RU2041491C1

RU2041491C1 - Device for solving task of analysis of operations in queuing systems

Info

Publication number: RU2041491C1
Authority: RU
Inventors: В.Г. Анисимов; Е.Г. Анисимов; А.М. Борисов; А.Б. Зубачев; Н.И. Ячкула
Original assignee: Анисимов Владимир Георгиевич; Анисимов Евгений Георгиевич; Борисов Александр Михайлович; Зубачев Александр Борисович; Ячкула Николай Иванович
Priority date: 1991-01-31
Filing date: 1991-01-31
Publication date: 1995-08-09

Abstract

FIELD: computer engineering. SUBSTANCE: device has random pulse sequence generator 1, first and second counters 2, 3, first, second and third prohibition gates 4, 6, 5, first, third, fourth, fifth and second AND gates 7-11, flip-flop 12, first and second OR gates 14, 13, reverse counter 15, third and fourth counters 16, 17, clock generator 18, fourth prohibition gate 19, fourth OR gate 20, sixth AND gate 21, singular pulse generator 22, delay gate 23, second flip-flop 24, operation execution modeling units 25. Each operation execution modeling unit has random time delay unit 26, random duration unit 27, delay gate 28, AND gate 29, flip-flop 30. In addition device has third OR gate 31. EFFECT: increased precision. 2 dwg

Description

Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для статистического моделирования систем массового обслуживания (СМО). The invention relates to computer technology, is intended for statistical modeling of queuing systems (QS).

Целью изобретения является повышение точности устройства за счет учета выполнения требуемого количества элементарных операций для завершения обслуживания каждой заявки и выполнения случайного количества таких операций каждым из исполнителей. The aim of the invention is to improve the accuracy of the device by taking into account the implementation of the required number of elementary operations to complete the service of each application and perform a random number of such operations by each of the performers.

Достигается это тем, что устройство для решения задачи анализа работы СМО дополнительно содержит группу триггеров, счетчик, формирователь импульсов, триггер, элементы ИЛИ, И, задержки, запрета. Причем, выход второго элемента ИЛИ соединен с входами второго триггера и триггеров группы, выходы которых соединены с входами шестого элемента И, выход которого через формирователь импульсов соединен с входом элемента задержки, выходы которого и второго триггера соединены с входами четвертого элемента запрета выход которого соединен с входами четвертых счетчика и элемента ИЛИ, выход которого соединен с входами генераторов случайных импульсов группы, выходы формирователей импульсов группы соединены с входами соответствующих триггеров группы, выход третьего счетчика соединен с входами четвертого элемента ИЛИ и второго триггера. This is achieved by the fact that the device for solving the problem of analyzing the operation of the QS additionally contains a group of triggers, a counter, a pulse shaper, a trigger, elements OR, AND, delay, prohibition. Moreover, the output of the second OR element is connected to the inputs of the second trigger and the triggers of the group, the outputs of which are connected to the inputs of the sixth element And, the output of which through the pulse former is connected to the input of the delay element, the outputs of which and the second trigger are connected to the inputs of the fourth inhibit element, the output of which is connected to the inputs of the fourth counter and the OR element, the output of which is connected to the inputs of the random group pulse generators, the outputs of the group pulse shapers are connected to the inputs of the corresponding trigger group, the third counter output is connected to the fourth element and the second inputs of OR trigger.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 схема блока моделирования выполнения работ. In FIG. 1 shows a functional diagram of a device; in FIG. 2 block diagram of the simulation of work.

Устройство содержит генератор 1 случайного потока импульсов, счетчики 2, 3, элементы ЗАПРЕТ 4, 5, 6, элементы И 7, 8, 9, 10, 11, триггер 12, элементы ИЛИ 13, 14, реверсивный счетчик 15, счетчики 16, 17, генератор 18 тактовых импульсов, элемент ЗАПРЕТ 19, элемент ИЛИ 20, многовходовый элемент И 21, генератор 22 одиночных импульсов, элемент 23 задержки, триггер 24, группу блоков 25i моделирования выполнения работ, каждый из которых содержит блок 26 случайной временной задержки, генератор 27 случайной временной длительности, элемент 28 задержки, элемент И 29, триггер 30; элемент ИЛИ 31. The device contains a generator 1 of a random pulse stream, counters 2, 3, elements FORBID 4, 5, 6, elements AND 7, 8, 9, 10, 11, trigger 12, elements OR 13, 14, reversible counter 15, counters 16, 17 , clock generator 18, bans element 19, OR element 20, multi-input element And 21, single pulse generator 22, delay element 23, trigger 24, a group of work execution simulation blocks 25i, each of which contains a random time delay block 26, generator 27 random time duration, delay element 28, AND element 29, trigger 30; element OR 31.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Когда на входе нет очереди и все каналы обслуживания свободны, триггер 12 находится в состоянии, когда на управляющем входе элемента ЗАПРЕТ 6 сигнал отсутствует и он открыт. Импульс от генератора 1 через открытые элементы ЗАПРЕТ 4 и 6 поступает на первый вход триггера 12, а через элемент ИЛИ 14 на входы всех блоков 25i моделирования выполнения работ и второй вход триггера 24. Триггер 12 переключается, закрывая тем самым элемент ЗАПРЕТ 6 и открывая элемент И 11. Триггер 24 открывает элемент ЗАПРЕТ 19. When there is no queue at the input and all service channels are free, trigger 12 is in a state when there is no signal at the control input of the element BAN 6 and it is open. The pulse from the generator 1 through the open elements BAN 4 and 6 is fed to the first input of the trigger 12, and through the OR element 14 to the inputs of all blocks 25i simulation of work and the second input of the trigger 24. The trigger 12 is switched, thereby closing the element BAN 6 and opening the element And 11. Trigger 24 opens the element BAN 19.

До окончания обслуживания следующие импульсы генератора 1, имитирующие заявки, поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 15, имитируя образование очереди. Until the end of the service, the next pulses of the generator 1, simulating the application, are fed to the summing input of the reverse counter 15, simulating the formation of the queue.

В каждом блоке 25i моделирования выполнения работ с поступлением на блоке сигнала запускается блок 26 случайной временной задержки, а триггер 30 устанавливается в положение, при котором потенциал на втором выходе блока равен нулю. Через промежуток времени, моделирующий время выполнения работ исполнителем, на линии 26 появляется импульс, который запускает генератор 27 импульсов случайной длительности, который формирует импульс длительности, пропорциональной количеству элементарных операций, которые выполняет соответствующий исполнитель. Этот импульс поступает на первый вход элемента И 29 и на первый вход триггера 30, с выхода которого поступает высокий потенциал на второй выход блока 25i. Импульс от генератора 18 тактовых импульсов через элемент 28 временной задержки и открытый для прохождения импульсов элемент И 29 поступают на счетный вход счетчика 16 количества выполненных работ. Элемент 28 временной задержки обеспечивает сдвиг по фазе импульсов, поступающих на вход счетчика 16 от различных блоков 25i моделирования выполнения работ. Сигнал со второго выхода блоков 25i моделирования выполнения работ поступает на вход элемента И 21 (i

).In each block 25i of modeling the execution of work with the arrival of a signal on the signal block, a random time delay block 26 is launched, and the trigger 30 is set to a position at which the potential at the second output of the block is zero. After a period of time simulating the execution time of the contractor, an impulse appears on line 26, which starts a random pulse generator 27, which generates a pulse of duration proportional to the number of elementary operations that the corresponding executor performs. This pulse is supplied to the first input of the And element 29 and to the first input of the trigger 30, from the output of which a high potential arrives at the second output of the block 25i. The pulse from the generator 18 clock pulses through the element 28 time delay and open for the passage of pulses element And 29 are received at the counting input of the counter 16 of the number of work performed. The time delay element 28 provides a phase shift of the pulses arriving at the input of the counter 16 from various work modeling units 25i. The signal from the second output of the blocks 25i simulation of work is fed to the input of the element And 21 (i

)

При достижении числом подсчитанных импульсов счетчика 16 заданного значения, соответствующего требуемому количеству выполненных работ, на его выходе появляется импульс переполнения, который поступает на первый вход триггера 24, высокий потенциал с выхода которого закрывает элемент ЗАПРЕТ 19, через элемент ИЛИ 20, элемент И 10 этот импульс поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 15, уменьшая очередь на единицу, а через элемент И 9, ИЛИ 14 на повторный запуск блоков 25i моделирования работ и второй вход триггера 24, который открывает элемент ЗАПРЕТ 19. Перед запуском блок 25i моделирования выполнения работ устанавливается импульсом переполнения с выхода счетчика 16 в исходное состояние (i

).When the number of counted pulses of counter 16 reaches the set value corresponding to the required number of work performed, an overflow pulse appears at its output, which is fed to the first input of trigger 24, the high potential from the output of which closes element BAN 19, through element OR 20, element And 10 this the pulse arrives at the subtracting input of the reverse counter 15, decreasing the queue by one, and through the AND 9, OR 14 element to restart the work simulation blocks 25i and the second trigger input 24, which opens the element nt inverted unit 19. Before starting work performance 25i modeling the overflow pulse from the output of the counter 16 to the initial state (i

)

Если число подсчитанных импульсов счетчика 16 не достигло заданного значения, на выходе счетчика сигнал не появится. В этом случае, после выполнения моделирования всех работ с выхода элемента И 21 поступает сигнал на вход генератора одиночных импульсов, с выхода которого импульс через элемент 23 задержки и через открытый элемент ЗАПРЕТ 19 поступает на вход элемента ИЛИ 20 и на счетный вход счетчика 17 количества недообслуженных заявок, увеличивая содержимое счетчика на единицу. С выхода элемента ИЛИ 20 импульс поступает на вход элемента И 10 и второй вход блока 25i моделирования выполнения работ. Аналогично импульсу переполнения счетчика 16, этот импульс уменьшает очередь на единицу, приводит в исходное состояние блоки 25i моделирования выполнения работ и повторяет их запуск. If the number of counted pulses of the counter 16 has not reached the set value, the signal will not appear at the output of the counter. In this case, after all the work has been simulated, the output of the element And 21 receives a signal at the input of the single pulse generator, the output of which is transmitted through the delay element 23 and through the open element BAN 19 to the input of the OR element 20 and to the counting input of the counter 17 of the number of underserved applications, increasing the contents of the counter by one. From the output of the OR element 20, a pulse is supplied to the input of the And element 10 and the second input of the work execution modeling block 25i. Similar to the counter overflow pulse 16, this pulse reduces the queue by one, restores the work execution simulation blocks 25i and restarts them.

Элемент 23 задержки необходим для разделения во времени момента одновременного появления импульса переполнения на выходе счетчика 16 и импульса на выходе элемента И 21 с целью недопущения записи в счетчик 17 обслуженной заявки. Если в очереди нет заявок, то сигнал с выхода элемента ИЛИ 20 через элемент ЗАПРЕТ 5 переключает триггер 12, открывая элемент ЗАПРЕТ 6 и закрывая элемент И 11. The delay element 23 is necessary for separating in time the moment of the simultaneous occurrence of an overflow pulse at the output of the counter 16 and a pulse at the output of the And 21 element in order to prevent recording of the served order in the counter 17. If there are no requests in the queue, the signal from the output of the OR 20 element through the FORBID 5 element switches the trigger 12, opening the FORBID 6 element and closing the And 11 element.

При заполнении всей очереди на выходе элемента И 8 появляется сигнал, который закрывает элемент ЗАПРЕТ 4 и открывает элемент И 7. При этом новые заявки поступают на вход счетчика 3 потерянных заявок. When filling the entire queue at the output of the And 8 element, a signal appears that closes the Forbidden 4 element and opens the And 7 element. In this case, new applications are received at the input of the counter 3 of lost applications.

Устройство позволяет к концу эксперимента определять такие характеристики СМО, как вероятность обслуживания, вероятность отказа в обслуживании. По показателям реверсивного счетчика 15, зафиксированным в процессе моделирования, может быть определена средняя длина очереди в системе. The device allows by the end of the experiment to determine such QS characteristics as the probability of service, the probability of denial of service. According to the indicators of the reversible counter 15 recorded during the simulation, the average queue length in the system can be determined.

Claims

DEVICE FOR SOLVING THE PROBLEM OF ANALYSIS OF OPERATION OF MASS SERVICE SYSTEMS, comprising a random pulse stream generator, the output of which is connected to the inputs of the first counter, the inhibit element and the AND element, the output of which is connected to the input of the second counter, the output of the first inhibit element is connected to the inputs of the second element And and the element prohibition, the output of which is connected to the inputs of the first OR element and the first trigger, the output of which is connected to the inputs of the second prohibition element and the AND element, the output of which is connected to the input of the reverse a readout whose outputs are connected to the inputs of the second OR element and the third AND element, the output of which is connected to the inputs of the first AND and inhibit elements, the output of the second OR element is connected to the inputs of the fourth AND element, the third inhibit element, and the fifth AND element, the outputs of which are connected to the inputs of the first OR element, the first trigger and the reverse counter, respectively, the output of the first OR element is connected to the inputs of the random time delay blocks of the group, the third OR element, the output of which is connected to the input t a third counter, characterized in that, in order to increase accuracy, a clock pulse generator, a single pulse generator, a counter, a trigger, an OR element, a prohibition element, an AND element, a delay element, a group of random duration generators, a group of triggers, a group of elements are introduced into it And, a group of delay elements, and the output of the third counter is connected to the inputs of the second trigger and the fourth OR element, the output of which is connected to the inputs of the fourth and fifth AND elements, the third prohibition element and random time blocks group delays, the outputs of which through the corresponding generators of random group duration are connected to the inputs of the AND elements of the group and group triggers, the outputs of which are connected to the inputs of the third OR element and the sixth AND element, respectively, the output of which is connected through the generator of single pulses to the input of the delay element, the outputs of which and the second trigger through the fourth inhibit element is connected to the inputs of the fourth counter and the OR element, the output of the clock generator is connected through the corresponding elements aderzhki group with inputs of the corresponding AND element group output of the first OR gate is connected to the input of the second flip-flops and the inputs of the group.