SU1509928A1

SU1509928A1 - Устройство дл моделировани двухканальной системы массового обслуживани

Info

Publication number: SU1509928A1
Application number: SU884364699A
Authority: SU
Inventors: Владимир Анатольевич Гончаренко; Геннадий Викторович Филимонихин
Original assignee: Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского
Priority date: 1988-01-13
Filing date: 1988-01-13
Publication date: 1989-09-23

Abstract

Изобретение относитс к специализированным средствам электронного моделировани , предназначенным дл аппаратурного исследовани систем массового обслуживани . Цель изобретени - расширение функциональных возможностей за счет моделировани присоединени за вок к более короткой очереди и перехода за вки в случае переполнени очереди в смежную очередь. Устройство содержит генератор тактовых импульсов, два генератора случайных последовательностей импульсов, два генератора случайных интервалов времени, три блока синхронизации, три реверсивных счетчика, четыре одновибратора, три дешифратора, два элемента задержки, два счетчика обслуженных за вок, восемь элементов ИЛИ, восемь элементов И и шесть элементов НЕ. 2 ил.

Description

Изобретение относитс к специализированным средствам вычислительной - техники дл моделировани систем массового обслуживани (СМО).

Цель изобретени - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделировани присоеди- Нени за вок к более короткой очереди и перехода за вки в случае переполнени очереди в смежную очередь.

На фиг.1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - схема блока синхронизации.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, первый 2 и второй 3 генераторы случайной последо- ватёльности импульсов, второй 4, пер- вьй 5, третий 6, четвертый 7, п тый 8, седьмой 9 элементы И, первь й 10

и второй 11 элементы НЕ, первьш 12 и второй 13 генераторы случайных ин- -тервалов времени, шестой 14 и восьмой 15 элементы И, третий 16 и четвертый 17 элементы НЕ, первый 18 - четвертый 21 элементы ИЛИ, блок 22 синхронизации, реверсивный счетчик 23, первый 24 и второй 25 счетчики обслуженных за вок, дешифратор 26, третий 27, четвертый 28, первый 29 и второй 30 одновибраторы, первьй 31 и второй 32 элементы задержки, первый 33 и второй 34 блоки модели- - ровани очередей за вок.

Блоки 33, и 34 моделировани очередей содержат первые 35, 36 и вторые 37,38 элементы ИЛИ, блоки 39 и 40 синхронизации, реверсивные счетчики

сл

(э

х

10

41 и 42, дешифраторы 43 и 44, элементы НЕ 45 и 46.

Блоки 22, 39 и 40 синхронизации предназначены дл синхронизации момен с тов поступлени импульсор на суммиру- (ощие -и вычитающие входы реверсивных . счетчиков 23, 41 и 42 соответственно, так как типовые реверсивные счетчики не допускают одновременной подачи импульсов на эти входы.

Блок синхронизации (фиг.2) содержит элемент НЕ 47, первый 48 и второй 49 триггеры с динамическими входами, первый 50 и второй 51 эле- .менты И, первый - четвертый одновибра- торы 52-55.

Работа устройства построена на следующей дисциплине. За вки,пришедшие на обслуживание в двухканаль- ную ШО, присоедин ютс в результате сравнени длин очередей к более короткой очереди. При равенстве очередей за вка присоедин етс к очереди, в которую она поступила. Если при поступлении очередной за вки очередь к соответствукмцему каналу достигла предельной длины, то в зависимости от результата анализа длины очереди смежного канала либо за вка присоедин етс к смежной очереди, либо за- - вка отказываетс в обслуживании при переполнении и этой очереди. Кроме того, так как возможно изменение соотношени длин очередей в процессе ожидани обслуживани , производитс анализ количества за вок, наход щих- с в очеред х. Если оказываетс , что в очереди к смежному каналу находитс меньшее число за вок, причем эта- разница равна (или больше) определенному заранее задаваемому числу, то за вка из длинной очереди переходит в более короткую.

Устройство работает следующим образом,

: На выходах генераторов 2 и 3 слу-; чайных последовательностей импульсов формируютс потоки коротких импульсов, имитирующие вход щие в первый и вто- ; рой каналы СМО потоки за вок с заданными законами распределени времени между поступлением за вок. Предполо-

15

В случае равенства очередей на Q четвертом и третьем выходах дешифратора 26 имеетс нулевой сигнал, указывающий , что соотношение L, L, и . Lj L неверны. Тогда на вводах элементов И 8 и 9 .нулевой сигнал.

Жим, что на первых входах элементов

И 4 и 5 присутствует единичный сигнал ..5 запрещающей присоединение за вки к

Также пусть перва очередь длиннее, смежной очереди, а на входах элеменчем втора , на некоторую величину

IL 1 - L,, где L , и L /,, - длины

Первой и второй очередей соответст-

тов И 14 и 15 - единичный сигнал, что делает доступным каналы дл за вок , поступивших на их входы. Тогда

0

;

венно. Тогда на четвертом выходе дешифратора 28 имеет нулевой сигнал, указывающий, что соотношение L L неверно, а на третьем выходе дешифратора 26 - единичньй сигнал, указывающий , что соотношение L,L2 верно. .В этом случае на первых входах элемен- тов И 9 и 14 имеетс нулевой сигнал, а на первых входах элементов И 8 и 15 единичный сигнал, что делает доступным только второй канал. В результате .этого при наличии короткого импульса с выхода генератора 2 единичный 5 сигнал поступает через элементы И 8 и ИЛИ 21 на вход элемента ИЛИ 19, а при наличии короткого импульса с выхода генератора 3 единичный сигнал поступает через элементы И 5, И 15 и ИЛИ 21 также на вход элемента ИЛИ 19. С выхода последнего импульс поступает на второй вход блока 22 синхронизации.

В случае, если втора очередь длиннее , чем перва , на величину IL т

5

0

., К, то на четвертом выходе дешифратора 26 имеетс единичный сигнал указывающий, что соотношение L, L верно, а на третьем выходе дешифратора 26 - нулевой сигнал, указывающий , что соотношение .j неверно. В этом случае на первых входах элементов И 8 и 15 имеетс нулевой сигнал , а на первых входах элементов

5 И 9 и 14 - единичный сигнал, что делает доступным только первый канал.

В результате этого при наличии короткого импульса с выхода генерато0 ра 2 единичный сигнал поступает через элементы И 4, И 14 и ИЛИ 20 на вход элемента ИЛИ 18, а при наличии короткого импульса с выхода генератора 3 единичный сигнал поступает че5 рез элементы И 9 и ИЛИ 20 также на вход элемента ИЛИ 18. С выхода элемента ИЛИ 18 импульс поступает на первый вход блока 22 синхронизации.

смежной очереди, а на входах элементов И 14 и 15 - единичный сигнал, что делает доступным каналы дл за вок , поступивших на их входы. Тогда

короткие импульсы с выходов генераторов 2 и 3 через элементы И А и 5, ИЛИ 14и15, 20и21, 18и19 соответственно поступают на первый и- вто рой входы блока 22 синхронизации. Непосредственно с выходов элементов ИЛИ 20 и 21 импульсы попадают на входы блоков 33 и 34 моделировани очередей и, пройд через элементы ИЛИ 35 и 36, поступают на первые входы блоков 39 и 40 синхронизации.

Блоки синхронизации работают следующим образом.

Импульсы, приход щие на первый

(второй) вход блоков синхронизации по своему переднему фронту перевод т триггеры 48(49) в единичное состо ние На третий вход блоков синхронизации поступают импульсы высокой частоты от генератора 1 тактовых импульсов. По переднему фронту синхроимпульса на третьем входе блока синхронизации од- новибратор 55 выдает импульс фиксированной длительности. При наличии в этот момент единичного сиглала на выходе триггера 49 срабатывает элемент И 51, который запускает одновибратор 53. Импульс с выхода одновибратора 53 устанавливает по асинхронному вхо- ду триггер 49 в нулевое состо ние и поступает на второй выход блока синхронизации. Импульсы на первом выходе блока формируютс аналогично при наличии паузы на третьем входе блока.

Одновибраторы выбираютс из услови , что сумма длительностей импульсов на выходах одновибраторов 52(53) и 54(55) не превьшает половины пери- ода импульсной последовательности генератора 1.

Таким образом, импульсы на первом и втором выходах блока синхронизации во времени не совпадают, что позвол - ет подавать их на входы реверсивного счетчика. С первого и второго выходов блоков 39 и 40 синхронизйции импульсы поступают на суммирующий и вычитающий входы реверсивных счетчиков 41 и 42 соответственно. Счетчики 41 и 42 фиксируют количество за вок в очереди- к первому и второму каналам обслуживани СМО,

Рассмотрим процесс обслуживани за вок на примере первого канала. При наличии за вок в очереди к первому каналу СМО на.втором выходе дешифратора 43 присутствует логическа

5

JQ

ts

. 20 25 30 ч

до

дд 50

5

1. При достижении содержимым счетчика 41 значение, при котором«происходит ограничение длины очереди, на первом выходе дешифратора 43 по вл .- етс единичный сигнал, который через элемент НЕ 45 поступает на первый выход блока 33 моделировани очереди за вок. Логический О с первого выхода блока 33 блокирует прохождение импульсов от генератора 2 через, элемент И 4, что соответствует отказу вновь поступающим за вкам в приеме на обслуживание из-за достижени очередью предельной длины. Но, если смежна очередь не достигла еще предельной длины, о чем свидетельствует единичный сигнал на первом входе элемента И 8 (т.е. справедливо соотношение L L), то осуществл етс переход за вки во вторую очер1едь. Следующа вновь прибывша за вка может избежать отказа в приеме на обслуживание в случае , если к моменту ее прихода .обьлу- житс хот бы одна за вка в одном из каналов обслуживани .

Обслуживание за вок моделируетс следующим образом.

При наличии за вок в очереди логическа 1 с выхода дешифратора 43 поступает на вход элемента И 6. Предположим , что на его втором входе в этот момент также присутствует 1. В этом случае сигнал с выхода элемента И 6 запускает генератор 12,. который формирует импульс случайной продолжительности. На выходе элемента НЕ 10 формируетс пауза соответствующей длительности, котора блокирует прохождение сигнала через элемент И 6. По ее окончании одновибратор 27 выдает короткий импульс, который через элемент.ИЛИ 37 и блок 39 синхронизации поступает на вычитающий вход счетчика 41 и вход счетчика 24. Содержимое счетчика 41 уменьшаетс на единицу, что соответствует окончанию обслуживани за вки. Счетчик 24 фиксирует количество за вок, обслуженных первым каналом. Обслуживание за вок продолжаетс до тех пор, пока существует их очередь, т.е. содержимое счетчика 41 отлично от нул . Обслуживание за вок .во втором канале происходит аналогично.

Учет перехода за вок из длинной очереди в короткую производитс следующим образом.

20

В начале процесса моделировани реверсивный счетчик 23 занос тс начальные услови - число К.

Импульсы с выхода элемента ИЛИ г 0 (за вки, прин тые в очередь к перому каналу) и с выхода одновибратог - а 28 (за вки, обслуженные вторым каалом через элемент ИЛИ 18 и блок 22 синхронизации поступает на сумми- 10 рующий вход счетчика 23. Импульсы с выхода элемента ИЛИ 21 (за вки, прин тые в очередь к второму каналу и с выхода одновибратора 27 за вки, обслуженные первым каналом через эле- 15 мент ИЛИ 19 и блок 22 синхронизации поступают на вычитающий вход. Запи-. санное в счетчике 23 число определ т етс по формуле

L m,-m,,+ Р - Р, +К

где m - число за вок, прин тых в очередь к первому и второму каналам обслу- 25 жив ани ,СМО;

Р и Р - число за вок, обслуженных первым и вторым каналами; К - число, записанное в

счетчик перед началом работы устройства. Величиной К задаетс то значение разницы в дпинах очередей, которое служит поводом дл перехода за вки в более короткую. Величина К может быть равной 2,3,4 и т.д.

Таким образом, в счетчике 23 оказываетс число, равное сумме величины К и числа, равного значению, на которое различаютс длины очередей к каналам СМО.

Так как число за вок, поступающих на обслуживание, распредел етс на входе равномерно между каналами, то изменение соотношени длин очередей возможно только в результате неравномерности обслуживани за вок в различ ных каналах. Предположим, что соотно- шение числа за вок в очеред х увели- чиваетсй в пользу первой очереди. При этом содержимое счетчика 23 увеличиваетс . Как только это содержимое станет равным величине 2К, на втором выходе дешифратора 26 по вл етс логическа 1 и на выходе одновибратора 30 формируетс короткий импульс.

3toT импульс через элемент ИЛИ 37 и блок 39 синхронизации поступает на

30

35

40

45

50

0

0 5

5

0

5

0

5

0

вычитающий вход счетчика 41, через элемент ИЛИ 36 и блок 40 синхронизации он же подаетс на суммирующий вход счетчика 42,:

Содержимое счетчика 41 уменьшаетс на единицу, а содержимое счетчика 42 увеличиваетс на единицу, что соответствует переходу одной за вки из первой очереди во вторую.

Импульс с выхода одновибратора 30 через элемент ИЛИ 19 и блок 22 синхронизации поступйет на вычитаклций вход реверсивного счетчика 23 и через элемент 32 задержки, элемент ИЛИ 19 и блок 22 тоже на вычитающий вход счетчика 23. Врем задержки элемента 32 больше длительности импульса, формируемого одновибратором 30. Содержимое счетчика 23, соответствук цее разнице очередей плюс число К, уменьшаетс на два, что имитирует переход од- ной за вки из первой очереди во вторую . Перва очередь стала короче на одну за вку, а втора - длиннее.

В случае, если очередь по второму каналу СМО оказываетс длиннее очереди к первому каналу на К за вок, то на первом выходе дешифратора. 26 по вл етс логическа 1. Одновибра- тор 29 формирует короткий импульс, содержимое счетчика 42 уменьшаетс на единицу, содержимое счетчика 41 увеличиваетс на единицу, содержимое счетчика 23 увеличиваетс на два. Это соответствует переходу за вки из второй очереди в первую.

Регистраци количества за вок в очеред х к первому и второму каналам СМО производитс по показани м реверсивных счетчиков 41 и 42 соответственно .:

Claims

Формула изобретени

I - ,

Устройство дл моделировани двух канальной системы массового обслуживани , содержащее генератор тактовых . импульсов, первый и второй генераторы случайной последовательности импульсов , первьй и второй генераторы случайных интервалов времени, блок синхронизации, два блока моделировани очереди, реверсивньй счетчик, первый , второй, третий: и четвертый од- новибраторы, дешифратор, первьй и второй элементы задержки, первый и второй счетчики обслуженных за вок, первый, второй, третий и четвертый

элементы И, первый и второй элементы НЕ, первый и второй элементы ИЛИ, выход генератора тактовых импульсов соединен с тактовыми входами блоков моделировани очереди и блока синхронизации , первый и второй входы запуска которого подключены к выходам соответственно первого и второго элементов ИЛИ, первый и второй тактовые выходы блока синхронизации подключен соответственно к суммирующему и вычи тающему входам реверсивного счетчика разр дные выходы которого подключены соответственно к входам дешифратора, пе рвый и второй выходы которого подключены соответственно к входам запука первого и второго одновибраторов, выходы которых соединены с входами соответственно первого и второго эле ментов задержки, выход первого од- новибратора соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, первым входом постановки в очередь первого блока моделировани очереди и первым входом постановки в очередь второго блока моделировани очереди, выход переполнени которого подключен к перво - му аходу первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом

первого генератора случайной последовательности импульсов, выход второ- го одновибратора подключен к перво- .му входу второго элемента ИЛИ, к пер- вому входу исключени из очереди вто- jporo блока моделировани очереди и {первому входу исключени из очереди (первого блока моделировани очереди, ,выход переполнени которого подклю-, чем к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго генератора случайной последовательности импульсов, выходы первого и второго элементов задержки подключен к вторьт входам соответст- венно первого и второго элементов ИЛИ, выход наличи за вок в очереди первого блока моделировани очереди соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого подключен к входу запуска первого генератора |Случайных интервалов вр емени, выход которого соединен с входом первого элемента НЕ, выход которого подключен к второму входу третьего :элемента И и входу запуска третьего одновибратора , выход которого соединен со счетным входом первого счетчика обслуженных за вок, третьим входом вто

Q 5 0 5 о

д 0 j

5

0

рого элемента ИЛИ и вторым входом исключени из очереди первого блока моделировани очереди, выход наличи за вок в очереди второго блока моделировани очереди соединен с первым входом четвертого элемента И, выход которого подключен к входу запуска второго генератора случайных интервалов времени, выход которого соединен с входом второго элемента НЕ, выход которого подключен к второму входу четвертого элемента И и входу запуска четвертого одновибратора, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика обслуженных за вок, третьим входом первого элемента ИЛИ и вторым входом исключени из очереди второго блока моделировани очереди, разр дные входы реверг сивного счетчика вл ютс установочными входами устройства, отличающеес тем, что, с целью расширени функциональных возможностей за счет моделировани присоединени за вок к более короткой очереди и перехода за вки в случае переполнени очереди в смежную очередь, оно дополнительно содержит п тый, шестой, седьмой и восьмой элементы И, третий и четвертый элементы НЕ, третий и четвертый элементы ИЛИ, причем третий выход дешифратора соединен с первым входом п того элемента И и входом, третьего элемента НЕ, выход которого и выход второго элемента И подключены , соответственно -к первому и второму входам шестого элемента И, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу седьмого элемента И, а выход третьего элемента ИЛИ соединен с четвертым входом-. первого элемента ИЛИ и вторым входом постановки в очередь первого блока моделировани очереди, четвертый выход дешифратора соединен с первым входом седьмого элемента И и входом четвертого элемента НЕ, выход которого и выход первого элемента И подключены соответственно к первому и вто.- рому входам восьмого элемента И, выход которого и выход п того элемента И соединены соответственно с первым и вторым входами, четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен к четвертому входу второго элемента ИЛИ . и второму входу постановки в очередь второго блока моделировани очереди.

а выходы первого и второго генерато- соответственно п того и седьмого эле- ра случайной последовательности им- ментов И. пульсов подключены к вторым входам

Фие.г

Редактор М, Бланар

Составитель В. Фукалов Техред Л.Олийнык

Корректор в. Кабаций