Устройство для моделирования систем массового обслуживания

 

Изобретение относится к области вычислительной техники. Цель изобретения - расширение класса моделируемых систем массового обслуживания (СМО). Устройство позволяет моделировать функционирование замкнутых СМО с циклической дисциплиной приема заявок от группы однородных источников с общей динамически распределяемой буферной памятью и блокировкой обслуживания заявок. Устройство содержит K генераторов 1 заявок, элементы ИЛИ 2, 8, элемент НЕ 3, элементы 4, 10 задержки, элементы И 5, 13, генератор 6 тактовых импульсов, формирователь 7 импульсов разрешения опроса, реверсивный счетчик 9, блок 11 управления опросом, элемент И-НЕ 12. Функционирование устройства начинается с того, что на запускающий вход 14 устройства приходит сигнал, имитирующий возможность начала обслуживания очередной заявки. Этот сигнал поступает на формирователь 7. Формирователь 7 запускает блок 11 управления опросом и K генераторов 1 заявок, которые по определенному закону генерируют заявки. Блок 11 осуществляет циклический опрос генераторов 1. Заявки из очереди поступают на обслуживание. После обслуживания заявки поступает на "свой" генератор 1 и он переходит в активное состояние. Счетчик 9 регистрирует количество занятых буферов в общем буферном пуле. Если все буферы заняты, то устройство находится в состоянии блокировки. В этом случае обслуживающий прибор остается занятым, опрос генераторов 1 заявок прекращается, очередная заявка не может быть обслужена. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5в 4 G 06 F 15/20 рр щрщц

ИП:ЛЮ iL-.;!ÌÅÑÈÀÈ

F -:.", О 1 ЕЫ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф. СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4376508/24-24 (22) 08,02.88 (46) 07. 10.89. Бюл. N - 37 (72) Л.Ф.Пучков, Г.А.Черноморов и А.Е.Шишикин (53) 681.3(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1275459, кл. G 06 F 15/20, 1984.

Авторское свидетельство СССР

Р 14 18740, кл. G 06 F 15/20, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

СИСТЕМ MAC COBOI O ОБСЛУЖИВАНИЯ (57) Изобретение относится к вычислительной технике. Цель изобретения — расширение класса моделируемых систем массового обслуживания (CNO). Устройство позволяет моделировать функционирование замкнутых

СМО с циклической дисциплиной приема заявок от группы однородных источников с общей динамически распределяемой буферной памятью и блокировкой обслуживания заявок. Устройство содержит К генераторов 1 заявок, элементы ИЛИ 2, 8, элемент НЕ 3, элементы 4, 10 задержки, элементы

И 5, 13, генератор 6 тактовых им„,Я0„„1513472 А1

2 пульсов, формирователь 7 импульсов разрешения опроса, реверсивный счетчик 9, блок 11 управления опросом, элемент И-HE 12. Функционирование устройства начинается с того, что на запускающий вход 14 устройства приходит сигнал, имитирующий возможность начала обслуживания очередной заявки.

Этот сигнал поступает на формирователь 7. Формирователь 7 запускает блок 11 управления опросом и К генераторов 1 заявок, которые по определенному закону генерируют заявки.

Блок 11 осуществляет циклический опрос генераторов 1. Заявки из очереди поступают на обслуживание. После обслуживания заявка поступает на "свой" генератор 1 и он переходит в активное состояние. Счетчик 9 регистрирует количество занятых буферов в общем буферном нуле. Если все буферы заняты, то устройство находится в состоянии блокировки. В этом случае обслуживающий прибор остается занятым, опрос генераторов 1 заявок прекращается, очередная заявка не может быть обслужена. 2 ил.

3 15134

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования процессов в системах массового обслуживания (CMO) ., .1

Целью изобретения является расшире», ние класса моделируемых CMO. . На фиг.1 изображена структурная

I схема устройства; на фиг.2 — структурная схема генератора заявок.

Устройство содержит К генераторов 1 заявок, второй элемент ИЛИ 2, элемент НЕ. 3, второй элемент 4 задержки, второй элемент И 5, генератор б тактовых импульсов формиро9

15 ватель 7 сигналов разрешения обслуживания, первый элемент ИЛИ 8, реверсивный счетчик 9, первый элемент

10 задержки, блок 11 управления опросом элемент И-НЕ 12 первый эле-

Ф У 20 мент И 13, запускающий вход 14 уст", ройства.

Генераторы 1 заявок предназначены для моделирования работы К независимых источников заявок и в замкнутых

СИО.

Генератор 1 заявок (фиг.2) содержит третий элемент И 15 первый элеУ

1 мент 16 задержки, генератор 17 случайных чисел, второй элемент 18 задержки, первый триггер 19, первый элемент И 20, вычитающий счетчик 2 1, элемент ИЛИ-НЕ 22, второй триггер

23, второй элемент И 24, третий триг гер 25.

Генератор 17 случайных чисел пред-35 назначен для задания закона распределения времени активного состояния источника.

Устройство позволяет моделировать

1 функционирование замкнутых CMO с 40 циклической дисциплиной приема за явок от группы однородных источников с динамически распределяемой буферной памятью и блокировкой обслуживания заявок. 45

В общем случае, устройство позволяет моделировать функцонирование замкнутых СМО с любыми динамически распределяемыми ресурсами, если дисциплина их использования аналогична приведенной выше дисциплине использования ресурса буферной памяти, например-общие данные.

Поэтому работу устройства рассматривают на примере ресурса буферной памяти.

Блокировка в устройстве интерпретируется как задержка импульсов onроса и сигнализации о моментах окон72 4 чания обслуживания заявок с выходов формирователя сигналов разрешения обслуживания на время, пока не освободится занятый буфер. Это приводит к тому, что текущий обслуженный запрос до освобождения какого-либо буфера не поступает на терминал пользователя (на генератор 1 заявок),обслуживающий прибор останется занят (хотя и не занят собственно обслуживанием), обслуживание очередного запроса не может быть начато.

На выходах генератора 17 в моменты времени, тактированные импульсами с выхода элемента И 15, будет двоичное число В, значение которого равно времени активного состояния источника.

Вычитающий счетчик 21 работает в качестве таймера. Он физически задает время активного состояния источника путем считывания тактовыми импульсами двоичного числа В.

Когда содержимое счетчика равно нулю, фаза активного состояния заканчивается и импульс-заявка с выхода элемента ИЛИ-НЕ 22 становится в очередь на обслуживание. Счетчик 21 работает в режиме обратного счета и в режиме параллельного занесения (запись информации осуществляется по импульсу на выходе С).

Элемент 16 задержки служит для задержки импульса с выхода элемента

И 15 на время срабатывания генератора 17 Случайных чисел. Элемент 18 задержки синхронизирует момент начала поступления тактовых импульсов от генератора 6 устройства с моментом окончания записи в счетчик 21 двоичного числа В.

Триггер 23 запоминает импульс заявки, моделируя тем самым очередь на обслуживание ° !

Триггер 25 и элемент И 15 служат для определения принадлежности обслуженной заявки данному источнику заявок, Элемент ИЛИ 2 устройства служит для подачи заявок от генераторов 1 заявок на обслуживание.

Элементы 3-5 служат для подачи на формирователь 7 импульсов разрешения опроса сигнала об отсутствии заявок в очереди на обслуживание с целью повторения опроса. Элемент 4 задерживает импульс опроса с выхода элемента 10 на время срабатывания эле15134

72 дый из К генераторов 1 заявок, а через третий выход — на суммирующий вход реверсивного счетчика 9 (фиг ° 1).

Содержимое счетчика увеличивается на единицу и становится равным В„„, (размеру общего буферного пула). Таким образом, моделируется состояние системы в начальный момент времени, когда заявки источниками еще не сгенерированы, они находятся в активном состоянии и все буферы из общего буферного пула заняты.

Пока содержимое счетчика 9 равно

B„, „ (все буферы заняты) система находится в состоянии блокировки, так как элемент И 13 закрыт и тактовые импульсы с генератора 6 не проходят на формирователь 7. Это приводит к тому, что импульсы опроса и сигнализации о моментах окончания обслуживания заявок с выходов формирователя 7 задержаны на время блокировки и обслуживание очередной заявки не может быть начато.

Сигнал, поступающий на выходы формирователя 7 одновременно с второго выхода, поступает на элемент

10 задержки и запускает блок 11 управления опросом. На выходах последнего опросом вырабатывается двойной код 000...01, который поступает на входы управления опросом каждого из К генераторов заявок. Таким образом, в соответствии с циклической дисциплиной опроса единичный импульс сначала подается на первый генератор

1 заявок, а на остальные — уровень логического "0" °

Одновременно с импульсом управления опросом на входы опроса каждого из К генераторов 1 заявок с выхода .элемента 10 задержки подается импульс опроса.

5 ментов И 24 генератора 1 заявок (фиг.2) и элементов ИЛИ 2 и НЕ 3 устройства (фиг.1).

Группа элементов 8, 9, 12 и 13 служит для моделирования режима блокировки обслуживания заявок при отсутствии свободного буфера в общем буферном пуле в момент окончания обслуживания очередной заявки. Реверсивный счетчик 9 предназначен для подсчета количества занятых буферов.

Поскольку буфер занимается после обслуживания заявки, а освобождается в момент генерации заявки источником, вход счетчика 9 соединен с выходом сигнализации о моментах окончания обслуживания заявок формирователя 7, а вычитающий — через элемент ИЛИ 8 с выходами заявок, поставленных в оче- 20 редь на обслуживание каждого из генераторов заявок.

Размер общего буферного пула определяет разрядность счетчика 9. Если содержимое счетчика 9 равно нулю (свободных буферов нет), элемент

И 13 закрыт, тактовые импульсы с генератора 6 не проходят на тактовый вход формирователя 7. Обслуживание текущей заявки блокируется на время, пока не освободится буфер.

Элемент 10 задержки служит для синхронизации поступления на генератор 1 заявок импульса с выхода элемента 10 задержки и импульса управления опросом с выхода блока 11 35 управления опросом.

Перед началом работы устройства в реверсивный счетчик 9 записывается число Вм, — 1, где В „„ - максимальное двоичное число, которое мо- 40 жет быть записано в счетчик (размер общего буферного пула).

Триггеры 19 и 23 каждого из К генераторов заявок (фиг.2) устанавливаются в нулевые состояния, а триг= 45 гер 25 — в единичное состояние.

Функционирование устройства начинается с того, что на запускающий вход 14 устройства (фиг.1) приходит сигнал, имитирующий окончание об- 50 служивания одной заявки и возможность начала обслуживания следующей. Этот . сигнал запоминается в формирователе 7 импульсов разрешения опроса (фиг.3). По положительному перепаду 55 тактового импульса с генератора 6 (он имитирует текущее время) поступивший сигнал в формирователь 7 подается через первый выход на кажИмпульс с первого выхода сигнализации о моментах окончания обслуживания заявок формирователя 7, поступающий на вход запуска каждого из генераторов 1 заявок, имитирует, в общем случае, поступление обслуженной заявки в источник, а в данном случае (в начальный момент времени системы) имитируется возможность начала работы источников (генерации или первой заявки).

В общем случае, любой генератор заявок (источник заявок) на момент поступления импульса сигнализации может быть в активном или в пассив1513472 н ом состоянии. Если источник наход тся в активном состоянии (состоян ии генерации очередной заявки), т .е. в который поступила обслуженн!ая заявка и выделен буфер оперативной памяти, триггер 25 (фиг.2) на дится в нулевом состоянии, элент И 15 закрыт ° В этом случае имльс сигнализации о моментах оконния обслуживания, имитирующий обуженную заявку, не проходит на енератор 17 случайных чисел, так ак эта заявка была сгенерирована угим источником. 15

Если источник находится в пассивом состоянии (состоянии ожидания твета системы на посланную заявку), его заявка — на обслуживании,трип ер 25 устанавливается в единичом состоянии, элемент И 15 закрыт.

Импульс сигнализации о моментах кончания обслуживания, имитируюй обслуженную заявку, подается ерез элемент И 15 на вход генераора 17 случайных чисел, и источник аявок переходит в активное состояие (генерации очередной заявки). аким образом имитируется поступлеие обслуженной заявки в "свой" геератор 1 заявок.

Условно считаем, что в начальный о омент времени системы все источники аходятся в пассивном состоянии (ожидания сигнала возможности начаа работы). Таким образом, импульс сигнализации о моментах окончания бслуживания имитирует сигнал возожности начала работы и запускает ,каждый генератор 1 заявок, так как ! перед началом работы триггеры 25

:(фиг.2) были установлены в единичное состояние.

При поступлении импульса с выхода элемента И 15 на вход генератора 17 случайных чисел он запускается и на его выходах будет двоичное число В, имеющее смысл времени активного состояния источника (времени генерации заявок) .

Импульс с выхода элемента И 15, 50 задержанный элементом 16 на время срабатывания генератора 17, подается на вход С синхронизации счетчика

21 и по его входам осуществляется запись числа В в счетчик. 55

Элемент 18 задержки выбран так, что сразу после записи числа В в счетчике начинается процесс считываO ния содержимого счетчика тактовыми импульсами с выхода элемента И 20.

Поскольку генератор 6 тактовых импульсов моделирует текущее время, то через В единиц модельного времени содержимое счетчика равно нулю, а импульс с выхода элемента ИЛИ-HE

22,имитирующий сгенерированную источником заявку, запоминается триггером 23, который имитирует очередь на обслуживание.

Кроме того, импульс-заявка с выхода элемента ИЛИ-НЕ 22, пройдя через элемент ИЛИ 8 устройства (фиг. 1), уменьшает содержимое счетчика 9, которое соответствует количеству занятых буферов в общем буферном пуле, на единицу.

Таким образом, заявка, сгенерированная источником через время В после прихода. в источник ранее обслу-. женной заявки, ставится в очередь на обслуживание и источник переходит из активного в пассивное состояние, сопровождающееся освобождение буфера оперативной памяти.

При поступлении от элемента 10 задержки импульса опроса„ а от блока

11 — импульса управления опросом элемент И 24 открывается и импульсзаявка через элемент ИЛИ 2 устройства подается на обслуживание и одновременно устанавливает триггер 25 в генераторе 1 в единичное состояние. Элемент И 15 открыт и после обслуживания заявка будет идентифицирована системой как принадлежащая этому источнику.

Если в очереди на обслуживание не будет ни одной заявки (все триггеры 23 будут в нулевом состоянии), после очередного опроса на выходе элемента ИЛИ 2 устанавливается логический 0

На выходе элемента НЕ 3 — "1", элемент И 5 открыт и импульс опроса, задержанный на время срабатывания элемейта И 24, поступит на вход сигнализации об отсутствии заявок в очереди на обслуживание формирователя 7 импульсов разрешения опроса с целью повторения опроса, Если есть свободные буферы в общем буферном пуле (элемент И 13 открыт), то при наличии положительного перепада тактового импульса этот сигнал подастся на входы элемента 10 задержки

15134 и блока 11 управления опросом. Onрос повторяется.

Таким образом, устройство позволяет моделировать функционирование замкнутых CMO с циклической дисциплиной приема заявок от группы однородных источников с динамически распределяемой буферной памятью (или другими динамически распределяемыми ресурсами с такой же дисциплиной использования) и блокировкой обслуживания заявок.

Формула изобретения

Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее формирователь сигналов .разрешения обслуживания, блок управления опросом, генератор тактовых импульсов, два элемента ИЛИ, два элемента .

И и К генераторов заявок, каждый из которых содержит генератор случайного числа, вычитающий счетчик, элемент ИЛИ-НЕ, первый триггер, три элемента И, в каждом генераторе за явок информационные выходы вычитаю щего счетчика соединены соответственно с входами элемента ИЛИ-НЕ, прямой выход первого триггера соединен 30 с первым входом. первого элемента И, выход которого подключен к вычитающему входу вычитающего счетчика, вход запуска формирователя сигналов раз-решения обслуживания является входом запуска устройства, выходы блока управления опросом соединены соответственно .с первыми входами вторых эле.ментов И генераторов заявок, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью 40 расширения класса моделируемых систем, оно дополнительно содержит реверсивный счетчик, элемент И-НЕ,элемент HE два элемента задержки, а каждый генераторо заявок дополнитель- 4 но содержит второй и третий триггеры и два элемента задержки, причем в каждом генераторе заявок выход третьего элемента И соединен с нулевым входом первого триггера и входами первого и второго элементов задержки

I своего генератора заявок и входом запуска генератора случайного числа, информационные выходы которого подключены соответственно к информационным входам вычитающего счетчика, вход записи которого соединен с выходом первого элемента задержки своего генератора заявок, выход второ72 1О го элемента задержки которого подключен к единичному входу первого триггера, прямой выход которого соединен с первым входом первого элемента И своего генератора заявок, вторые входы первых элементов И всех генераторов заявок подключены к первому выходу генератора тактовых импульсов устройства, второй выход которого соединен с первым входом первого элемента И устройства, в каждом генераторе заявок выход элемента

ИЛИ-НЕ соединен с нулевым входом первого триггера и единичным входом второго триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом второго элемента И своего генератора заявок, выход которого подключен к нулевому входу второго триггера и единичному входу третьего триггера, прямой выход которого соединен с первым входом трегьего элемента И своего генератора заявок, вторые входы третьих элементов И всех генераторов заявок объединены и соединены с выходом окончания обслуживания заявок формирователя сигналов разрешения обслуживания и суммирующим входом реверсивного счетчика, разрядные выходы которого соединены соответственно с входами элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к второму входу первого элемента И устройства, выход которого соединен с тактовым входом формирователя сигналов разрешения обслуживания, выход опроса которого подключен к входу блока управления опросом и входу первого элемента задержки устройства, выход которого соединен с третьими входами вторых элементов И всех генераторов заявок и входом второго элемента за— держки устройства, выход которого подключен к первому входу второго элемента И устройства, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ, а выход — с входом сигна— лизации об отсутствии заявок формирователя сигналов разрешения обслуживания, выходы элементов ИЛИ-НЕ и вторых элементов И генераторов заявок подключены к входам соответственно первого и второго элементов ИЛИ устройства, выход первого элемента ИЛИ которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика устройства, выход второго элемента ИЛИ которого подключен к входу элемента НЕ и является выходом устройства °

1513472

Составитель В.Фукалов

Техред M.Äèäûê . Корректор Н.Король

Р еда кт ор Н . P огулич

Заказ 6081/49 Тираж 668 Подписное фНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101