Устройство для моделирования двухканальной системы массового обслуживания
Изобретение относится к специализированным средствам электронного моделирования, предназначенным для аппаратурного исследования систем массового обслуживания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет моделирования присоединения заявок к более короткой очереди и перехода заявки в случае переполнения очереди в смежную очередь. Устройство содержит генератор тактовых импульсов, два генератора случайных последовательностей импульсов, два генератора случайных интервалов времени, три блока синхронизации, три реверсивных счетчика, четыре одновибратора, три дешифратора, два элемента задержки, два счетчика обслуженных заявок, восемь элементов ИЛИ, восемь элементов И и шесть элементов НЕ. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ Х
РЕСПУБЛИН (5D 4 G 06. F 15/20
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ц i д".;33 ИЯ .hi .;йя
Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
2 аппаратурного исследования систем массового обслуживания. Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей за счет моделирования при-. соединения заявок к более короткой очереди и перехода заявки в случае переполнения очереди в смежную очередь. Устройство содержит генератор тактовых импульсов, два генератора случайных последовательностей импульсов, два генератора случайных интервалов времени, три блока синхронизации, три реверсивных счетчика, четыре одновибратора, три дешифратора, два элемента задержки, два счетчика обслуженных заявок, восемь элементов
И и шесть элементов НЕ. 2 ил. и второй 11 элементы НЕ, первый 12 и второй 13 генераторы случайных ин. тервалов времени, шестой 14 и восьмой 15 элементы И, третий 16 и четвертый !7 элементы HF., первый 18— четвертый 21 элементы ИЛИ, блок 22 синхронизации, реверсивный счетчик
23, первый 24 и второй 25 счетчики обслуженных заявок, дешифратор 26, третий 27, четвертый 28, первый 29 и второй 30 одновибраторы, первый
31 и второй 32 элементы задержки, первый 33 и второй 34 блоки модели рования очередей заявок.
Блоки 33 и 34 моделирования очередей содержат первые 35, 36 и вторые
37,38 элементы ИЛИ, блоки 39 и 40 синхрониз ации, реверсивные счетчики
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4364699/24-24 (22) 13.01 ° 88 (46) 23. 09. 89. Бюп. Р 35 (72) В. А. Гончаренко и Г. В. илимонихин (53) 681. 3 (088, 8) .(56) Авторское свидетельство СССР
N - 1251098, кл. G 06 F 15/20, 1984.
Авторское свидетельство СССР
М 1242983, кл . G 06 F 15/20, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ
ДВУХКАНАЛЬНОЙ CHCTF1Ì МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ (57) Изобретение относится к специализированным средствам электронного моделирования, предназначенным для
Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной . техники для моделирования систем массового обслуживания (СМО).
Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования присоеди- нения заявок к более короткой очереди и перехода заявки в случае а ереполнения очереди в смежную очередь.
На фиг.1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — схема блока синхронизации.
Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, первый 2 и второй 3 генераторы случайной последо- " вательности импульсов, второй 4, первый 5, третий 6, четвертый 7, пятый
8, седьмой 9 элементы P., первый 1О
„„80„„1509928 А 1
3 1509928
41 и 42, дешифраторы 43 и 44, элементы НЕ 45 и 46.
Блоки 22, 39 и 40 синхронизации предназначены для синхронизации момен.5 тов поступления импульсов на суммирующие .и вычитающие входы реверсивных счетчиков 23, 41 и 42 соответственно,,так как типовые реверсивные счетчики не допускают одновременной подачи ймпульсов на эти входы.
Блок синхронизации (фиг.2) содержит элемент HF. 47, первый 48 и второй 49 триггеры с динамическими входами, первый 50 и второй 51 эле- 15 менты И, первый — четвертый одновибрат оры 52 -55 .
Работа устройства построена на следующей дисциплине. Заявки,пришедшие на обслуживание в двухканаль- 20 ную CMO присоединяются в результате сравнения длин очередей к более короткой очереди. При равенстве очередей заявка присоединяется к очереди, в которую она поступила. Если при поступлении очередной заявки очередь к соответствующему каналу достигла предельной длины, то в зависимости от результата анапиза длины очереди смежного канала либо заявка присое- 30 диняется к смежной очереди, либ.о заявка отказывается в обслуживании при переполнении и этой очереди. Кроме того, так как возможно изменение соотношения длин очередей в процессе 35 ожидания обслуживания, производится анализ количества заявок, находящих=ся в очередях, Если оказывается, что в очереди к смежному каналу находится меньшее число заявок, причем эта- 40 разница равна (или больше) определенному заранее задаваемому числу, то заявка из длинной очереди переходит в более короткую.
Устройство работает следующим 45 образом.
На выходах генераторов 2 и 3 слу-, чайных последовательностей импульсов формируются потоки коротких импульсов, имитирующие входящие в первый и второй каналы СИО потоки заявок с заданными законами распределения времени между поступлением заявок. Предположим, что на первых входах элементов
И 4 и 5 присутствует единичный сигнал.,5
Tàêæå пусть первая очередь длиннее, чем вторая, на некоторую величину
IL „- L
ИЛИ 19. С выхода последнего импульс поступает на второй вход блока 22 синхронизации.
В случае, если вторая очередь длиннее, чем перв ая, на в ел ичину I L —
-L 1 К, то на четвертом выходе дешифратора 26 имеется единичный сигнал, указывающий, что соотношение Ь ) Ь верно, а на третьем выходе дешифратора 26 — нулевой сигнал, указывающий, что соотношение L „) 1. неверно.
В этом случае на первых входах элементов И 8 и 15 имеется нулевой сигнал, а на первых входах элементов
И 9 и 14 — единичный сигнал, что делает доступным только первый канал.
В результате этого при наличии короткого импульса с выхода генератора 2 единичный сигнал поступает через элементы P. 4,,И 14 и ИЛИ 20 на вход элемента ИЛИ 18, а при наличии короткого импульса с выхода генератора 3 единичный сигнал поступает через элементы И 9 и ИЛИ 20 также на вход элемента ИЛИ 18. С выхода элемента ИЛИ 18 импульс поступает на первый вход блока 22 синхронизации.
В случае равенства очередей на четвертом и третьем выходах дешнфратора 26 имеется нулевой сигнал, указывающий, что соотношение L, ) L и .
L„неверны,,Тогда на входах элементов И 8 и 9 нулевой сигнал, запрещающий присоединение заявки к смежной очереди, а на входах элементов И 14 и 15 — единичный сигнал, что делает доступным каналы для заявок, поступивших на их входы. Тогда!
509928
Учет перехода заявок из длинной очереди в короткую производится следу" ющим о бр аз ом, короткие импульсы с выходов генераторов 2 и 3 через элементы И 4 и 5, 14 и 15, 20 и 21, 18 и 19 соотетственно поступают на первый и вто1 рой входы блока 22 синхронизации °
Непосредственно с выходов элементов
ИЛИ 20 и 21 импульсы попадают на входы блоков 33 и 34 моделирования очередей и, пройдя через элементы ИЛИ
35 и 36, поступают на первые входы блоков 39 и 40 синхронизации.
Блоки синхронизации работают следующим образом.
Импульсы, приходящие на первый 15 (второй) вход блоков синхронизации по своему переднему фронту переводят триггеры 48(49) в единичное состояние.
На третий вход блоков синхронизации поступают импульсы высокой частоты от 20 генератора 1 тактовых импульсов. По переднему фронту синхроимпульса на третьем входе блока синхронизации одновибратор 55 выдает импульс фиксированной длительности. При наличии в 25 этот момент единичного сигнала на выходе триггера 49 срабатывает элемент
И 51, который запускает одновибратор
53, Импульс с выхода одновибратора
53 устанавливает по асинхронному вхо- 30 ду триггер 49 в нулевое состояние и поступает на второй выход блока синхронизации. Импульсы на первом выходе блока формируются аналогично при наличии паузы на третьем входе 35 блока.
Однов ибр ат оры выбир ают ся из у сл овия, что сумма длительностей импуль.сов на выходах одновибр ато ров 52 (53) и 54(55) не превышает половины пери- 40 ода импул ьсной по следовательно ст и генератора 1.
Таким образом, импульсы на первом и втором выходах блока синхронизации во времени не совпадают, что позволя- 45 ет подавать их на входы реверсивного счетчика, С первого и второго выходов блоков 39 и 40 синхронизации импульсы поступают на суммирующий и вычитающий входы реверсивных счетчиков 41 и 42 50 соответственно. Счетчики 41 и 42 фиксируют количество заявок в очереди к первому и второму каналам обслуживания CNO.
Рассмотрим процесс обслуживания заявок на примере первого канала. . При наличии заявок в очереди к первому каналу СМО на.втором выходе дешифратора 43 присутствует логическая
"1". При достижении содержимым счетчика 41 значение, при котором .происходит ограничение длины очереди, на первом выходе дешифратора 43 появля.ется единичный сигнал, который через элемент HE 45 поступает на первый выход блока 33 моделирования очереди заявок. Логический "0" с первого выхода блока 33 блокирует прохождение импульсов от генератора 2 через. элемент И 4, что соответствует отказу вновь поступающим заявкам в приеме на обслуживание из-за достижения очередью предельной длины. Но, если смежная очередь не достигла еще предельной длины, о чем свидетельствует единичный сигнал на первом входе элемента И 8 (т.е. справедливо соотношение
1, P L ), то осуществляется переход заявки во вторую очередь. Следующая вновь прибывшая заявка может избежать отказа в приеме на обслуживание в случае, если к моменту ее прихода .обслужится хотя бы одна заявка в одном из каналов обслуживания, Обслуживание заявок моделируется следующим образом.
При наличии заявок в очереди логическая "1" с выхода дешифратара 43 поступает на вход элемента И 6. Предположим, что на его втором входе в н н этот момент также присутствует 1
В этом случае сигнал с выхода элемент а И 6 з апуск ает генератор 12, . который формирует импульс случайной продолжительности. На выходе элемента HE 10 формируется пауза соответствующей длительности, которая блокирует прохождение сигнала через элемент. И 6. По ее окончании одновибратор 27 выдает короткий импульс, который через элемент.ИЛИ 37 и блок 39 синхронизации поступает на вычитающий вход счетчика 41 и вход счетчика
24. Содержимое счетчика 41 уменьшается на единицу, что соответствует окончанию обслуживания заявки. Счетчик 24 фиксирует количество заявок, обслуженных первым каналом. Обслуживание заявок продолжается до тех пор, пока существует их очередь, т.е. содержимое счетчика 4! отлично от нуля.
Обслухжвание заявок .во втором канале происходит аналогично.
1509928
В начале процесса моделирования в реверсивный счетчик 23 заносятся начальные условия — число К.
Импульсы с выхода элемента ИЛИ
20 (заявки, принятые в очередь к пер вому каналу ) и с выхода одновибрато pa 28 (заявки, обслуженные вторым каналом) через элемент ИЛИ 18 и блок
22 синхронизации поступает на сумми" 10 рующий вход счетчика 23. Импульсы с выхода элемента ИЛИ 21 (заявки, принятые в очередь к второму каналу) и с выхода одновибратора 27 заявки, обслуженные первым каналам через эле- 15 мент ИЛИ 19 и блок 22 синхронизации поступают на вычитающий вход. Запи-. санное в счетчике 23 число определя-. ется по формуле
Ь ш--ш+Р -Р +К
1 2 L 1
30 где т„и ш — число заявок, принятых в очередь к первому и второму каналам обслужив ания, СМО;
Р, и P — число заявок, обслужен4 ных первым и вторым каналами;
К вЂ” число, записанное в счетчик перед началом работы устройства.
Величиной К задается то значение разницы в длинах очередей, которое служит поводом для перехода заявки в более короткую. Величина К может быть равной 2,3,4 и т.д.
Таким образом, в счетчике 23 оказывается число, равное сумме величины К и числа, равного значению, на которое различаются длины очередей к каналам CMO.
Так как число заявок, поступающих на обслуживание, распределяется на входе равномерно между каналами, то изменение соотношения длин очередей возможно только в результате неравномерности обслуживания заявок в различных каналах. Предположим, что соотношение числа заявок в очередях увеличивается в пользу первой очереди. При этом содержимое счетчика 23 увеличивается. Как только это содержимое станет равным величине 2К, на втором выходе дешифратора 26 появляется логическая "1" и на выходе одновибрато- 55 ра 30 формируется короткий импульс.
Этот импульс через элемент ИЛИ 37 .и блок 39 синхронизации поступает на вычитающий вход счетчика 41, через элемент ИЛИ 36 и блок 40 синхронизации он же подается на суммирующий вход счетчика 42, Содержимое счетчика 41 уменьшается иа единицу, а содержимое счетчика
42 увеличив ае тся на единицу, что соответствует переходу одной заявки из первой очереди во вторую.
Импульс с выхода одновибратора 30 через элемент ИЛИ 19 и блок 22 синхронизации поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 23 и через элемент 32 задержки, элемент ИЛИ 19 и блок 22 тоже на вычитающий вход счетчика 23. Время задержки элемента
32 больше длительности импульса, формируемого одновибратором 30. Содержимое счетчика 23, соответствующее разнице очередей плюс число К, уменьшается на два, что имитирует переход одиной заявки из первой очереди во вторую. Первая очередь стала короче на одну заявку, а вторая — длиннее.
В случае, если очередь по второму каналу CMO оказывается длиннее очереди к первому каналу на К заявок, то на первом выходе дешифратора 26 появляется логическая "1". Одновибратор 29 формирует короткий импульс, содержимое счетчика 42 уменьшается на единицу, содержимое счетчика 41 увеличивается на единицу, содержимое счетчика 23 увеличивается на два. Это соответствует переходу заявки из второй очер еди в первую.
Регистрация количества заявок в очередях к первому и второму каналам
CMO производится по показаниям реверсивных счетчиков 41 и 42 соответственно.
Формул а изобретения
Устройство для моделирования двух канальной системы массового обслужи" вания, содержащее генератор тактовых импульсов, первый и второй генераторы случайной последовательности им" пульсов, первый и второй генераторы случайных интервалов времени, блок синхронизации, два блока моделирования очереди, реверсивный счетчик, первый, второй, третий: и четвертый од- новибраторы, дешифратор, первйй и второй элементы задержки, первый и второй счетчики обслуженных заявок, первый, второй, третий и четвертый
9 15099
S5 элементы И, первый и второй элементы
НЕ, первый и второй элементы ИЛИ, выход генератора тактовых импульсов соединен с тактовыми входами блоков моделирования очереди и блока синхронизации, первый и второй входы за" пуска которого подключены к выходам соответственно первого и второго элементов ИЛИ, первый и второй тактовые выходы блока синхронизации подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика, разрядные выходы которого подключены соответственно к входам дешифратора, первый и второй выходы которого подключены соответственно к входам запуска первого и второго одновибраторов, выходы которых соединены с входами соответственно первого и второго элементов задержки, выход первого одновибратора соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, первым входом постановки в очередь первого блока моделирования очереди и первым входом постановки в очередь второго блока моделирования очереди, выход переполнения которого подключен к перво му входу первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого генератора случайной последовательности импульсов, выход второ го одновибратора подключен к перво.му входу второго элемента ИЛИ, к первому входу исключения из очереди вто;рого блока моделирования очереди и первому входу исключения из очереди первого блока моделирования очереди, выход переполнения которого подклю-; чен к первому входу второго элемента
И, второй вход которого соединен с выходом второго генератора случайной последовательности импульсов, выходы первого и второго элементов задержки подключен к вторым входам соответст-. венно первого и второго элементов
ИЛИ, выход наличия заявок в очереди первого блока моделирования очереди соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого подключен к входу запуска первого генератора ,случайных интервалов времени, выход которого соединен с входом первого элемента НЕ, выход которого подключен к второму входу третьего элемента И и входу запуска третьего одновибратора, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика обслуженных заявок, третьим входом вто20
28
10 рого элемента ИЛИ и вторым входом исключения из очереди первого блока моделирования очереди, выход наличия заявок в очереди второго блока моделирования очереди соединен с первым входом четвертого элемента И, at>ход которого подключен к входу запуска второго генератора случайных интервалов времени, выход которого соединен с входом второго элемента НЕ, выход которого подключен к второму входу четвертого элемента И и входу запуска четвертого одновибратора, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика обслуженных заявок, третьим входом первого влемента ИЛИ и вторым входом исключения иэ очереди второго блока моделирования очереди, разрядные входы ревер-. сивного счетчика являются установочными входами устройства, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет моделирования присоединения заявок к более короткой очереди и перехода заявки в случае переполнения очереди в смежную очередь, оно дополнительно содержит пятый, шестой, седьмой и восьмой элементы И> третий и четвертый элементы НЕ, третий и четвертый элементы ИЛИ, причем третий выход дешифратора соединен с первым входом пятого элемента И и входом. третьего элемента НЕ, выход которого и выход второго элемента И подключены соответственно к первому и второму входам шестого элемента И, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу седьмого элемента И, а выход третьего элемента ИЛИ соединен с четвертым входом . первого элемента ИЛИ и вторым входом постановки в очередь первого блока моделирования очереди, четвертый выход дешифратора соединен с первым входом седьмого элемента И и входом четвертого элемента НЕ, выход которого и выход первого элемента И подключены соответственно к первому и вто-рому входам восьмого элемента И, выход которого и выход пятого элемента
И соединены соответственно с первым и вторым входами четвертого элемента
ИЛИ, выход которого подключен к четвертому входу второго элемента ИЛИ и второму входу постановки в очередь: .второго блока моделирования очереди, 1509928
Фиг. 1
Составитель В. Фукалов
Техред Л.Олийнык
Pедактор М, Бланар
Корректор В. Кабаций
Заказ 5815/48 Тираж 668 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина, 101 а выходы первого и второго генератора случайной последовательности импульсов подключены к вторым входам соответственно пятого и седьмого элементов И.
