SU1451720A1 - Устройство дл моделировани двухканальной системы массового обслуживани - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено дл  моделировани  процесса веро тностного распределени  и обслуживани  поступивших или ожидающих за вок между свободными каналами системы массового обслуживани  (СМО). Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделировани  ограниченной очереди при обслуживании группы одноприоритетных потоков за вок. Поставленна  цель достигаетс  введением в устройство управл ющего триггера и группы блоков формировани  очереди. Устройство моделирует работу СМО, имеющей два обслуживающих прибора дл  обслуживани  группы потока за вок, кажда  за вка из которых поступает на обслуживание согласно соответствующему ей закону распределени  интервалов времени между соседними поступлени ми на обслуживание и кажд.ой из которых присваиваетс  номер очереди, согласно которому за вка будет обслужена после ожидани  обслуживани  в случае, если в момент ее поступлени  будут зан ты оба канала обслуживани . 2ил. ш (Л

Description

i4i СП

Ч t

Изобретение относитс  к специализированным средствам вычислительнсгй техники и предназначено дл  моделировани  процесса веро тностного рас- пределени  и обслуживани  поступивши или ожидающих за вок между свободными каналами системы массового обслуживани .

Целью изобретени   вл етс  рас- ширение функциональных возможностей устройства за счет моделировани  ограниченной очереди при обслуживании группы одноприоритетных потоков за вок .

На фиг.1 приведена функциональна  схема устройства дл  моделировани  стохастической двухканальной системы массового обслуживани { на фиг.2 - 1|)ункционапьна  схема блока формиро- вани  очереди.

Устройство содержит управл ющий триггер 1, триггер 2;выбора режима , блоки 3 формировани  очереди, второй элемент ИЛИ 4, шестой .5 и п тый 6 элементы ИЛИ, п тый 7, шестой 8, седьмой 9 и восьмой 10 эле- менты И, третий 11 и четвертый 12 элементы ИЛИ, первый 13 и второй 14 элементы И, первую 15 и вторую 16 модели обслуживающего прибора, кажда  из которых состоит из триггера 17 и элемента 18 задержки, первьй 19 и v второй 20 формирователи импульсов, дев тьп элемент И 21, первый эле- мент ИЛИ 22, седьмой элемент ИЛИ 23, реверсивньй счетчик 24 очереди, третий 25 и четвертый 26 элементы И, входы 27 и 28 триггера 1, входы 29 и 30 триггера 2 и информационные вхо ды;31 устройства.

Каждый блок 3 формировани  очереди содержит первый элемент И 32, первый триггер 33, вычитающий счет- чик 34, четвертый элемент ИЛИ 35, второй элемент И 36, дес тый элемент И 37, первый элемент ИЛИ 38, восьмой 39, дев тый 40, четвертый 41 п тый 42, шестой 43 и седьмой 44 элементы И, второй 45 и третий 46 элементы ИЛИ, второй 47 и третий 48 триггеры и третий элемент И 49.

Сущность изобретени  состоит в созданий на основе имеющейс  допол- нительной замкнутой системы массового обслуживани  (СМО), имеющей два обслуживающих прибора дл  обслуживани  потока из п за йок, где п - ко

5

5

0

: 5 0

5

е

0

нечное число, кажда  из которых поступает на обслуживание согласно соответствующему ей закону распределени  интервалов времени между соседними поступлени ми на обслуживание и каждой из которых присваиваетс  номер очереди, согласно которому за вка будет обслужена после ожидани  обслуживани  в случае, если в момент ее поступлени  будут зан ты оба канала обслуживани .

Если 1 - интенсивность поступлени  на обслуживание i-ro требовани  в замкнутой СМО, то суммарна  интенсивность поступлени  на обслуживание всех п требований соответствует ве- . -. п

личине Л X. ; За вка в замкнутой i «

СМО обслуживаютс  любым свободным обслуживающим прибором по мере поступлени  их на обслуживание. Если в момент поступлени  какого-то требовани  оба обслуживающих прибора окажутс  зан тыми, это требование ожидает обслуживани  и ему присваиваетс  номер, под которым оно поступило в очередь и согласно которому оно потом будет обслужено по мере освобождени  обслуживающих приборов. По мере поступлени  требований нЙ обслуживание или в очередь величина Л уменьшаетс  на величину интенсивностей поступлени  на обслуживание, соответствующих тем требовани м, которые поступили соответственно или на обслуживание в один из обслуживакщих приборов, или в очередь.

Устройство может функционировать в двух режимах: как двухканальна  СМО с отказами и одним потоком за вок и как двухканальна  СМО с ограниченной очередностью и несколькими потоками за вок.

Модели обслуживаюш;их приборов  вл ютс  каналами СМО. Каждый из каналов обслуживани  может быть в одном , из двух состо ний: зан т обслуткивани- ем за вки или свободен. За вки (требовани ) принимаютс  к обслуживанию в период времени, когда канал свободен .

Наличие высоких единичных потенциалов на блокирующих выходах моделей обслуживающих приборов свидетельствует о свободном состо нии соответству- кщего канала.

Если устройство работает в перво режиме, то в качестве требований на обслуживание выступают только те импульсы , которые поступают на первый 31 информационный вход устройства. Если устройство работает во втором режиме, то в качестве требозаний на обслуживание выступают отдельные импульсы из общих потоков импульсов поступающих на информационные входы 31, Если рассмотреть какой-то из информационных входов 31. , то из потока импульсов с интенсивностью 7i; поступающих на этот информационный Вход 31;, поступ т на обслуживание только те требовани  (импульсы), которые поступают п период времени, когда

люба  из моделей обслуживающих приборов не зан та обслуживанием требовани , поступившего ранее именно, по входу 31;, причем если кака -то из моделей обслз живающих приборов зан та обслуживанием требовани , поступившего по входу 31-, то друга  модель обслуживающего прибора, если она свободна, не может прин ть на об сл :8сивание в этот период времени следующее требование, поступающее также по этому входу,

обе модели обслуживающих приборов зан ты обслуживанием требований, поступивших по другим информационнь1м входам, кроме входа 31- .

При этом, если требование поступает по информационному входу 31ч , а в этот период времени обе модели обслуживающих приборов зан ты обслу- живанием требований, поступивших по двум другим информационным входам, это требование становитс  (запоминаетс ) в очередь в соответствующем блоке 3, где ему присваиваетс  но- мер очереди, согласно которому он будет обслужен, если в аналогичной ситуации по другим информационным входам ранее поступили требовани  и стали в очередь меньшими номерами. Блок 3 можно рассматривать как место очереди и если оно будет зан то, то импульсы, поступившие по соответствующему информационному входу 31, не будут прин ты ни на обслуживание, ни в очередь.

Предположим положительную логику работы устройства.

Триггеры 17, 18, 33, 47

и 48 перевод тс  в единичное состо ние заданными фронтами импульсов, поступающих соответственно на их инверсны единичные входы. Эти же триггеры перевод тс  в нулевое состо ние также задними фронтами импульсов (кроме триггера 33), поступающими на их инверсные нулевые входы. Триггер 33 переводитс  в нулевое состо ние передним фронтом импульса, поступающе- го на его пр мой нулевой бход.

с 10 5

0 О

5

5

0 5

Реверсивный счетчик 24 измен ет свои состо ни  в моменты действи  передних фронтовых импульсов, поступающих на его суымирующ й или вычитающий входы. Число требований, ожидающих обслуживани , в двоичном коде подаетс  с разр дных выходов ревер- . сивного счетчика 24 на информационные входы вычитающих счетчиков 34 всех блоков формировани  очереди и записываетс  в соответствующие счетчики 34 в момент действи  задних фронтов импульсов, поступающих на .е.го инверсные входы записи. Вычитание состо ний счетчиков 34 происходит в моменты действи  задних фронтов импульсов , поступающих на вычитакнцие входы.

Устройство работает следующим образом .

При функционировании устройства в первом режиме триггер 2 установлен в единичное состо ние. Единичным потенциалом с пр мого выхода триггера 2 открываетс  элемент И 25. Через этот элемент на обслуживание поступают требовани  (импульсы) только с первого информационного входа 31. Далее требовани  через элемент ИЛИ 4 поступают на входы элементов И 7-10. В зависимости от состо ни  управл ющего триггера 1, в которое он устанавливаетс  с заданной веро тностью сигналами, поступающим на его входы, за вка поступает в первый или во второй канал через соответствующий элемент И 7 или 8 при наличии единичных потенциалов на блокирующих выходах моделей 15 и 16 обслуживающих приборов в случае, если оба канала свободны. В этом случае через элементы И 9 и 10 за вки не проход т, так как на их инверсных входах при- сутств ртот единичные потенциалы, за- пирающие эти элементы. Далее через

1451720 ны

10

20

соответствующие элементы ИЛИ 11 и 12 и элементы И 13 и 1А за вка поступает непосредственно на информационные входы соответствующей модели обслуживающего прибора.

В случае, если один из каналов зан т , открывающий один из соответствующих элементов И 9 и 10 разрешает прохождение за вки в другой свободный канал, а отсутствие единичного сигнала от моделей обслуживающих приборов на входах элементов И 13 и 14 запрещает прохождение за вки в зан тый канал. В случае, если оба канала 15 зан ты, за вка из-за отсутстви  едд- ничнЕ)1х потенциалов на соответствующих входах элементов И 5 и 6 получает отказ,

Требование, поступившее на информационный вход модели обслуживающего прибора, поступает на вход соответственно элемента 18 задержки и на ин- версньй нулевой вход триггера 17, перевод  последний в нулевое состо ние. Через промежуток времени, определ емый задержкой сигнала в соответствующем элементе задержки, импульс (требование) воздействует на соответствующий инверсный единичный вход триггера 17, перевод  его в единичное состо ние. В результате моделируетс  обслуживание в модел х обслуживающих приборов.

Дл  перевода устройства во второй режим по шине 30 поступает сигнал на нулевой вход триггера 2 и устанавливает его в нулевое состо ние . При этом единичным потенциалом с инверсного выхода триггера 2 открываетс  элемент И 26. Через этот элемент на обслуживание поступает тре- бовагше, поступающее с выхода элемента ИЛИ 6. Последний объедин ет выходы блоков 3, по которым поступают импульсы, имитирующие за вки замкнутой CMC, требующие обслуживани . Реверсивный счетчик 24 находитс  в нулевом исходном состо нии.

, вьфабатывает также низкий поте циал на выходе элемента И 21, кото подаетс  на вход элемента И 32 и з рывает его. Одновременно соответст ющие потенциалы с инверсных выход управл ющего триггера 1, первого и второго триггеров 17, подаваемые н соответствующие входы элементов И 44 и ИЛИ 45 и 46, создают цепь про хождени  дл  импульса, поступающег с информационного входа 31 через э мент ИЛИ 38 на инверсный единичный вход одного из триггеров 47 или 48 Так как в исходном состо нии тригг ры 33, 47 и 48 наход тс  в нулевом состо нии, единичными потенциалами с их инверсных выходов, поступающи на соответствующие входы элемента 49, последний откроетс . Через эле мент ИЛИ 38 и элемент И 49 требова с информационного входа 31 и далее через элемент ИЛИ 6 проходит на об служивание в соответствующий канал

25 обслуживани , причем, если это тре бование поступает на обслуживание первую модель обслуживающего прибо это же требование переводит в един ное состо ние соответствующий этой

30 модели триггер 47, а если требован поступает на обслуживание во втору модель обслуживающего прибора, в единичное состо ние переводитс  триггер 48. После этого нулевым по

35 тенциалом с инверсного выхода соот ветствующего триггера 47 или 48 за рываетс  элемент И 49 и не пропуск ет в каналы обслуживани  следующие импульсы, поступающие по информаци

40 онному входу 31. Соответствующий е ничный потенциал с пр мого выхода триггера 47 или 48 подаетс  на управл ющий вход соответствующего эл мента И 39 или 40 и открывает его.

45 момент окончани  обслуживани  данн требовани  на выходе соответствующ формировател  19 или 20 импульсов формируетс  короткий по длительнос импульс, который проходит через со

Блок 3 функционирует следующим об- 50 ветствующий открытый элемент И 39

451720 ны

10

20

15

, вьфабатывает также низкий потенциал на выходе элемента И 21, который подаетс  на вход элемента И 32 и закрывает его. Одновременно соответствующие потенциалы с инверсных выходов управл ющего триггера 1, первого и второго триггеров 17, подаваемые на соответствующие входы элементов И 41- 44 и ИЛИ 45 и 46, создают цепь прохождени  дл  импульса, поступающего с информационного входа 31 через элемент ИЛИ 38 на инверсный единичный вход одного из триггеров 47 или 48. Так как в исходном состо нии триггеры 33, 47 и 48 наход тс  в нулевом состо нии, единичными потенциалами с их инверсных выходов, поступающими на соответствующие входы элемента И 49, последний откроетс . Через элемент ИЛИ 38 и элемент И 49 требование с информационного входа 31 и далее через элемент ИЛИ 6 проходит на обслуживание в соответствующий канал

25 обслуживани , причем, если это требование поступает на обслуживание в первую модель обслуживающего прибора, это же требование переводит в единичное состо ние соответствующий этой

30 модели триггер 47, а если требование поступает на обслуживание во вторую модель обслуживающего прибора, в единичное состо ние переводитс  триггер 48. После этого нулевым по35 тенциалом с инверсного выхода соответствующего триггера 47 или 48 закрываетс  элемент И 49 и не пропускает в каналы обслуживани  следующие импульсы, поступающие по информаци- .

40 онному входу 31. Соответствующий единичный потенциал с пр мого выхода триггера 47 или 48 подаетс  на управл ющий вход соответствующего элемента И 39 или 40 и открывает его. В

45 момент окончани  обслуживани  данного требовани  на выходе соответствующего формировател  19 или 20 импульсов формируетс  короткий по длительности импульс, который проходит через соот- 50 ветствующий открытый элемент И 39

разом.

В исходном состо нии триггеры 33, 47 и 48 наход тс  в нулевом состо нии. Допустим, что в свободном состо нии находитс  хот  бы один из каналов обслуживани . При этом нулевой потенциал с инверсного выхода первого или второго триггера 17 или обоих сразу, если оба канала обслуживани  свободили 40 на инверсный нулевой вход соответствующего триггера 47 или 48 и переводит его в нулевое состо ние.

При зан тых обоих каналах обслу- живани  на выходе элемента И 21 формируетс  высокий потенциал, который с высоким потенциалом с инверсного выхода триггера 33 подаетс  на входы элемента И 32 и открывает его.

7

Импульс, имитирующий требование, поступает с информационного входа 31 через элемент И 32 и элемент ИЛИ 35 на суммирующий вход реверсивного счетчика 24 и переводит его в первое состо ние, это означает, что в один из блоков 3 поступило требование в очередь дл  обслуживани  и номер очереди этого требовани  - первый. Задним фронтом импульса, имитирующего это требование и поступающего также на инверсный вход записи соответствующего счетчика 34, код первого состо ни  из счетчика 24 переписываетс  в счетчик 34 соответствующего блока 3. Теперь открьгеаетс  элемент И 37, так как на его входе присутствует единичный потенциал с выхода элемента ИЛИ 35. На выходе элемента ИЛИ 35 присутствует низкий потенциал только при нулевом состо нии вычитающего счетчика 34. При первом состо нии вычитающего счетчика 34 на всех входах элемента И 36 присутствуют единичные потенциалы , которые открывают его. В момент освобождени  любого из каналов обслуживани  на выходе соответствующего формировател  19 или 20 импульсов формируетс  короткий импульс, которы через элемент ИЛИ 22 и элемент И 37 и далее через элемент И 36, элемент И 49 и элемент ШШ 6 имитирует посг тупление в освободившийс  канал на обслуживание i-ro требовани  из очереди . При этом этот же импульс с выхода элемента И 37 поступает на. вычитающий вход счетчика 34, а через элемент ИЛИ 23 - на вычитакщий вход реверсивного счетчика 24 и обнул ет их, пройд  предварительно по информационному входу через элемент И 36 и далее на пр мой нулевой вход триггера 33 и также обнулив его. Таким образом блок переводитс  в исходное состо ние.

Аналогичным образом дл  рассматриваемого случа  импульсы, поступающие .по другим информационным входам 31 j (j i) , увеличивают состо ние реверсивного счетчика 24. При поступлении по соответствующему информационному входу 31; очередного импульса по приведенному выше алгоритму увеличиваетс  состо ние счетчика 24, после чего это состо ние переноситс  в счетчик 34 соответствующего блока 3. После этого состо ние соответствую517208

щего вычитающего счетчика 34 блока 3 не измен етс , так к к в этом блоке триггер 33 переходит в единичное состо ние , а нулевой потенциал с его инверсного выхода закрывает элемент И 32, не позвол   следующим импульсам проходить через элемент И 32 на инверсньш вход, записи счетчика 34,

0 Таким образом в блоке 3 устанавливаетс  номер очереди дл  j-ro требовани  в соответствии с состо нием соответствующего вычитающего счетчика 34. По мере освобожд.ени  любого из

15 каналов обслуживани  импульсы с выхода элемента ИЛИ 22 через элементы И 37 тех блоков 3, в которых хран тс  ожидающие обслуживани  требовани  с соответствующим номером очереди,

0 поступают на вычитающие входы соответствующих им счетчиков 34 и через - элемент ИЛИ 23 на вычитающий вход счетчика 24 и уменьшают их состо ни  независимо от состо ни  триггера 33.

5 При этом посто нно в реверсивном

счётчике 24 отслеживаетс  количество требований, ожидающих обслуживани , которое  вл етс  исходным числом дл  присваивани  номера очереди тому

0 требованию, которое поступило вслед за наход щимс  в очереди, а в каждом из блоков 3 учитываетс  номер очереди , под которым соответствующее требование поступит на. обслуживание.

5

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  моделировани  двухканальной системы массового об0 служивани , содержащее триггер выбора режима, входы которого  вл ютс  входами выбора режима работы устройства , дев ть-элементов И, семь элементов 1ШИ, реверсивный счетчик оче5 реди, два формировател  импульсов и две модели обслуживающего прибора, кажда  из которых состоит из элемента задержки и триггера, единичный вход триггера и вход элемента задерж0 ки в каждой модели обслуживающего

   прибора объединены и подключены соответственно к выходам первого и второго элементов И, пр мые выходы триггеров первой и второй модели обслужи5 вающего прибора соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И, инверсные выходы триггеров подключены к входам соответственно первого и второго формиро

   9

   вателей импульсов, выходы которых соединены соответственно с входами первого элемента ИЛИ, выходы триггера выбора режима соединены с первым входами соответственно третьего и четвертого элементов И, выходы которых подключены соответственно к входам второго элемента ИЛИ, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей устройства за счет моделировани ограниченной очереди при обслуживании группы одноприоритетных потоков за вок, оно дополнительно содержит управл ющий триггер и группу блоков формировани  очереди, каждый из котрых содержит три триггера, вычитающ счетчик, дес ть элементов И и четыр элемента ИЛИ, причем в блоке формировани  очереди выход первого элемента И соединен с инверсным нулевы входом первого триггера и входом записи вычитающего счетчика, выход ; второго элемента И соединен с едининым входом первого триггера и первы входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первым входам третьего, четвертого, п того, шесто и седьмого элементов И, выходы четвертого и п того элементов И соединены соответственно с входами второ элемента ИЛИ, выход которого подключен к инверсному нулевому входу второго триггера, выходы шестого и седмого элементов И соединены соответсвенно с входами третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к инверсному нулевому входу третьего - триггера, инверсные выходы второго третьего триггеров соединены соответственно с вторым и третьим входами третьего элемента И, пр мые входы второго и третьего триггеров подключены к первым входом соответственно восьмого и дев того элементов И, выходы которых соединены с инверсными единичными входами соответственно второго и третьего триггеров , пр мые разр дные выходы вычитающего счетчика подключены соответственно к входам четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом дес того элемента И, выход которого соединен с вычитающим входом вычитающего счетчика и первым входом второго элемента И, остальные входы которого под

   10

   5

   0

   5

   ключены к пр мому выходу первого разр да вычитающего счетчика и инверсным разр дным выходам, начина  с второго вычитающего счетчика, инверсный выход первого триггера подключен к четвертому входу третьего элемента И и первому входу первого элемента И, второй вход которого и второй вход первого элемента ИЛИ объединены и  вл ютс  соответствующими информационными входами устройства , в каждой модели обслз живаю- щего прибора выход элемента задержки соединен с инверсным единичным входом триггера своей модели обслуживающего прибора, входы управл ющего триггера  вл ютс  управл ющими входами устройства, а пр мой и инверсный выхоцы управл юш,его триггера соединены соответственно с первыми входами п того и шестого элементов И устройства, выходы которых соединены с первыми входами соответственно третьего и четвертого элементов ИЛИ устройства, выходы которых подключены к вторым входам соответственно первого и второго элементов И устройства , выход второго элемента ИЛИ уст ройства соединен с пр мыми входами седьмого и восьмого элементов И устройства и вторыми входами п того и шестого элементов И устройства, ин- версньш вход седьмого элемента И

   5 устройства подключен к пр мому выходу триггера первой модели обслуживающего прибора, а выход седьмого элемента И устройства соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ уст- ,

   0 ройства, инверсный вход восьмого элемента И устройства подключен к пр мому выходу триггеров второй модели обслуживающего прибора, а выход восьмого элемента И устройства под5 ключен к второму входу третьего элемента ИЛИ устройства, второй вход третьего элемента И устройства соединен с первым информационным входом устройства, а второй вход четвертого элемента И устройства соединен с выходом п того элемента ИЛИ устройства, выходы шестого и седьмого элементов ИЛИ устройства подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика очереди , а инверсные выходы триггеров моделей обслуживающего прибора подключены соответственно к входам дев 0

   0

   5

   111

   того элемента И устройства, выход которого подключен к третьим входам первых элементов И устройства всех блоков формировани  очереди, выходы первых элементов И которых соединены соответственно с входами шестого элемента ИЛИ устройства, выход первого формировател  импульсов которого подключен к вторым входам восьмых элементов И всех блоков формировани  очереди, выходы третьих элементов И которых соединены соответственно с входами п того элемента ИЛИ устрой-. ства, выход первого элемента ИЛИ ко- ;торого подключен к вторым входам дес тых элементов И всех блоков формировани  очереди, выходы дес тых элементов И которых подключены соответственно к входам седьмого элемента ИЛИ устройства, разр дные выходы реверсивного счетчика очереди которого подключены соответственно к разр д720

   12

   ным входам вычитающих счетчиков всех блоков формировани  очереди, вторые входы дев тых элементов И которых соединены с выходами второго формировател  импульсов устройства, инверсный выход триггера первой модели обслуживающего прибора соединен с первыми инверсными входами четвертых и п тых элементов И и вторым входом седьмых элементов И всех блоков формировани  очереди, вторые входы п тых и шестых элементов И и инверсные входы седьмых элементов И всех блоков формировани  очереди подключены к инверсному выходу триггера второй модели обслуживающего прибора, вторые-инверсные входы четвертых элементов И и третьи входы шестых элементов И всех блоков формировани  очереди подключены к инверсному выходу управл ющего триггера устройства.

   «fff/

   .

   t:

   2

   ЗП

   «г

   ru

   45

   47

   Кб

   49

   LP

   46

   Ptia.2