SU1509924A1 - Устройство дл моделировани систем массового обслуживани - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано дл  моделировани  замкнутых систем массового обслуживани  с конечным числом источников за вок, имеющих буферные пам ти. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделировани  работы систем массового обслуживани  с групповой диспетчеризацией "в пор дке очереди". Устройство содержит M источников за вок, генератор тактовых импульсов, формирователь сигналов разрешени  опроса, блок опроса, блок случайной временной задержки, блок анализа очередей, элементы И, ИЛИ, ИЛИ-НЕ. Новым в устройстве  вл етс  элемент ИЛИ-НЕ и структура блока анализа очередей. После обслуживани  за вки формируетс  сигнал о разрешении следующего опроса, и цикл работы устройства повтор етс . При этом, если очередь источника, опрошенна  в предыдущем цикле, имеет другие за вки, то осуществл етс  опрос этой очереди, в противном случае блок анализа очередей определ ет новый источник, имеющий в общей очереди системы первоочередную за вку. Таким образом, обслуживание выбранного источника осуществл етс  до тех пор, пока его за вки не будут выбраны из общей очереди системы. 3 ил.

Description

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

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделировани  систем массового обслуживани  с дисциплиной групповой диспетчеризации в пор дке очереди.

На фиг с 1 изображена структурна  схема устройства; на - структурна  схема блока сдвига; на фиго 3 - схема блока анализа очередей .

Устройство (фиГоО содержит М источников за вок, состо щих из блоков 1 сдвига, реверсивного счетчика 2,генератора 3 импульсов, триггера 4, элемента И-НЕ 5, третьего элемента И 6, счетчика 7 импульсов, первого элемента И 8, элемента ШЖ-НЕ 9,второго элемента И 10, а также генератор 11 тактовых импульсов, формировасо ;о ю

4

3.150

тель 12 сигналов разрешени  опроса, элемент ИЛИ-НЕ 13, М групп 14 элементов И, блок 15 опроса, первый элемент ИЛИ 16, блок 17 случайной временной задержки, второй элемент ИЛИ 18, третий элемент ИЛИ 19,элемент И 20, блок 21 анализа очередей, четвертый элемент ИЛИ 22

Блок 1 сдвига выполнен как ив известном устройстве и содержит узел 23 гашени  приоритетного разр да , регистр 24 сдвига и узел 25 выбора приоритетного разр да, в которые вход т элементы ИЛИ 26, элемен- ты И 27, элементы 28 задержки,элементы И-НЕ 29 о

Блок 21 анализа очередей содержит Р узлов 30 анализа информации (Р - число разр дов блока 1 сдвига), Р узлов 31 анализа разр дов, М элементов ИЛИ 32, М триггеров 33„

Узел 30 анализа информации состоит из М элементов ИЛИ 34, М групп элементов И 35 по (Р-1 ) элемент в группе, М элементов И 36о

Узел 31 анализа разр дов состоит из элемента ИЛИ-НЕ 37 и (P-l) групп элементов И 38 по М элементов И в каждой группе о

Этот блок предназначен дл  определени  одного из регистров блоков 1 сдвига, в котором логическа  1 (за вка) находитс  в старшем по сравнению с другими регистрами раз- р де, и сохранени  признака идентификации выбранного регистра (источник а).

Узлы 30 анализа информации предназначены соответственно дл  опреде- лени  регистра, а также разр да в этом регистре (анализ осуществл етс  с самого старшего Р-го разр да, Тое. с узла 30, в котором находитс  перва  по счету, начина  с Р-го разр да, логическа  1)

Узлы 31 анализа разр дов предназначены дл  блокировки логических 1, по вившихс  при анализе младших разр дов регистров, если в каком то старшем разр де какого-то регистра вы влена 1, Тое данные узлы выдают Г только в один триггер 33„

Триггер 33 предназначен дл  сохранени  в течение определенного време- ни (до прихода очередного единичного сигнала на нулевые входы триггеров ) идентифицирующего признака источника , выбранного на обслуживание

Счетчик 7 представл ет стандартны двоичный счетчик„ Он 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 буферной пам ти этого источника , Тое он содержит информацию о количестве свободных  чеек в этой пам ти Разр дность счетчика определ етс  разр дностью двоичного числа,равного емкости буферной пам ти источ- никао Если содержимое счетчика 7 менше его емкости, следовательно, в буферной пам ти источника есть обслуженные за вки, и генератор 3 может вьздавать с определенной частотой за вки в системуо Если содержимое равно максимальному, то, соответственно , буферна  пам ть пуста и элемент И-НЕ запрещает работу генератора 3о

Частота вьщачи импульсов за вок генераторов 3 настраиваетс  согласно интенсивности отработки за вок источников в реальной системе

Так как импульсы-за вки поступают от источников в очереди в различные моменты времени, то, соответственно, 1 в регистрах наход тс  в разных разр дах

Выбором тактовой частоты генератора II обеспечиваетс  исключение ситуации попадани  сигналов от гене- раторов 3 разных источников за вок в один и тот же разр д блока 1 сдвига В результате последовательных сдвигов в одном из регистров импульс за вка, поступивша  раньше других в очередь, располагаетс  в более старшем разр де по сравнению с другими за вками

Таким образом, с помощью М очередей (регистров) источников за вок и блока 21 анализа очередей имитируетс  обща  очередь системы и идентифицируетс  за вка, вошедша  раньше других в эту очередь и требующа  первоочередного обслуживани 

Устройство работает следующим об- разомо

С выхода генератора 3 импульсов за вок на вход блока I сдвига через элемент И 8 поступают импульсы-за вки , имитирующие входной поток за вок от первого источника ( Аналогично это происходит и в других источниках По положительному перепаду тактового импульса от генератора 11,

поступающему на тактовый вход блока 1 сдвига, в нем осуществл етс  режим последовательного занесени  информации со сдвигом вправо, так как в начальный момент работы устройства на входе от блока 15 опроса поддерживаетс 

В счетчиках 2 и 7 регистрируютс  поступившие в систему за вки Если их количество в счетчике 7 равно емкости буферной пам ти источника,то на выходе элемента И-НЕ 5 имеетс  О и элемент И 8 запретит вход за вок в блок 1 сдвига Таким обра- зом, имитируетс  аварийна  ситуаци  просто -источника, когда его буферна  пам ть пуста о

В определенное врем  на запускающий вход подаетс  сигнал запуска уст- ройства Этот сигнал при наличии тактового импульса проходит формирователь 11 сигналов разрешени  опроса, сбрасывает триггеры 4 в каждом источнике за вок .и запускает блок 15 опро- са В этот же момент времени с установочного входа подаетс  единичный сигнал и через элемент ИЛИ 22 запускает , блок 21 анализа очередей о В следующем такте блок 15 опроса вьздает логические 1 на входы блоков 1 сдвига во всех.источниках за вок и соответственно на первые входы элементов И всех групп 14 элементов Ио

При поступлении сигнала о разреше- НИИ опроса в блок 21 анализа очередей (фиг.З) узлы 30 принимают информацию из разр дов регистров блоков 1 сдвига в виде последовательностей О и В этих узлах производитс  опре- деление регистра блока 1 сдвига,содержащего 1 в первом старщем разр де При обнаружении ее в каком-то старшем разр де -какого-то регистра сдвига узлы 31 блокируют все 1,пос- тупающие из младших (по сравнению с найденным разр дом) разр дов выбранного и всех остальных регистров сдвига В результате работы блока 21 на выходе одного из триггеров 33 формируетс  и поддерживаетс  1, а в остальных - О, либо все О, если регистры пусты. Эти сигналы поступают на вторые входы элементов И соответствующих групп 14 Таким об- разом,, сигналы опроса с информационных выходов блока 15 опроса проход т через элемент И той группы 14,котора  подключена к разр дным выходам блока

сдвига, имеющего ранее найденный разр д,. На выходах элементов И остальных групп 14 формируютс  уровни логического

При поступлении сигналов опроса на разр дные входы блока I сдвига () содержимое выбранного регистра считываетс  в узлы 23 и 25, в результате чего на обслуживание поступает I из ранее определенного разр да (эта 1 подаетс  на элемент ИЛИ 16 и триггер 4) В этот же момент данна  за вка исключаетс  из очереди .(узел 23), производит гашение I в выбранном разр де и заносит информацию в параллельном ходе через входы в регистр, так как на входе (l поддерживаетс  1)о

Во всех остальных блоках сдвига информаци  в регистрах не измен етс  и на соответствующих входах элемента I-fflH 16 и триггеров 4 имеютс  логические О, Таким образом, на обслуживание поступает за вка раньше всех, вошедша  в систему, Тое обслуживание производитс  в начале в пор дке поступлени  в общую очередь

По окончании обслуживани  за вки на выходе блока 17 по вл етс  единич ньш сигнал, который проходит через элемент ИТШ 18. Также, как и предьщу щий запускающий сигнал, он поступает в формирователь 12 во все источники за вок.

Он проходит через элемент И 6 только того источника, за вка которого обслужена (триггер 4 на выходе поддерживает 1) и осуществл ет режим вычитани  в реверсивном счетчике 2

Далее .в работе устройства могут возникнуть две возможные ситуации.

Реверсивный счетчик 2 после выполнени  режима вычитани  содержит ненулевое число, , в системе от данного источника находитс  несколько за вок . Тогда элемент ИЛИ-НЕ 9 вьщает на выход логический О, и соответственно на выходе элемента И 10 - О, В результате этого на входы элемента ИЛИ 1 9 подаютс  одни (в других источниках элементы И 10 формируют только О, так как их соответствующие триггеры 4 поддерживают на выходах уровень логического О)о С вы хода элемента ИЛИ 19 на один вход элемента И 20 поступает нулевой сиг715П

нал, а на другой - единичный сигнал от формировател  12 сигналов разрешени  обслуживани  о В результате этого , на вход блока 21 анализа очередей поступает нулевой сигнал и данный блок на выходе имеет ту же последовательность О и 1, что и в предыдущем цикле Таким образом, блок 15 опроса вновь производит опрос оче- реди ранее выбранного источника.

Реверсивный счетчик 2 после вьтол- нени  режима вычитани  содержит нулевое число за вок, т.е. в данном случае имитируетс  освобождение очере- ди источника за вок, а точнее,отсутствие за вок от данного источника в общей очереди системы 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 приходит не только в блок 15 опроса, но и через элементы И 20, ИПИ 22 в блок 21 анализа очередей, в котором происходит сброс всех триггеров 33 (фиГоЗ) в нулевое состо ние и на выходах этого блока выработаетс  новый идентифицирующий признак источника, имеющего первооче редкую за вку в общей очереди системы , Тоео опрашиваетс  очередь нового источника за вок

Также единичный сигнал с выхода элемента ИЛИ-НЕ 9 поступает на вход счетчика 7 и сбрасьгоает его в нулевое состо ние, т.ее происходит имитаци  заполнени  за вками буферной пам ти обслуженного источника за вок о

Сигналы с выходов блока 21 анализа очередей поступают также на соответствующие входы элемента ИГГИ-НЕ 13 который в случае отсутстви  за вок во всех регистрах блоков 1 сдвига выдает 1 в формирователь 12 сигналов разрешени  опроса По приходу тактового импульса этот сигнал запускает блок 15 опроса и через элемент ИЛИ 22 - блок 21 анализа очередей, в результате чего происходит повторный спрос 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  последовательное занесение за вок от генераторов 3 в регистры блоков 1 сдвига при условии

0

5 0

5 0

5 п

е

8

незаполненности соответствующих счетчиков 7 о

Таким образом, устройство позвол ет моделировать функционирование замкнутых систем массового обслуживани - с конечным числом однородных источников, имеющих буферные пам ти и обслуживаемых в с(ответствие с дисциплиной групповой диспетчеризации в пор дке очереди.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  моделировани  систем массового обслуживани , содержащее генератор тактовых импульсов, формирователь импульсов разрешени  обслуживани , четыре элемента ИЛИ, блок случайной временной задержки, блок опроса, элемент И, блок анализа очередей, М источников за вок,каждый из которых состоит из трех элементов И, счетчика импульсов, реверсивного счетчика, элемента И-НЕ,элемента ИЛИ-НЕ, генератора импульсов, триггера и блока сдвига, в каждом источнике за вок выход генератора импульсов соединен с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к информационному входу блока сдвига, выход первого разр да которого соединен со счетным входом счетчика импульсов, разр дные выходы которого подключены соответственно к входам элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, а вход сброса счетчика импульсов соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ и первым входом второго элемента И, второй вход которого подклточен к пр мому выходу триггера и первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, суммирующий вход которого подключен к выходу первого разр да блока сдвига , а разр дные выходы реверсивного счетчика соединены соответственно с входами элемента РШИ-НЕ, М групп элементов И, выходы элементов И К-й группы (,М) подключены соответственно к разр дным входам блока сдвига К-го источника за вок, входы счи- тьгоани  всех блоков сдвига соединены с выходом блока опроса, вход которого подключен к первому выходу формировател  сигналов разрешени  обслуживани , первому входу элемента И

   устройства и нулевым входам триггеров всех источников за вок, информационный выход блока сдвига каждого источника за вок соединен с единичным входом триггера своего источника за вок и соответствующим входом первого элемента ИЛИ устройства, выход которого подключен к входу блока случайной временной задержки, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ устройства, второй вход которого  вл етс  входом запуска устройства , а выход второго элемента ИЛИ устройства подключен к вторым входам третьих элементов И всех источников за вок и первому входу запуска формировател  сигналов разрешени  обслуживани , тактовый вход которого подключен к первому выходу генератора тактовых импульсов,группа выходов которого соединена соответственно с тактовыми входами блоков сдвига, выходы третьих элементов И

   0

   5

   0

   анализа разр дов подключен к первым входам всех элементов И своего узла анализа разр дов, каждый узел анализа информации содержит М элементов И, М элементов ИЛИ и М групп элементов И по (Р-1)-му элементу в каждой группе, выход К-го элемента И J-ro узла анализа информации (j 1 ,Р) соединен с первыми входами элементов И К-й группы и первым входом К-го элемента ИЛИ своего узла анализа информации , остальные входы К-го элемента ИЛИ J-TO узла анализа информации подключены соответственно к выходам элементов И К-й группы своего узла анализа информации и нулевые входы всех триггеров блока анализа очередей объединены и  вл ютс  входом запуска блока анализа очередей, пр мые выходы триггеров которого  вл - ютс,  соответствующими выходами блока анализа очередей, второй вход К-го элемента И и вторые входы эле-:

   источников за вок подключены соответ- 25 ментов И К-й группы всех узлов анали

   ственно к входам третьего элемента ИЛИ устройства, выход которого соединен с вторым входом элемента И устройства , выход которого подключен к первому входу четвертого элемента ИЛИ устройства, второй вход которого  вл етс  установочным входом устройства ., а третий вход четвертого элемента ИЛИ устройства подключен к второму выходу формировател  сигналов разрешени  обслуживани , К-й выход группы блока спроса подключен к первым входам К-х элементов И всех груп вторые входы элементов И К-й группы объединены и соединены с К-м выходом блока анализа очередей, вход запуска которого подключен к выходу четвертого элемента ИЛИ устройства, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет моделировани  работы систем массового обслуживани  с групповой диспетчеризацией в пор дке очереди, оно дополнительно содержит элемент ИПИ-НЕ, а блок анализа очередей содержит М триггеров, М элементов ИЛИ, Р узлов анализа информации и Р узлов анализа разр дов, где Р - число разр дов в блоках сдвига , 1-й узел анализа разр дов состо ит из элемента ШШ-НЕ и (М-i) групп элементов И (i 1,M-J), причем выход элемента ИПИ-НЕ в каждом узле

   0

   5

   0

   5

   5

   0

   за очереди соединены соответственно с разр дными выходами блока сдвига К-го источника за вок, выходы элементов ИЛИ первого узла анализа информации подключены соответственно к входам элемента ШШ-НЕ первого узла анализа разр дов, а выходы элементов ИЛИ (i + 1 )-го узла анализа информации подключены соответственно к вторым входам элементов И i-й группы первого узла анализа разр дов, выходы элементов И первой группы 1-го.узла анализа разр дов соединены соответственно с входами элемента И

   (l+l)-ro узла анализа разр дов (1 1, Р-1), выходы элементов И остальных групп 1-го узла анализа разр дов подключены к вторым входам элементов И соответствующей группы (l+l)-ro узла анализа информации,входы К-го элемента ИЛИ блока анализа очередей соединены соответственно с выходом К-го элемента ИЛИ первого узла анализа информации и выходами К-х элементов И первой группы всех узлов анализа очередей, а выход К-го элемента ИЛИ блока анализа очередей подключен к единичному входу К-го триггера блока анализа очередей,выходы которых соединены соответственно с входами элемента ИЛИ-НЕ устройства , выход которого подключен к второму входу запуска формировател  сигналов разрешени  обслуживани ,

   41

   1 й HcmowuK 3ciflSoK

   L-u источник dOflSoK

   M-1

   3-tj источник sopSoK

   lucm.l I Item. Z

   }0n)ffA)UC/J}.M

   х5л.2Л

   к5лЛ15

   30

   От зленепта.

   Редактор М.Бланар

   Составитель В.Фукалов

   Техред Л.ОлийныкКорректор М.Васильева

   Заказ 5815/48

   Тираж 668

   ВНИИПИ Государственного ко14итета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

   Фие.З

   Подписное