Устройство для моделирования процесса обслуживания заявок с различными приоритетами

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при аппаратурном исследовании систем массового обслуживания . Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет имитации процесса адаптивного изменения дисциплины обслуживания заявок. Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство дополнительно введены одиннадцатый, iдвенадцатый и тринадцатый элементы И, третий элемент ИЛИ, восьмой и девятый триггеры, седьмой счетчик импульсов, второй дифференцирующий элемент, дешифратор и мультиплексор. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСЮХ

РЕСПУБЛИК

А2 а9З аи (gg)g G 06 I )5/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОсудАРстВенный нОмитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1236496 (21) 4639261/24 (22) 18,01.89 (46) 15.04,91. Вюл. У 14 (72) И.В. Адерихин, N.A. Калинкин, Н.Г. Пархоменко и С.В. Козелков (53) 681.396.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р" 12 36496, кл. r, 06 Р 15/20, 1984..

L (54) УСТРОЙСТВО,ПЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ПРОЦЕССА ОБСЛУЖИВАНИЯ ЗАЯВОК С РАЗ- °

ЛИЧНЫК1 ПРКОРИтктАМИ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при моделировании процессов обслуживания заявок с различными приоритетами с учетом адаптации изменения дисциплины обслуживания.

Цель изобретения — расширение области применения устройства за счет имитации процесса адаптивного изменения дисциплины обслуживания.заявок.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит вход 1 заявок с низким приоритетом, вход 2 заявок с высоким приоритетом, третий триггер 3, первый элемент И 4, первый элемент ИЛИ 5, первый триггер

6, второй элемент И 7, первый блок 8 определения временных интервалов, выполненный в виде счетчика импульсов, первый генератор 9 импульсов

2 пользовано при аппаратурном исследовании систем массового обслуживания. Цель изобретения — расширение области применения устройства sa счет имитации процесса адаптивного изменения дисциплины обслуживания заявок. Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство дополнительно введены одиннадцатый, двенадцатьп и тринадцатью элементы

И, третий элемент ИЛИ, восьмой и девятый триггеры, седьмой счетчик импульсов, второй дифАеренцирующий элемент, дешифратор и мультиплексор, 1 ил. со случайным интервалом следования, генератор 10 счетных импульсов, второй триггер 11, третий элемент И 12, второй блок 13 определения временных интервалов, второй генератор 14 импульсов со случайным интервалом следования, третий 15, четвертый 16, первый 17 пятый 18, шестой 19 и . второй 20 счетчики импульсов, выходы >фью обслуженных заявок низкого 21 и высокого 22 приоритетов, пятый триггер

23, четвертый триггер 24, четвертый

25, пятый 26, шестой 27, седьмой

28, девятый 29, восьмой 30 и десятый

31 элементы И, второй элемент ИЛИ

32, первый 33 и второй 34 элементы задержки, шестой 35 и седьмой 36 тригге- Я, ры, первый.дифференцирующий элемент

37, одиннадцатый 38, двенадцатый

39 и тринадцатьп" 40 элементы И, тре тий элемент ИЛИ 41, дешифратор 4?, мультиплексор 43, восьмой 44 и девя1642475 тый 45 триггеры, второй дифйеренцирующий элемент 46, вход 47 задания граничного времени устройства, являющийся адресным входом мультиплексора

43, и седьмой счетчик 48 импульсов.

Потоки заявок на обслуживание на входах 1 и 2 представляют случайные импульсные последовательности, интервалы между которыми распределены по определенным .(разным или одним и тем же) законам. Генераторы 9 и 14 имитируют один обслуживающий прибор, закон распределения случайных импульсов на их выходах один и тот же. Вре- 1> менной интервал от момента запуска генераторов до появления импульсов на их выходах случаен и распределен по принятому закону обслуживания заявок. Блоки 8 и 13 представляют двоичные счетчики импульсов, емкость которых можно изменять в зависимости от величины интервала времени, требуемого на ориентацию прибора к обслуживанию данного потока заявок, и могут быть выполнены в виде элементов задержки с изменяемой величиной задержки.

Вербальная модель работы устройства сводится к следующему„ рва случайных потока заявок на обслуживание, каждый из которых имеет свой приоритет в обслуживании, поступают на один обслуживающий прибор„

Заявки на обслуживание с низким приоритетом принимаются к обслуживанию в случае отсутствия заявок с высоким приоритетом на обслуживание. Заявкам низкого приоритета, поступающим в момент занятости обслуживающего

40 прибора другой заявкой (низкого или высокого приоритета), в обслуживании отказывается, Если заявка с более высоким приоритетом поступила в период обслужи.вания заявки с низким приоритетом, то на основе реального времени проведенного заявкой в системе нал Э ходится оценка, которое является наиболее вероятным временем, которое осталось провести заявке в системе до завершения ее обслуживания„ л

"ост t ст > To обслу живание заявки с низким приоритетом прекращается и начинается ориентация прибора к обслуживанию высокоприоритетной заявки, после ее завершения идет обслуживание высокоприоритетной заявки, что приводит к потере низкоприоритетной. заявки. л 3 Гсли оценка t c t то заяв.0ЕТ ка высокого приоритета становится в очередь, а обслуживание заявки низкого приоритета продолжается до завершения, после чего из очереди извлекается заявка высокого приоритета и начинается ориентация прибора к ее обслуживанию. Граничное время задается исходя из требований достижения максимальной пропускной способности CYO и может изменяться в процессе моделирования.

Если высокоприоритетная заявка поступила во время ориентации обслуживающего прибора к обслуживанию низкоприоритетной заявки, то в любом случае эта ориентация прерывается и начинается ориентация обслуживающего прибора к обслуживанию высокоприоритетной заявки, при этом низкоприоритетная заявка теряется„

Если после ориентирования прибора высокоприоритетная заявка поступила во время непосредственного обслуживания высокоприоритетной заявки, то она.становится в очередь и по завершении обслуживания предшествующей заявки принимается к обслуживанию„ Если высокоприоритетная заявка поступила во время нахождения одной высокоприоритетной заявки в очереди, а другой — на обслуживании, то она теряется. После завершения обслуживания предыдущей заявки на обслуживание первой поступает заявка из очереди, поступившая в очередь раньше, а высокоприоритетная заявка, поступившая в это время на обслуживание, ставится в очередь и после обслуживания первой заявки из очереди поступает на обслуживание вторая заявка из очереди и т.д.

Устройство работает следующим образом.

Устройство может работать в следующих режимах: обслуживание заявки низкого приоритета, обслуживание заявки высокого приоритета, обслуживание заявки высокого приоритета при наличии в очереди высокоприоритетной заявки, обслуживание заявки высокого приоритета при наличии заявки низкого приоритета.

После включения устройства триггеры 3, 6, 11, 23, 24, 35, 36, 44 и 45 устанавливаются в исходное состоя5

16424 ние (нулевое) . На единичном выходе триггера 3, подключенном к второму входу элемента И 4, имеется разрешающее напряжение; на нулевом выходе триггера 6, подключенном к первому

5 входу элемента И 7, разрешающее напряжение отсутствует; на нулевом выходе триггера 11, подключенном к первому входу элемента И 12, отсутствует 7 0 разрешающее напряжение; на входы элементов И 7 и 12 поступают счетные импульсы от генератора 10. На управляющих входах элементов И 7, 12 и 38, на входах блоков 8 и 13, соединенных с выходами элементов И 7 и 12, на запускающих входах генераторов 9 и 14 напряжение отсутствует. На управляющих входах элементов И 29, 26 и 25 имеется разрешающее напря- 20 жение от триггеров 23, 35 и 24,а на управляющих входах элементов И 27, 30 и 31 разрешающее напряжение отсутствует. В дальнейшем во всех режимах работы функционирование устройства поддерживается автоматически.

Обслуживание заявок низкого приоритета происходит следующим образом.

Импульс с входа 1 через элемент

И 4 поступает на единичньп вход триг- 3п гера 6 и переводит его в состояние, при котором открывается элемент И 7, и через него счетные импульсы от генератора 10 начинают поступать на блок

8. Емкость счетчика блока 8 устанавливается заранее в зависимости от величины интервала времени, требуемого на ориентацию прибора к обслуживанию заявок низкого приоритета, и после заполнения этого счетчика на выходе

40 блока 8 появляется импульс, которьп имитирует окончание ориентации прибора к обслуживанию заявки низкого приоритета, запускает через открытый элемент И 25 генератор 9 и, одновременно поступая на счетчик 16, через элемент ИЛИ 5 переводит триггер 6 в положение, при котором элемент

И 7 закрьгг, и счетные импульсы от генератора 10 не поступают на блок 8.

1 50

Импульс с выхода элемента И 25 поступает на единичный вход триггера

24, переводя его в состояние, при котором элемент И 25 закрывается, не пропуская очередных заявок. Запуск генератора 9 имитирует начало обслуживания заявки низкого приоритета. Через случайный интервал времени на выходе генератора 9 появляет75

6 ся импульс, имитирутощий обслуживание принятой заявки. проходящей на выход 21 устройства и вход счетчика

17. Заявка, пришедшая во время ориентации прибора к обслуживанию, подтверждает состояние триггера 6 и теря. ется, так как при ее появлении в течение интервала ориентации в схеме никаких изменений не происходит.

Заявки, пришедшие во время обслуживания с входа 1, поступают HcL элемент И 4, перебрасывают триггер 6, запускают блок Я, и через элемент

И 7 ня него поступают счетные импульсы. Достигнув числа, соответствующего времени ориентации, с выхода блока 8 импульс поступает на вход счетчика

16 и на запускающий вход генератора

9. Если обслуживание предыдущей заявки еще не закончилось, то пришедшая заявка к обслуживанию не принимается и теряется, Если обслуживание предыдущей заявки закончилось, то пришедп.яя заявка обслуьчлвяется после ориентирования прибора к обслуживанию, Импульс с выхода блока 8 пере-. брасывает после ориентирования триггер 6 в исходное состояние. Таким образом, устройство приходит в исходное состояние, готово к работе в любом режиме.

Обслухл вяние заявок высокого приоритета происходит следующим образом, I

Импульс с входа 2 поступает через открьггый элемент И 40 и элемент

ИЛИ 41 на нулевой вход триггера 3 и устанавливает его в состояние, при котором закрывается элемент И 4 (снимается с его второго входа разрешающее напряжение), и заявки низкого приоритета не проходят с входа 1 на триггер 6, Одновременно этот же импульс с входа 2 поступает на единич- ный вход триггера 11 и переводит его в состояние, при котором открывается элемент И 12, и через него счетные импульсы от генератора 70 проходят на вход блока 13. Емкость счетчика блока

13 устанавливается заранее в зависимости от величины интервала времени, требуемого на ориентирование прибора для обслуъжвания заявок высокого приоритета, и по заполнении счетчика блока 13, имитирующего ориентирование, на выходе блока 73 появляется импульс, имитирующий окончание ориентирования прибора к обслуживанию зая164 24 75 вок высокого приоритета, который поступает на прямой вход элемента И ?8 и одновременно на счетчик 19 и нулевой вход триггера l1 устанавливая

его в состояние, при котором элемент

И 12 закрыт, и счетные импульсы от генератора 10 не поступают на блок

13. Импульс с выхода блока 13 проходит элемент И 28, так как на его управляющем инверсном входе имеется разрешающее напряжение с выхода регистра 36, и поступает через элементы

ИЛИ 32, И 30, И 26 на вход запуска генератора 14, имитируя начало обслуживания заявки высокого приоритета, и на единичный вход триггера 23, переводя его в состояние, при котором элемент И 26 закрывается, а элемент И 27 открывается по управляю- 20 щим входам.

Через случайный интервал времени, соответствующий времени обслужива ния, на выходе генератора 14 появля ется импульс, имитирующий окончание 25 обслуживания заявки, проходящей на выход 22 устройства, на вход счетчика 20, на единичный вход триггера 3, устанавливая его в исходное состояние, на нулевой вход триггера 35, 30 подтверждая его состояние, на нулевой вход триггера 23, переводя его в состояние, при котором элемент И 26 открывается, а элемент И 27 закрывается. Устройство вновь готово к обслуживанию заявок различных приоритетов. Заявки, пришедшие с входа 2 во время ориентации прибора к обслуживанию, теряются.

Обслуживание заявки высокого при- 40 оритета при наличии в очереди заявки этого же приоритета происходит следующим образом.

Постановка заявки в очередь„ Пусть во время нахождения предыдущей заяв- 45 ки на обслуживание поступает с выхода блока 13 следующая заявка. При этом импульс с выхода генератора 10 проходит через открытый элемент И 27, а не через элемент И 28, так как у элемента И 28 отсутствует разрешающее напряжение от триггера 36, перебрасывает триггер 35 в единичное состояние, закрывая тем самым вход элемента И 30 и открывая вход элемента 5

И 29. Одновременно этот же импульс с выхода элемента И 27 проходит через элемент 33 задержки, открытый элемент И 29 на вход установки в

"1" триггера 36, имитируя тем самым постановку пришедшей заявки в очередь, Извлечение заявки из очереди, обслуживание заявки и постановка следующей заявки в очередь „

Через случайный интервал времени, соответствующий времени обслуживания заявки, на выходе генератора

14 появляется импульс, имитируюп1ий окончание обслуживания предыдущей заявки. Этот импульс поступает на нулевой вход триггера 23, перебрасывая его в состояние, при котором открывается элемент И 26 и закрывается элемент И 27, на нулевой вход

) триггера 35, переводя его в состояние, при котором элемент И 30 открывается, а элемент И 29 закрывается, через элемент И 31 на нулевой вход триггера 36, переводя его в единичное состояние. Импульс, получаемый от дифференцирования отрицательного перепада на выходе триггера 36 дифференцирующим элементом .37, поступает на первый вход элемента ИЛИ 32, на открытые элементы И 30, И 26, единич— ный вход триггера 23, закрывая элемент И 26 и открывая элемент И 27, на вход запуска генератора 14, имитируя тем самым извлечение заявки из очереди и передачу ее «а обслуживание„ Через время задержки элемента 34 после переброса триггера Зб открывается элемент И 28„ Если во время обслуживания заявки придет очередная заявка, то она будет поставлена в очередь, Гсли обслуживание будет закончено до прихода очередной заявки, то она будет обслую ваться по описанной схеме, Обслуживание заявки высокого приоритета, поступившей в период обслуживания заявки низкого приоритета, происходит следующим образом.

По окончании ориентации и начала обслуживания заявки низкого приоритета триггер 24 устанавливается импульсом с выхода элемента И 25 в состояние, при котором элемент И 38 открывается по первому входу, на второй вход которого поступают счетные импульсы от генератора 10„ Эти импульсы проходят на счетный вход счетчика 48, который подсчитывает время обслуживания и заявки низкого приоритета.. Преобразованный дешифратором 4? из двоичного в унитарный

1642475

1О код вРемени t д с поступает на входы мультиппексора 43, на адресный вход которого с входа 47 устройства подается код времени С„т, тем самым

А

t с, -й выход дешифратора 42 соединяется с выходом установки в "1" триггера 44. Перевод триггера 44 в единичное состояние происходит при достижении числа импульсов в счетчике 48 соответствующего времени t, и до завершения обслуживания заявки низкого приоритета триггер 44 остается в единичном с6стоянии. В соответствии с положением 15 триггера 44 поступающая с входа 2 заявка высокого приоритета либо проходит через элемент И 40 на втол рой вход элемента ИЛИ 41 (to » t триггер 44 в нулевом состоянии), либо проходит через элемент И 39 на единичный вход триггера 45 (tä (А (tр,т,,триггер 44 в единичном состоянии)

При 1 опт ост приоритета проходит с входа ? через элементы И 40, ИЛИ 41 на вход установки в "0 триггера 3, переводя его в состояние, снимающее разрешающее напряжение с элемента И 4, закрывая 30 тем самым вход 1 для поступления заявок низкого приоритета, Одновременно эта заявка проходит на установочные входы блока 8, срывая ориентирование прибора к обслуживанию заявки низкого приоритета„ если оно проводилось, и генератора 9, срывая обслуживание заявок низкого приоритета, если оно проводилось, а также через элемент ИЛИ 5 на нулевой вход триггe- 40 ра 6. Если в этот момент проходит ориентация прибора к обслуживанию заявки низкого приоритета или обслуживание заявки этого же приоритета, то они прерываются и теряются, а 45 заявка высокого приоритета поступает на единичный вход триггера 11, переводя в состояние, когда с era выхода подается разрешающее напряжение на элемент И 12, и от генератора 10 поступают счетные импульсы на вход блока 13, переводя устройство в режим ориентации к обслуживанию заявки высокого приоритета, по окончании которого — в режим обслуживания, а далее устройство переходит в исходное состояние и готово к работе (аналогично обслуживанию заявки высокого приори.тета), ПРи t,т to заЯвка высокого приоритета с гхода 2 через элемент

И 39 устанавливает в единичное состояние триггер 45, осуществляя постановку в очередь заявки высокого приоритета до завершения обслуживания заявки низкого приоритета. По окончании ее обслуживания импульс с выхода генератора 9 сбрасывает в нулевое состояние счетчик 48 и триггеры 44 и 45; дифференцирующий элемент 46 по заднему фронту импульса переключения триггера 45 с "1" в "0" формирует импульс, имитирующий извлечение из очереди заявки высокого приоритета, который через элемент ИЛИ 41 поступает на единичный вход триггера j1. Далее устройство работает по схеме, описанной в режиме обслуживания заявки высокого приоритета.

Показатели эффективности обслужиВания определяются путем измерения характеристик входных потоков заявок, выходных потоков обслуживания и числа срабатывания отдельных блоков устройства.

Так, по показаниям счетчиков 1520 можно определить вероятности обслуживания (срыва обслуживания) заявок низкого и высокого приоритетов, заявок только низкого или только высоког0 приоритета, вероятности прерывания обслу-.я вающего прибора в режиме ориентаьии или обслу-, ивания и другие показатели, характеризующие динамику и процесс обслуживания заявок различных приоритетов в системах обслуживания с ориентацией.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для моделирования процесса обслуживания заявок с различными приоритетами по авт, св.

N - 1236496, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет имитации процесса адаптивного изменения дисциплины обслуживания заявок, в него введены одиннадцатый, двенадцатый и тринадцатый элементы И, третий элемент ИЛИ, восьмой и девятый триггеры, седьмой счетчик импульсов, второй дифференцирующий элемент, дешифра.тор и мультиплексор, причем нулевой выход четвертого триггера соединен с первым входом одиннадцатого элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора счетных импульсов, выход

1642475

Составитель И. 1убинина

Техред С.Мигунова Корректор Л Патай

Редактор А. Лежнина

Заказ 1148 Тираж 416 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 одиннадцатого элемента И соединен со счетным входом седьмого счетчика импульсов, группа выходов которого подключена к группе соответствующих информационных входов дешифратора, группа выходов которого соединена с группой соответствующих информационных входов мультиплексора, выход первого генератора импульсов со случайным интервалом следования подключен к входу сброса-седьмого счетчика импульсов и входами установки в "0" восьмого и девятого триггеров, выход мультиплексора соединен с входом установки в "1" восьмого триггера, единичный и нулевой выходы которого подключены к первым входам двенадцатого и тринадцатого элементов И соответственно, вторые входы которых объединены и являются входом за5 явок с высоким приоритетом устройства, выход двенадцатого элемента И соединен с входом установки в " 1" девятого триггера, выход которого подключен к входу второго дифференцирующегр элемента, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход, которого подключен к выходу тринадцатого элемента И, а выход соединен с входом устаноВки В "0" третьего триггера, адресный Вход мультиплексора является входом задания граничного времени устройства.