12 сигналов разрешения обслуживания, блок 13 приоритетного обслуживания, элемент ИЛИ 14, М групп

15 элементов И, блок 16 опроса, блок

17 приоритетов и блок 18 определения ситуационных приоритетов.

1460725

Блок .13 приоритетного обслуживания (фиг.2) имитирует процесс обслу.— живания заявок с прерываниями. Блок 13 включает группу каналов 19 моделирования обслуживания. Такое количество каналов обусловлено числом возможных типов ситуационных приоритетов источников: первый тип присваивается источникам, у которых все К заявок находятся в системе (буферная память источника пуста), второй, третий и т.д. типы соответственно имеют источ-. ники, сгенерированные в систему (К-1), (К-2)..., 1 заявок.

Первый канал моделирования обслуживания имитирует обработку заявок с первым типом ситуационных приоритетов, второй канал — с вторым типом и т.д., причем канал с меньшим. порядковым номером может прервать работу канала с большим номером.

Блок 13 содержит первый 20, третий 21, второй 22 и четвертый 23 элементы ИЛИ и генератор 24 случайных

1 импульсов.

Каналы 19 моделирования очереди включают первый 25, третий 26 и второй 27 элементы И, триггеры 28,первый 29 и второй 30 элементы ИЛИ.

Блок 17 приоритетов (фиг.3) содержит элемент И 31, элемент ИЛИ 32, группу 33 элементов запрета, группу 34 элементов ИЛИ, группу 35 элементов НЕ, группу 36 элементов И,группу 3? элементов запрета.

Блок 18 определения ситуационных приоритетов (фиг.4) предназначен для выделения на момент прихода заявки в систему приоритетных источников, т.е. он назначает каналам моделирования очереди в зависимости от заполненности их буферных памятей (или от количества в системе их заявок) ситуационные приоритеты.

Блок 18 формирует сигнал о количестве равноприоритетных каналов и единичный сигнал идентификации наивысшего ситуационного приоритета,которые соответственно поступают в блок 17 приоритетов и в блок 13 приоритетного обслуживания. Сигнал идентификации наивысшего ситуационного приоритета сохраняется на выходе соответствующего триггера 49 до момента прихода следующей заявки в систему.

Блок 18 состоит из-узлов 38 анализа очереди и дешифратора 39. Узлы

38 анализа очереди состоят из элементов И 40, элементов НЕ 41 и элементов И 42.

Информационные входы элементов

И 40 соединены соответственно с разрядными выходами реверсивных счетчиков 2 в каждом канале моделирования очереди.

Дешифратор 39 содержит элемент

ИЛИ 43, элемент НЕ 44, группу элементов ИЛИ-HE 45, группы элементов И 46, группу элементов ИЛИ 47, группу элементов ИЛИ 48, группу триггеров 49 и счетчик 50. Выходы триггеров 49 являются выходами индентификации наивысше.

ro приоритета, а выходы элементов

ИЛИ 47 — информационными выходами блока.

В связи с тем, что структурное построение и принцип работы каналов моделирования очереди идентичны,работу устройства рассмотрим на примере первого канала.

С выхода генератора 1 импульсов заявок через элементы И 4 и ИЛИ 6 на вход сдвига вправо блока 7 сдвига поступают импульсы заявки, имитирующие входной поток заявок от источника. Элемент И-НЕ 3 осуществляет поддержание в системе определенного .количества заявок от источника. По положительному перепаду тактового импульса от генератора 11, поступающему на тактовый вход блока 7 сдвига, в этом блоке осуществляется режим последовательного занесения информации со сдвигом вправо, так как в начальный момент работы устройства в блоке 16 опроса на выходе поддерживается "ноль". В счетчике 2 регистрируются поступившие в систему заявки.

Если их количество в счетчике 2 равно емкости буферной памяти источника, то на выходе элемента И-НЕ 3 "ноль" и элемент И 4 запрещает вход заявок в блок 7 сдвига. Таким образом, имитируется аварийная ситуация простоя источника, когда его буферная память пуста.

Импульс заявки с выхода элемента И 4 поступает через элемент ИЛИ 14 в формирователь 12 сигналов разрешения обслуживания. Этот сигнал при наличии тактового импульса запускает блок 16 опроса и блок 18 определения ситуационных приоритетов. В следующем такте блок 16 опроса выдает логические единицы" на управляющие входы

5 14607 блоков 7 сдвига во всех каналах моделирования очереди, а также соответственно на первые входы элементов И всех групп 15 элементов И. В этом же такте при поступлении сигнала в блок 18 первые N элементов И 40 анализируют состояние реверсивных счетчиков 2 (фиг.4) и выделяют каналы моделирования очереди с первым типом ситуацион- 10 ных приоритетов, т.е. каналы (источники), которые имеют все заявки в сис. теме.

Если такие каналы отсутствуют, включаются в работу вторые М элементов И 40, которые совместно с элементами ИЛИ-НЕ 44 выделяют каналы с вторым типом ситуационных приоритетов и т.д. В блоке 18 описанный анализ проводится параллельно. Однако де- 20 шифратор 39 обеспечивает фильтрацию поступающих из узлов 38 сигналов в соответствии с рассмотренной последовательностью проверки состояний реверсивных счетчиков 2. Таким образом на выходах элементов ИЛИ 47 вырабатывается двоичный код из "нуля и "единицы" (либо из одних "нулей", если в системе нет заявок) . На выходах одного иэ элементов ИЛИ 48 формируется З0 сигнал "единицы", идентифицирующий тип выявленного наивысшего ситуационного приоритета, который поддерживается на выходе соответствующего триггера 49. Сигналы с выходов элементов

ИЛИ 47 поступают в счетчик 50,, который подсчитывает количество источников, имеющих одинаковый наивысший ситуационный приоритет. Если это количество равно единице, то на выхо- 40 де элемента ИЛИ 43. формируется "нуль" если -, "нулю" и больше одного, то—

"единица". Данные сигналы поступают на управляющий вход блока 17 приоритетов. 45

Полученный в блоке 18 двоичный код с информационных выходов поступает на информационные входы блока 17 приоритетов. На входы сигналов признака обслуживания источника этого бло- 50 ка от триггеров 9 подаются "нули", так как на обслуживание. не выбран ни один источник.

В работе блока 17 приоритетов.можно выделить следующие ситуацИи (фиг.3):

1. Обслуживающий прибор свободен (не первый вход элемента И 31 поступает "нудь") и в блоке 18 выбран один

25 канал, имеющий наивысший ситуационный приоритет (на второй вход элемента И 31 также поступает нуль )

В этой ситуации единица из блока 18 проходит по соответствующему каналу блока 17 приоритетов и поступает на вторые входы элементов И соответствующей группы 15 элементов И (фиг. 1) .

2. Обслуживающий прибор свободен и в блоке 18 выявлено несколько каналов, имеющих наивысший ситуационный приоритет (на второй вход элемента

И 31 поступает "единица"). В этом случае блок 17 приоритетов выбирает канал моделирования очереди с наименьшим порядковым номером.

3. Обслуживающий прибор занят (на первом входе элемента И 31 находится "единица") и выбран один канал, имеющий наивысший ситуационный приоритет. В этой ситуации блок 17 приоритетов пропускает единицу по соответствующему каналу, а элементы 37 запрета обеспечивают фильтрацию,позволяющую подавлять "единицу, идентифицирующую источник, который уже находится на обслуживании. Это необходимо производить с целью запрещения опроса обслуживаемого источника. Если же "единица", проходящая по блоку 17 приоритетов, идентифицирует., источник, ожидающий обслуживание,то соответствующий элемент 37 запрета пропускает ее на второй вход элемента И соответствующей группы 15 элементов И (фиг. 1) .

4. Обслуживающий прибор занят и выбрано несколько каналов, имеющих наивысший ситуационный приоритет.

В данном случае элемент И 31 запрещает вход "единиц" в блок 17 приоритетов. Это осуществляется потому, что в числе выявленных блоком 18 равноприоритетных источников обязательно присутствует обслуживаемый источник, опрос нового источника производить нецелесообразно.

Таким образом, в первых трех случаях с информационных выходов блока 17 приоритетов во все группы 15 элементов И подается код из "нулей" и одной ".единицы" (либо из одних

11 !1Ъ нулеи ), в результате чего сигналы опроса с информационных выходов блока 16 опроса проходят через ту группу 15, на которую была подана "единица" от блока 17 приоритетов, а на вы1460725 ходах остальных групп 15 элементов И формируются "нули", т.е. опрашивается канал моделирования очереди, имеющий наивысший ситуационный приори5 тет.

При поступлении сигнала опроса на разрядные входы блока 7 сдвига из канала выбирается первая по очереди заявка на обслуживание (логическая 10

"единица" подается на соответствующий информационный вход блока 13 приоритетного обслуживания, на вход триггера 9, на выходе эта "единица" будет в следующем такте, и исключа- 15 ется из очереди) . B блоках 7 сдвига остальных каналов моделирования очереди информация не изменяется и на соответствующие входы блока 13 и, триггеров 9 подаются "нули". 20

В блоке 13 приоритетного обслуживания единичный сигнал в этом же такте поступает в тот канал моделирования обслуживания, который "открыт" элементом И 25 (второй вход элемента 25

И 5 управляется, сигналом идентификации наивысшего ситуационного приоритета, поддерживаемого блоком 18).

Далее в работе блока 13 могут возникнуть следующие ситуации: 30

Обслуживающий прибор свободен (ситуации 1-2 работы блока 17). Тогда сигнал "единицы через элемент И 25 поступает на первый вход триггера 28 и взводит его (имитируется занятие прибора). Также этот сигнал через элемент ИЛИ 23 запускает генератор

24 случайных интервалов, в результате чего осуществляется имитация обслуживания заявки. 40

Обслуживающий прибор занят (случай соответствует третьей ситуации работы блока 17 приоритетов) . В этом случае единичный сигнал, кроме описанных действий, сбрасывает триггер 4б

28 канала, имитирующего моделирование обслуживания ранее выбранной заявки. Прерванная заявка через соответствующий элемент И 26 поступает в этом же такте на вход элемента ИЛИ 21, б0 а затем в соответствующий блок 7 сдвига.

По истечении случайного интервала времени генератор 24 выдает на элементы И 27 всех каналов единичный сигнал (окончания обслуживания). Единичный сигнал появляется на выходе элемента И 27 только обслуживающего канала, сбрасывает триггер 28 и через элемент ИЛИ 22 поступает на соответствующий вход элемента ИЛИ 14.

Далее цикл работы устройства повторяется.

С выхода элемента ИЛИ 22 блока 13 единичный сигнал также поступает в соответствующий канал моделирования очереди (на вычитающий вход реверсивного счетчика 2) и осуществляет режим

"Вычитание". Элементы И 5 и 8 и триггер 9 позволяют идентифицировать прерванные и обслуженные заявки,поступающие из блока 13 приоритетного обслуживания. Сброс триггера 9 осуществляется по приходу в канал как прерванной, так и обслуженной заявки.

По окончании каждого опроса блок

16 выдает логический "ноль" на управляющие входы блоков 7 сдвига„ в результате чего по приходу тактового импульса в них осуществляется занесение заявок со сдвигом вправо от генераторов 1 импульсов заявок.

Таким образом, устройство позволяет моделировать функционирование замкнутых многоканальных СМО с конечным числом источников заявок, имеющих буферные памяти и обслуживаемых в соответствии с ситуационными абсолютными приоритетами с одиночной диспетчеризацией.

Формула изобретения

Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор тактовых импульсов,формирователь сигналов разрешения обслуживания, M групп элементов И, блок опроса, первый элемент ИЛИ, блок приоритетов, блок определения ситуацион-. ных приоритетов и M каналов моделирования очереди, каждый из которых содержит генератор импульсов заявок, блок сдвига, триггер, три элемента И, элемент И-HE и реверсивный счетчик, суммирующий вход которого соединен с выходом первого разряда блока сдвига, вычитающий вход реверсивного счетчИка соединен с выходом первого элемента И, а разрядные выходы реверсивного счетчика подключены соответственно к входам элемента И-НЕ, единичный вход триггера соединен.с информационным выходом блока сдвига, а прямой выход триггера подключен к первому входу первого элемента И,груп1460725

10 па выходов генератора тактовых импульсов соединена соответственно с тактовыми входами блоков сдвига всех каналов моделирования очереди, второй выход генератора тактовых импульсов подключен к тактовому входу формирователя сигналов разрешения обслуживания, вход запуска которого связан с выходом первого элемента ИЛИ, вы-. 1p ход формирователя сигналов разрешения опроса подключен к входу запуска бло(ка опроса, группа выходов которого подключена к первым входам соответствующих элементов И в каждой груп- 15 пе элементов И, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами блока приоритетов, выход блока опроса соединен в каждом канале моделирования очереди с управляющим 20 входом блока сдвига, разрядные входы которого подключены к выходам элементов И соответствующей группы элементов И, в каждом канале моделирования очереди выход генератора им- 25 пульсов заявок соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу элемента И-НЕ, разрядные выходы реверсивного счетчика соединены с информацион- 30 ными входами соответствующей группы блока определения ситуационных приоритетов, группа выходов которого соединена соответственно с информационными входами первой группы блока приоритетов, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет моделирования систем с абсолютными ситуационными приорите- 4О тами с одиночной диспетчеризацией,оно дополнительно содержит блок приоритетного обслуживания, состоящий из генератора случайных импульсов, первого, второго, третьего и четвертого 45 элементов ИЛИ, группы каналов моделирования обслуживания, каждый из которых содержит первый и второй элементы И и триггер, i-й канал моделирования обслуживания (i=2,M) содержит дополнительно третий элемент И и первый элемент ИЛИ, а j-й канал моделирования обслуживания (j-3,М), дополнительно содержит второй элемент

ИЛИ, в блоке приоритетного обслуживания выход первого элемента ИЛИ соединен с первыми входами первых элементов И всех каналов моделирования обслуживания, вторые входы которых подключены соответственно к инйормационным выходам второй группы блока определения ситуационных приоритетов, в каждом канале моделирования обсЛуживания выход первого элемента И соединен с единичным входом триггера, прямой выход которого подключен к первому входу второго элемента И,выход которого соединен с соответствующим входом второго элемента ИЛИ блока при. оритетного обслуживания, входы третьего элемента ИЛИ которого подключены соответственно к выходам третьих элементов И каналов моделирования обслуживания, вторые входы вторых элементов И которых объединены и соединены с выходом генератора случайных импульсов, вход запуска которого пгдключен к выходу четвертого элемента

ИЛИ блока приоритетного обслуживания, выход второго элемента И первого канала моделирования оослуживания соединен с нулевым входом триггера этого же канала, а выход второго элемента И i-го канала моделирования обслуживания соединен с первым входом . первого элемента ИЛИ своего канала моделирования, выход которого подключен к нулевому входу триггера своего канала моделирования обслуживания, выход первого элемента И первого канала моделирования обслуживания подключен к первому входу третьего элемента И и второму входу первого элемента ИЛИ второго канала моделирова ния обслуживания и первому входу третьего элемента ИЛИ третьего канала моделирования обслуживания, выход второго элемента ИЛИ j-го канала моделирования обслуживания подключен к первому входу третьего элемента И своего канала моделирования обслуживания и соответствующим входом первого элемента ИЛИ всех каналов моделирования обслуживания с номером, большим j, прямой выход триггера i-ro канала моделирования обслуживания подключен к второму входу третьего . элемента И своего канала моделирования обслуживания, второй вход второго элемента ИЛИ третьего канала моделирования обслуживания подключен к выходу первого элемента И второго канала моделирования обслуживания, входы второго элемента ИЛИ (j+1)-го канала моделирования обслуживания подключены соответственно к выходам первых элементов И всех каналов моделирования

1460725

12 обслуживания с номером, меньшим (j+1), а входы четвертого элемента

ИЛИ блока приоритетного обслуживания соединены соответственно с выходом первого элемента И и выходом второго элемента ИЛИ последнего канала моделирования обслуживания, а каждый канал моделирования очереди дополнительно содержит первый и второй эле- 10 менты ИЛИ, в каждом канале моделирования очереди выход второго элемента И соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и с соответствующим входом элемента ИЛИ устройства, вход сдвига 15 вправо блока сдвига подключен к выходу первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу третьего элемента И и первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход кото- 20 рого соединен с выходом первого элемента И, а выход второго элемента

ИЛИ подключен к нулевому входу триггера, прямой выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которого в каждом канале моделирования очереди соединен с выходом третьего элемента ИЛИ блока приоритетного обслуживания, выход второго элемента ИЛИ которого подключен к вторым входам первых элементов И всех каналов моделирования очереди и первому входу элемента ИЛИ устройства, выход которого соединен с входом запуска формирователя сигналов разрешения обслуживания, выходы вторых элементов И всех каналов моделирования очереди подключены соответственно к входам элемента ИЛИ устройства, информационный выход блока сдви.

ra каждого канала моделирования очереди соединен с соответствующим входом первого элемента ИЛИ блока приоритетного обслуживания, выход формирователя сигналов разрешения обслуживания подключен к входу запуска блока определения ситуационных приоритетов, выход которого соединен с входом запуска блока приоритетов, выход которого соединен с входом запуска блока приоритетов, а прямые выходы триггеров всех каналов моделирования очереди соединены соответственно с. управляющими входами группы блока приоритетов.

1460725

1460725

Составитель B.Ôóêàëîâ

Техред И.Ходанич Корректор О.Кравцова

Редактор В.Данко

Заказ 543/56 Тираж 667 Подписное

ВНИКПИ Государственного комитета но изобретениям и открытиям при ГКНТ--СССР

313035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,10!