SU1368887A1 - Устройство дл моделировани систем массового обслуживани - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано дл  моделировани  процессов в системах массового обслуживани  (СМО). Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет моделировани  дисциплины групповой % (Л От 5мха2 капам I - OmhlMZ канала т

Description

1368

диспетчеризации в обслуживании за вок . Устройство имеет М каналов моделировани  очереди, каждый из которых содержит блок 1 сдвига, реверсивный счетчик 2, генератор 3 импульсов за вок, триггер А, элемент 5 И-НЕ, элементы 6,8,10,20 И, элемент 9 ИЛИ-НЕ, двоичный счетчик 7. Устройство также содержит генератор 1 1 тактовых импульсов, формирователь 12 сигналов разрешени  обслуживани , элемент 13 ИЛИ-НЕ, М групп 14 элементов И, блок 15 опроса, элементы 16, 19 ИЛИ, блок 18 приоритетов, блок 21 распределени  приоритетов. Устройство реализует групповую дисциплину обслуживани  каналов моделировани  очереди и позвол ет моделировать функционирование замкнутых многоканальных СМО с конечным числом однородных источников за вок, имеющих буферные накопители и обслуживаемых в соответствии с ситуационной дисциплиной групповой диспетчеризации. 5 ил.

1

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано дл  моделировани  процессов в системах массового обслуживани .

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет моделировани  дисциплины групповой диспетчеризации в обслуживании за вок .

На фиг.1 приведена структурна  схема устройства} на фиг.2 - схема формировател  сигналов разрешени  обслуживани ; на фиг.З - схема блока Xопроса; на фиг.4 - схема блока приоритетов; на фиг.З - схема блока рас- пределени  приоритетов.

Устройство содержит М каналов моделировани  очереди, каждый из которых состоит из блока 1 сдвига, реверсивного счетчика 2, генератора 3 им- пульсов за вок, триггера 4, элемента И-НЕ 5, первого элемента И 6, двоичного счетчика 7, третьего элемента И 8, элемента ИЛИ-НЕ 9, второго элемента И 10, устройство содержит также генератор 11 тактовых импульсов, формирователь 12 сигналов разрешени  обслуживани , элемент ИЛИ-НЕ 13, М групп 14 элементов И, блок 15 опроса первый элемент ИЛИ 16, выход 17 выда чи за вок на обслуживание, блок 18 приоритетов, второй элемент ИЛИ 19, второй элемент И 20, блок 21 распределени  приоритетов, третий элемент ИЛИ .., выход 23 отсутстви  за вок в очеред х, в,1ход 24 превьппени  времен

0 5

5

пребывани  за вок в очереди, вход 25 запуска и установочный вход 26.

Реверсивный счетчик 2 предназначен дл  имитации состо ний очереди источника . Этот счетчик содержит информацию о количестве за вок, наход щихс  в системе.

Счетчик 7 предназначен дл  подсчета за вок, поступающих от каждого источника,в систему (в очередь и на обслуживание), с целью имитации совместно с элементом И-НЕ 5 состо ний буферного накопител  этого источника, т.е. он содержит информацию о количестве свободных  чеек в этом буферном накопителе. Разр дность счетчика определ етс  двоичным числом, равным емкости буферного накопител  источника за вок. Если содержимое счетчика максимальной емкости, то в буферном накопителе источника есть обслуженные за вки, и генератор 3 может вьщавать с определенной частотой за вки в систему . Если содержимое равно максимальному числу, то соответственно, буферный накопитель источника пуст и элемент И-НЕ 5 запрещает работу генератора 3.

Частота вьщачи импульсов за вок генератором 3 настраиваетс  согласно интенсивности обработки за вок источником в реальной системе.

Формирователь 12 сигналов разрешени  обслуживани  вьшолн ет функции запуска блока 15 опроса и блока 21 распределени  приоритетов.

Формирователь 2 сигналов разрешени  обслуживани  (фиг.З) содержит элементы И-НЕ 27, дифференцирующие элементы 28, триггеры 29, схемы расширени  импульса до заданной величины 3U и 31 и элемент ИЛИ 32.

Блок 15 опроса предназначен дл  выполнени  опроса состо ний разр дов блока 1 сдвига в каждом канале моделировани  очереди.

Блок 15 опроса содержит триггер 33, элемент 34 задержки, элемент ИЛИ 35,и регистр 36 задержки. Количество информационных выходов блока 15 опроса выбираетс  в зависимости о разр дности блоков 1 сдвига.

Блок 18 приоритетов предназначен дл  выделени  одного из выбранных дл  обслуживани  приоритетных каналов моделировани  очереди и содержит элементы И 37, элементы ИЛИ 38 и элементы НЕ 39.

Блок 21 распределени  приоритетов (фиг.5) служит дл  назначени  ситуационных приоритетов каналам моделировани  очереди в зависимости от состо ни  их очередей и фиксировани  проведенного распределени  приоритетов в течение времени обслуживани  всех за вок из очереди выбранного канала.

Блок 21 состоит из коммутатора 40 и дешифратора 41. Коммутатор 40 содер жит группы 42 элементов И, групггу элементов И 43 по М элементов И в каждой группе и элементы НЕ 44.

Дешифратор 41 содержит элементы ИЛИ-НЕ 45, элементы И 46, группу элементов ИЛИ 47 и группу триггеров 48.

В св зи с тем, что структурное построение и принцип работы каналов моделировани  очереди идентичен, работу устройства рассмотрим на примере первого канала.

Устройство работает следующим образом .

С выхода генератора 3 импульсов за вок через элемент И 8 на информационный выход блока 1 сдвига поступают импульсы-за вки, нми гирующие входной поток за вок от первого источника . Элемент И-НЕ 5 осуществл ет поддержание в системе определенного количества за вок от источника. Таким образом, имитируетс  входной поток за вок от источников.с ограниченной емкостью буферных накопителей.

По положительному перепаду тактового импульса от генератора 11, поснакопихел  источника, то на элемента И-НЕ 5 будет О , и

тупающему на тактовьш вход блока 1 сдвига, в этом блоке осуществл етс  режим последовательного занесени  ин- с- формации со сдвигом вправо, так как в начальный момент работы устройства в блоке 15 опроса на выходе триггера 33 поддерживаетс  О. В счетчиках 2 и 7 регистрируютс  поступившие в 0 систему за вки. Если их количество в счетчике 7 равно емкости буферного

выходе

элемент.

И 8 запретит вход за вок в блок 1 5 cдвиf a. Таким образом, имитируетс  аварийна  ситуаци  просто  источника, когда его буферньпЧ накопитель пуст.

В определенное врем  на запускаю- 0 Р91Й вход 25 приходит сигнал о разрешении обслуживани . Этот сигнал при наличии тактового импульса входит в формирователь 12 сигналов разрешени  обслуживани , проходит цепочку эле- 5 ментов 29,27, 284, 30, 32 (фиг.2) сбрасывает триггер 4 в каждом канале моделировани  очереди и запускает блок 15 опроса. В этот же момент времени с установочного входа 26 прихо- 0 дит единичный сигнал и через элемент ИЛИ 22 запускает блок 21 распределени  приоритетов. В следующем такте блок 15 опроса выдает логические единицы на входы блоков 1 сдвига во g всех каналах моделировани  очереди, ;. а также соответственно на первые входы элементов И всех групп 14 элементов И. При поступлении сигнала в блок 21 первые М элементов И 3 анализиру- 0 ют состо ние реверсивных счетчиков 2 и выдел ет каналы моделировани  очереди с наивысшим ситуационным приоритетом , т.е. каналы, которые имеют все за вки в системе. Если такие каналы 5 отсутствуют, включаютс  в работу вторые М элементов И 43, которые вьдел - ют каналы с числом за вок, на единицу меньшим, и т.д. В блоке 21 описанный анализ проводитс  параллельно. Однако 0 дешифратор 41 обеспечивает фильтрацию поступающих с коммутатора 40 сигндлов в соответствии с приведенной последовательностью проверки состо ний реверсивных счетчиков 2. Таким образом, 5 на выходах элементов ИЛИ 47 вырабатываетс  двоичный код из О и 1 (либо из одних нулей, если в систе ме вообще нет за вок), который под- держиваетс  на выходах блока 21 рас

513

пределени  приоритетов группой триггеров 48. Данньп двоичный код поступает на входы блока 18 приоритетов. Этот блок позвол ет выбрать на обслуживание из нескольких приоритетных каналов только один канал, имеющий наименьший пор дковый номер, т.е. на его выходах поддерживаетс  код из нулей и одной единицы (либо из одних нулей) . Этот код поступает на вторые входы элементов И всех групп 14 элементов И, вследствие чего сигналы опроса с информационных выходов блока 15 опроса проход т через ту группу 14 элементов И, на которую подана 1 от блока 18, и на выходах остальных групп 14 элементов И формируютс  нули. Таким образом опрашиваетс  тот канал моделировани  очереди, который имеет наивысший ситуационный приоритет.

При поступлении сигналов опроса на разр дные входы блока 1 сдвига из канала выбираетс  перва  по очереди за вка на обслуживание (логическа  1 подаетс  на соответствующий вход элемента ИЛИ 16 и на вход триггера 4 и исключаетс  из очереди). В блоках сдвига остальных каналов моделировани  .очереди информаци  не измен етс  и на соответствующие входы элемента ИЛИ 16 и триггеров 4 подаютс  нули

По окончании обслуживани  за вки на запускающий вход 25 приходит сигнал о разрешении обслуживани , который , как и первоначальный запускающий сигнал

, поступает в формирователь 12, все каналы моделировани 

35 Таким образом, опрашиваетс  очередь нового канала.

Также единичный сигнал с элемента ИЛИ-НЕ 9 поступает счетчика 7 и сбрасывает его

40 состо ние, т.е. происходит имитаци  заполнени  за вками буферного накопител  обслуженного источника за вок.

Сигналы с выходов блока 18 приоритетов поступают также на соответствую

выхода на вход в нулевое

а также во

очереди.

Он проходит через элемент И 6

только того канала, за вка которого

была обслужена (триггер 4 н выходе

поддерживает единицу)и осуществл ет 45 Щие входы элемента ИЛИ-НЕ 13 который

режим вычитани  в реверсивном счетчи- в случае отсутстви  за вок во всех

ке 2.

Далее в работе устройства могут

возникнуть две возможные ситуации: 1. Реверсивный счетчик 2 после

вьтолнени  режима вычитани  содержит

ненулевое число, т.е. в системе находитс  от данного канала несколько

за вок. Тогда элемент ИЛИ-НЕ 9 выдает

55

50

О

на выход логический О и соответственно на выходе элемента И К) также . В результате этого, на входы элемента ИЛИ 19 подаютс  одни нули (в других каналах элементы И К) фор

в случае отсутстви  за вок очеред х вьщает 1 в формирователь 12 сигналов разрешени  обслуживани . По приходу тактового импульса этот сигнал проходит и запускает блок 15 опроса и через элемент ИЛИ 22 - блок 21 распределени  приоритетов, в результате чего происходит повторный опрос блоков 1 сдвига.

По окончании каждого опроса блок 15 выдает логический О на входы- блоков 1 сдвига, в результате чего по приходу тактового импульса в них возобновл етс  занесение за вок.

0

5

0

мируютс  на своих выходах только нули, так как их соответствуюпрле триггеры „4 поддерживают на выходах уровень логического нул ). С выхода элемента ИЛИ 19 на второй вход элемента И 20 поступает нулевой сигнал, а на второй - единичный сигнал от формировател  12 сигналов разрешени  обслуживани . В результате этого, на вход блока 21 распределени  ситуационных приоритетов поступает нулевой сигнал, и данный блок на выходе имеет тот же двоичный код, что и в предыдущем цикле. Таким образом, блок 15 опроса вновь производит опрос очереди ранее выбранного канала.

2. Реверсивный счетчик 2 после выполнени  режима вычитани  содержит код 00, т.е. в данном случае имитируетс  освобождение очереди источника за вок. Тогда элемент ИЛИ-НЕ 9 формирует на выходе логическую 1, котора  проходит элемент И 10 и поступает на вход элемента ИЛИ 19. В результате этого сигнал с формировател  12 проходит не только в блок 15 опроса, но и через элемент ИЛИ 22 в блок 21, в котором происходит сброс всех триггеров в нулевое состо ние, и на выходах блока 21 вырабатываетс  новое распределение ситуационных приоритетов между каналами моделировани  очереди (т.е. новый двоичный код).

5 Таким образом, опрашиваетс  очередь нового канала.

Также единичный сигнал с элемента ИЛИ-НЕ 9 поступает счетчика 7 и сбрасывает его

0 состо ние, т.е. происходит имитаци  заполнени  за вками буферного накопител  обслуженного источника за вок.

Сигналы с выходов блока 18 приоритетов поступают также на соответствую5

0

выхода на вход в нулевое

в случае отсутстви  за вок во всех

5

0

в случае отсутстви  за вок очеред х вьщает 1 в формирователь 12 сигналов разрешени  обслуживани . По приходу тактового импульса этот сигнал проходит и запускает блок 15 опроса и через элемент ИЛИ 22 - блок 21 распределени  приоритетов, в результате чего происходит повторный опрос блоков 1 сдвига.

По окончании каждого опроса блок 15 выдает логический О на входы- блоков 1 сдвига, в результате чего по приходу тактового импульса в них возобновл етс  занесение за вок.

/1368

Таким образом, устройство реализует групповую дисциплину обслуживани  каналов моделировани  очереди и позвол ет моделировать функционирование замкнутых многоканальных СМО с конеч- НЬ1М числом однородных источников за вок , имеющих буферные накопители и обслуживаемых в соответствии с ситуа

ционной дисциплиной групповой диспет- 10 входы одноименных элементов И всех черизации.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  моделировани  систем массового обслуживани ,содержащее генератор тактовых импульсов, формирователь сигналов разрешени  обслуживани , первый элемент ИЛИ-НЕ, блок опроса, первый элемент ИЛИ, М групп элементов И, где М - число обслутки- ваемых потоков за вок, блок приоритетов , состо щий из (М-1) элементов НЕ, (М-2) элементов ИЛИ и (М-1) элементов И, выход i-ro элемента НЕ (, М-1) соединен с первым входом i-ro элемента И, выход j-ro элемента ИЛИ (, М-2) подключен к входу (j+1)-ro эле- мейта НЕ и первому входу (j + D-ro элемента ИЛИ, блок распределени  приоритетов, состо щий из комг утатора и дешифратора, входы которого подключены соответственно к выходам коммутатора , первый выход дешифратора блока распределени  приоритетов соединен с входом первого элемента НЕ и первым входом первого элемента ИЛИ блока приоритетов, К-й выход дешифратора блока распределени  приоритетов (, М-1) соединен с вторым входом (К-1)-го элемента И и с вторым входом (К-1)-го элемента ИЛИ блока распределени  приоритетов, М-й выход дешифратора блока распределени  приоритетов подключен к второму входу (М-1)-го элемента И блока приоритетов, М-каналов моделировани  очереди, каждый из которых содержит блок сдвига, реверсивный счетчик, генератор имгрупп объединены и соединены соотве ственно с выходами группы блока опр са, второй выход которого подключен к входу разрешени  параллельного вв

   15 да ийформации блока сдвига всех кан лов моделировани  очереди, первый в ход дешифратора блока распределени  приоритетов соединен с вторыми вход ми элементов И первой группы, выход

   20 i-ro элемента И блока приоритетов подключен к вторым входам элементов И (i+1)-й группы, выход генератора тактовых импульсов соединен с такто вым входом формировател  сигналов

   25 разрешени  обслуживани , установочн вход которого подключен к выходу пе вого элемента ИЛИ-НЕ,а вход запуска формировател  сигналов разрешени  обслуживани  соединен с входом уст30 ройства, первый информационный выход формировател  сигналов разрешени  обслуживани  подключен к входу запу ка блока опроса, выходы реверсивных счетчиков каждого канала моделировани  очереди подключены соответственно к информационным входам коммутато ра блока распределени  приоритетов, первый выход формировател  сигналов разрешени  обслуживани  соединен с

   40 входом запуска блока опроса, второй и третий выходы формировател  сигналов разрешени  обслуживани   вл ютс  соответственно выходом отсутстви  за вок в очеред х устройства и выхо45 дом превьш1ени  времени пребывани  за вок в очереди устройства, а выход первого элемента ИЛИ устройства  вл етс  выходом выдачи за вок на обслуживание устройства, о т л и ч а35

   пульсов за вок, триггер, элемент ю щ е е с   тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей,, за счет моделировани  дисциплины групповой диспетчеризации в обслуживании за вок, оно дополнительно содержит второй и третий элементы ИЛИ, второй элемент И, а каждый канал моделировани  очереди дополнительно содержит двоичный счетчик, второй и третий элементы И, элемент ИЛИ-НЕ,

   первый элемент И, первый вход которого соединен с пр мым выходом триггера , второй вход первого элемента И  вл етс  входом запуска.устройства, а выход соединен с вычитаюш м входом реверсивного счетчика, суммирующий вход которого подключен к выходу первого разр да блока сдвига, информа- 1;ионный выход которого соединен с

   55

   единичньгм входом триггера и с соответствующим входом первого элемента ИЛИ устройства, т ктовый вход блока сдвига подключен к соответствующему выходу группы генератора тактолых импульсов, а группа информационных входов подключена к выходам соответствующей группы элементов И, первые

   входы одноименных элементов И всех

   групп объединены и соединены соответственно с выходами группы блока опроса , второй выход которого подключен к входу разрешени  параллельного ввода ийформации блока сдвига всех каналов моделировани  очереди, первый выход дешифратора блока распределени  приоритетов соединен с вторыми входами элементов И первой группы, выход

   i-ro элемента И блока приоритетов подключен к вторым входам элементов И (i+1)-й группы, выход генератора тактовых импульсов соединен с тактовым входом формировател  сигналов

   разрешени  обслуживани , установочньпЧ вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ-НЕ,а вход запуска формировател  сигналов разрешени  обслуживани  соединен с входом устройства , первый информационный выход формировател  сигналов разрешени  обслуживани  подключен к входу запуска блока опроса, выходы реверсивных счетчиков каждого канала моделировани  очереди подключены соответственно к информационным входам коммутатора блока распределени  приоритетов, первый выход формировател  сигналов разрешени  обслуживани  соединен с

   входом запуска блока опроса, второй и третий выходы формировател  сигналов разрешени  обслуживани   вл ютс  соответственно выходом отсутстви  за вок в очеред х устройства и выходом превьш1ени  времени пребывани  за вок в очереди устройства, а выход первого элемента ИЛИ устройства  вл етс  выходом выдачи за вок на обслуживание устройства, о т л и ч а

   gg

   55

   причем в каждом канале моделировани  очереди разр дные выходы реверсивного счетчика подключены соответственно к входам элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с,первым входом второго элемента И своего канала моделировани  очереди и входом сброса двоичного счетчика, разр дные выходы которого подключены соответственно к входам элемента И-НР , выход которого подключен к первому входу третьего элемента И своего канала моделировани  очереди, второй вход которого

   ИЛИ устройства, выход которого подключен к первому входу второго элемента И устройства, второй вход кос торого подключен к первому выходу формировател  сигналов разрешени  обслуживани , выход второго элемента И устройства соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ устрой10 ства, второй вход которого подключрен

   вход первого элемента Ш1И-НЕ устройства соединен с первым выходом дешифк второму выходу формировател  сигна лов разрешени  обслуживани , а третий вход третьего элемента ИЛИ  вл етс  входом запуска устройства, вы- подключен к выходу генератора импуль- 15 ход третьего элемента ИЛИ подключен сов за вок, а выход третьего элемен- к управл ющему входу коммутатора бло- та И подключен к информационному вхо- ка распределени  приоритетов, первый ду блока сдвига, выход первого разр да которого соединен с информационным входом двоичного счетчика, пр мой 20 ратора блока распределени  приорите- выход триггера в каждом канале моде- тов, а остальные входы первого лировани  очереди соединен с вторым мента ИЛИ-НЕ устройства подключены входом второго элемента И своего ка- соответственно к выходам элементов И нала моделировани  очереди, выходы блока приоритетов,нулевые входы тригге вторых элементов И всех каналов моде- 25 ров всех каналов моделировани  очереди лировани  очереди соединены соответ- соединены спервьм выходомформировате ственно с входами второго элемента л  сигнала разрешени  обслуживани .

   /5

   ИЛИ устройства, выход которого подключен к первому входу второго элемента И устройства, второй вход которого подключен к первому выходу формировател  сигналов разрешени  обслуживани , выход второго элемента И устройства соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ устройства , второй вход которого подключрен

   вход первого элемента Ш1И-НЕ устройства соединен с первым выходом дешифк второму выходу формировател  сигна лов разрешени  обслуживани , а треий вход третьего элемента ИЛИ  вл тс  входом запуска устройства, вы- од третьего элемента ИЛИ подключен к управл ющему входу коммутатора бло- ка распределени  приоритетов, первый ратора блока распределени  приорите- тов, а остальные входы первого мента ИЛИ-НЕ устройства подключены соответственно к выходам элементов И блока приоритетов,нулевые входы тригге ров всех каналов моделировани  очереди соединены спервьм выходомформировате л  сигнала разрешени  обслуживани .

   К SAOKOM /

   Фи&.3

   фиеЛ