Устройство для моделирования систем массового обслуживания
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУбЛИН (19) (И) 4839 А1 (gg)g G 06 F 15/407 ЗЖ РЯБЕЙ» ВРВВ 4"6
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4675765/24 (22) 11.04.89 (46) 07.06.91. Бюл. Р 21
{72) И.В.Скакун и В.А.Фукалов (53) 681.325 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР
Ф 855667, кл. С 06 F 15/20, 1979.
Авторское свидетельство СССР !
) 1429124, кл. С 06 Р 15/20, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ
СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ (57) Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для моделирования работы системы массового обслуживания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования передачи пакета информации в сети ЭВМ и
2 учета времени доведения пакета информации до получателя. Устройство содержит генераторы 1 и 2 случайного потока импульсов заявок и тактовых импульсов, первый зле -4 6 моделирования повторных вызсзов, 1(аждьж из последних содержит второ)г элемент ИЛИ 19, гервый элемент 10 saдержкн„ вероятностный коммутатор триггер !2, элемент И 13, второй элемент 14 задержки, первый элемент 1KN 15, генератор 16 повторных вызовов. Вероятностный коммутатор содержит тактовый вход, информационный вход, триггер, два элемента И, элемент заpBpRKH å 2 ил е фе) фЪ )ф!)в Ж 4О Ф ! 1 (1» 1654839 Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для моделирования работы системы массового обслуживания. Цель. изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования пакетной передачи информации в сети ЭВМ и задания максимального времени доведения пакета информации до получателя. На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 — вероятностный коммутатор . 15 Устройство содержит генератор 1 случайного потока импульсов заявок, генератор 2 тактовых импульсов, первый элемент ИЛИ 3, триггер 4, блок 5 случайной временной задержки, узлы 6 повторных вызовов, второй элемент HJIH 7, счетчик 8 импульсов, третий элемент KIH 9, причем узел 6 моделирования повторных вызовов содержит первый элемент 10 задержки, вероятностный коммутатор 11, триггер 12, элемент И 13, второй элемент 14 задержки, первый элемент ИЛИ 15 генератор 16 импульсов повторных вызовов, тактовый 17 и информационный 18 входы, второй элемент ИЛИ 19. Вероятностный коьалутатор содержит(фиг. 2) триггер 20, элементы И 21 и 22 и элемент 23 задержки. В зависимости от величины задержки в элементе 23 изменяется продолжительность на- 35 хождения триггера 20 в каждом из сос" тояний по отношению к периоду тактовых импульсов. Поэтому входной сигнал проходит через каждый из элементов 4л И 21 и 22 с заданной вероятностью. Если при передаче запроса от одного узла 6 к другому узлу 6 необходимо. .изменять приоритет самого запроса, то вместо общего генератора 2 в каждом узле 6 надо иметь свой генератор тактовых импульсов, частота импульсов которого соответствует приоритету запроса в данном узле моделирования повторных вызовов. Генератор 1 имитирует входной поток заявок с требуемым законом распределения. Особенностью работы генератора 1 является то, что при наличии сигнала на его входе запрета от триггера 4 импульсы на его выходе не по- SS являются, хотя сам он находится в работоспособном состоянии. Такой генератор может быть выполнен в виде обычного генератора случайных импульсов, выход которого соединен с одним входом элемента И, на второй вход которого подаются стробирующие импульсы (сигналы) от триггера 4. Генератор 2: вырабатывает последовательность тактовых импульсов, необходимык как для работы вероятностного коммутатора, так и для пересчета счетчиком 8. Блок 5 имитирует случайную-задержку входного сигнала, равную случайной продолжительности обслуживания заявки. Узлы 6 предназначены для инициирования повторных вызовов при плохом качестве обслуживания пакета информации ° Счетчик 8 производит подсчет тактовых импульсов генератора 2, что соот" ветствует времени прохождения запроса е Элемент 10 задержки в каждом узле моделирования повторных вызовов предназначен для моделирования продолжительности работы (случайной или неслучайной) каждого узла или подсистемы моделируемой системы массового обслуживания, в которых могут возникать повторные вызовы. Вероятностный коммутатор 11 моделирует возникновение повторных вызовов с заданной вероятностью. Элемент 14 задержки предназначен для обеспечения устойчивого запуска генератора 16, чтобы он был сначала остановлен, а потом, при необходимости, запущен. Генератор 16 вырабатывает импульсы повторного вызова, которые могут быть или регулярными, или случайными и распределенными по требуемому зако" ну, в зависимости от конкретного выполнения конструкции генератора. Вербальную модель работы устройства рассматривают на примере работы . сети ЭВМ. Сеть ЭВМ представлена в виде некоторого числа .3BN которые связаны между собой с помощью узлов коммутации (УК). 09мен информацией между ЭВМ осуществляется с помощью пакетов информации, которые имеют различный приоритет. При передаче пакета информации от одной ЭВМ к другой он проходит ряд коммутаторов, в каждом из которых обслуживается некоторое время. После окончания обслуживания в каждом коммутаторе оценивается качество обслуживания. При его 1654839 высоком качестве пакет информации передается в следующий коммутатор, при плохом качестве обслуживается в этом коммутаторе повторно. Таким образом возникают повторные вызовы.Повторные вызовы инициируются только в рамках одного УК и не зависят.от других УК. Время доведения пакета информации от одной ЭВМ к другой ограничено определенной величиной, которая задается в процессе моделирования. Если время доведения пакета информации от одной ЭВМ к другой превышает эту величину, то пакет информации снимается с дальнейшей передачи. Это означает, что информация, saключенная в пакете,- "устарела" и должна быть уничтожена. При достижении пакета информации ЭВМ-получателя в течение случайного периода времени происходит его обработка, после. чего весь цикл моделирования повторяется снова. В соответствии с приведенной моделью работа устройства осуществля-. ется следующим образом. В исходном состоянии все триггеры 12 установлены в нулевое состояние и нулевой сигнал на прямых выходах триггеров 12 закрывают соответствующие элементы И 13. Триггер 4 в исходном состоянии устанавливается в положение, при котором запрещающий сигнал на входе генератора 1 отсутствует. Этот генератор вырабатывает импульс сигнала заявки, который через элемент ИЛИ 19 первого узла 6 поступает на элемент 10 задержки и после элемента задержки на вероятностный коммутатор 11. Величина задержки в элементе 10 задержки первого узла 6 выбирается соответственно времени распознавания пакета информации и его обслуживания. В случае качественного обслуживания в первом узле 6 появляется сигнал на первом выходе вероятностного коммутатора 11 первого узла 6 и поступает на вход элемента ИЛИ 19 второго узла 6. В случае низкого качества обслуживания сигнал появляется на втором выходе вероятностного коммутатора 11. Поскольку работа цепочки из элементов 19, 10-16 во всех узлах одинакова, то ее работу можно рассматривать на гримере работы первого узла 6. Сигнал со второго выхода вероятностного коммутатора 11 переводит тригrep 12 в единичное состояние, и тем самым элемент И 13 открывается для прохождения тактовых импульсов с гене- ° ратора 2 через элемент ИЛИ 7 на счет-ный вход счетчика 8. В результате счетчик 8 начинает отсчет суммарного времени передачи пакета информации от ЭВМ-отправителя до ЭВМ-получателя. Этот же сигнал с второго выхода вероятностного коммутатора 11 проходит через элемент ИЛИ 15 и подтверждает нерабочее состояние генератора 16, а через некоторое время переходньы .15 процессов сигналом с Выхода элемент 14 задержки запускается генератор 16 импульсов и в пределах соответствующего узла устройство переходит в режим повторного вызова. Одновременно с запуском генератора 16 сигналом с выхода элемента 14 задержки через элемент ИЛИ 3 триггер 4 переводится в состояние, при котором сигнал с его выхода запрещает появление на выходе 25 генератора 1 импульсов заявок до окончания режима повторных вызовов. Импульсы с выхода генератора 16 через элементы ИЛИ 19 поступают снова на вход своего узла моделирования вызо3р вов и имитируют работу узла коммутации пакетов информации. Таким образом, в процессе своей передачи пакет информации последовательно проходит все узлы коммутации и, если время этой передачи не превышает заданной величины, то сигнал с выхода последнего узла моделирования повторных вызовов поступает на вход блока 5 случайной временной за40 держки, что отождествляется с доставкой пакета информации до ЭВМ-получателя. ЭВМ-получатель обрабатывает приятный пакет информации в течение случайного интервала времени, модели45 руемого блоком 5 случайной временной задержки, освобождает буферную память от принятого пакета и посылает сигнал к ЭВМ-отправителю о готовности принять новый пакет информации для обработки. В устройстве сигнал готовности с выхода блока 5 случайной временной задержки через элемент ИЛИ 9 поступает на вход триггера 4 и переводит его в такое состояние, что он сво55 им разрешающим потенциалом на входе генератора 1 разрешает прохождение новьх импульсов потока заявок. Если время передачи пакета превышает saданную величину, то в этом случае 165483 происходит переполнение счетчика 8, пакет снимается с дальнейшей передачи и в каждом узле происходит сброс первого 10 и второго 14 элементов задержки, сброс триггера 12 и подтверждение нерабочего состояния генерато" ра 16, а через элемент ИЛИ 9 триггер 4 возвращается в состояние, обеспечивающее появление новой заявки на выходе генератора Таким образом, устройство позволяет моделировать передачу вызова (пакета информации) от одного узла к другому с инициализацией повторных вызовов в пределах определенного узла. Кроме того, устройство позволяет ограничивать время передачи вызова от отправителя до получателя вызова. Статистические характеристики моделируемой системы могут быть определены известными методами по показаниям счетчиков импульсов, подключенных к выходам различных элементов устройства, 25 Формула изобретения Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержаlee генератор случайного потока импульсов заявок, триггер, первый и второй элементы ИЛИ, блок случайной временной задержки и К узлов моделирования повторных вызовов, каждый из которых содержит генератор импульсов повторных вызовов, первый и второй элементы задержки, вероятностныи ком35 мутатор, первый элемент ИЛИ, причем в каждом узле моделирования повтор- ных вызовов выход первого элемента задержки соединен с входом вероятностного коммутатора, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам первого элемента ИЛИ своего узла моделирования повторных вызовов, выход 45 первого элемента ИЛИ соединен с входом останова работы генератора импульсов повторных вызовов, второй 1„ вь1ход вероятностного коммутатора подключен к входу запуска второго 50 элемента задержки, выход которого соединен с входом запуска генератора импульсов повторных вызовов и соответ-. ствующим входом первого элемента ИЛИ устройства, выход которого соединен с единичным входом триггера устройства, прямои выход которого под ключен к входу останова работы" генератора случайного потока импульсов 8 заявок, первый выход вероятностного коммутатора К-го узла моделирования повторных вызовов соединен с входом блока случайной временной задержки, выход которого является выходом об служенных заявок устройства, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет моделирования пакетной передачи информации в сети ЭВМ и задания максимального времени доведения пакета информации до получателя, в него введены третий элемент ИЛИ и счетчик импульсов, а в каждый узел моделирования повторных вызовов введены второй элемент ИЛИ,триггер и элемент И, причем в каждом узле моделирования повторных вызовов выход генератора импульсов повторных вызовов соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу запуска первого элемента задержки, второй выход вероятностного коммутатора соединен с единичным входом триггера своего узла моделирования повторных вызовов, прямой выход триггера подключен к первому входу элемента И, выходы элементов И узлов моделирования повторных выходов соединены с соответствующими входами второго элемента ИЛИ устройства, выход которого подключен к счетному входу счетчика импульсов, выход переполнения которого соединен с первым входом третьего элемента HJIH устройства, установочными входами первых и вторых элементов задержки, нулевыми входами триггеров и третьими входами первых элементов ИЛИ всех узлов моделирования повторных вызовов, тактовый вход вероятностного коммутатора соединен с вторым входом элемента И и с тактовым входом узла моделирования повторных вызовов, выход генератора случайного потока импульсов заявок соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ первого узла моделирова- ния повторных вызовов, а первый выход вероятностного коммутатора i-ro узла моделйрования повторных вызовов соединен с вторым входом (i=1 Ê-1) второго элемента ИЛИ (i+1)-ro узла моделирования повторных вызовов, выход блока случайной временнсй задержки подключен к второму входу третьего элемента ИЛИ устройства, выход которого подключен к нулевому входу триггера устройства. 1654839 Составитель А. УЪиков Редактор И.Дербак Техред Л. Сердюкова Корректор С.Шекмар Заказ 1953 Тираж 415 Подпис ное 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
