SU1513472A1 - Устройство дл моделировани систем массового обслуживани - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области вычислительной техники. Цель изобретени  - расширение класса моделируемых систем массового обслуживани  (СМО). Устройство позвол ет моделировать функционирование замкнутых СМО с циклической дисциплиной приема за вок от группы однородных источников с общей динамически распредел емой буферной пам тью и блокировкой обслуживани  за вок. Устройство содержит K генераторов 1 за вок, элементы ИЛИ 2, 8, элемент НЕ 3, элементы 4, 10 задержки, элементы И 5, 13, генератор 6 тактовых импульсов, формирователь 7 импульсов разрешени  опроса, реверсивный счетчик 9, блок 11 управлени  опросом, элемент И-НЕ 12. Функционирование устройства начинаетс  с того, что на запускающий вход 14 устройства приходит сигнал, имитирующий возможность начала обслуживани  очередной за вки. Этот сигнал поступает на формирователь 7. Формирователь 7 запускает блок 11 управлени  опросом и K генераторов 1 за вок, которые по определенному закону генерируют за вки. Блок 11 осуществл ет циклический опрос генераторов 1. За вки из очереди поступают на обслуживание. После обслуживани  за вки поступает на "свой" генератор 1 и он переходит в активное состо ние. Счетчик 9 регистрирует количество зан тых буферов в общем буферном пуле. Если все буферы зан ты, то устройство находитс  в состо нии блокировки. В этом случае обслуживающий прибор остаетс  зан тым, опрос генераторов 1 за вок прекращаетс , очередна  за вка не может быть обслужена. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано дл  моделировани  процессов в системах массового обслуживани  (СМО) Целью изобретени   вл етс  расшир ние класса моделируемых СМО.

На фиг.1 изображена структурна  схема устройства; на фиг.2 - структурна  схема генератора за вок.

Устройство содержит К генераторов 1 за вок, второй элемент ИЛИ 2, элемент НЕ 3, второй элемент 4 задержки , второй элемент И 5, генератор 6 тактовых импульсов, формирователь 7 сигналов разрешени  обслужи- вани , первый элемент ИЛИ 8, реверсивный счетчик 9, первый элемент 10 задержки, блок 11 управлени  опросом , элемент И-НЕ 12, первьй эле- мент И 13, запускаюпцай вход 14 уст-, ройства.

Генераторы 1 за вок предназначены дл  моделировани  работы К независимых источников за вок и в замкнутых СМО.

Генератор 1 за вок (фиг.2) содержит третий элемент И 15, первый элемент 16 задержки, генератор 17 случайных чисел, второй элемент 18 задержки , первый триггер 19, первьА элемент И 20, вычитающий счетчик 21, элемент ИЛИ-НЕ 22, второй триггер 23, второй элемент И 24, третий триггер 25,

Генератор 17 случайных чисел пред назначен дл  задани  закона распределени  времени активного состо ни  источника.

Устройство позвол ет моделировать I функционирование замкнутых СМО с циклической дисциплиной приема за вок от группы однородных источни- ков с динамически распредел емой :буферной пам тью и блокировкой обслуживани  за вок,

В общем случае, устройство позвол ет моделировать функцонирование замкнутых СМО с любыми динамически распредел емыми ресурсами, если дисциплина их использовани  аналогична приведенной выше дисциплине исполь- зовани  ресурса буферной пам ти, например-общие данные.

Поэтому работу устройства рассматривают на примере ресурса буферной пам ти.

Блокировка в устройстве интерпре- тируетс  как задержка импульсов опроса и сигнализации о моментах окон

0

5

;

35

40 45

50

55

30

чани  обслуживани  за вок с выходов формировател  сигналов разрешени  обслуживани  на врем , пока не освободитс  зан тый буфер. Это приводит к тому, что текущий обслуженный запрос до освобождени  какого-либо буфера не поступает на терминал пользовател  (на генератор 1 за вок),обслуживающий прибор останетс  зан т (хот  и не зан т собственно обслуживанием ) , обслухшвание очередного запроса не может быть начато.

На выходах генератора 17 в моменты времени, тактированные импульсами с выхода элемента И 15, будет двоичное число В, значение которого равно времени активного состо ни  источника .

Вычитающий счетчик 21 работает в качестве таймера. Он физически задает врем  активного состо ни  источника путем считывани  тактовыми импульсами двоичного числа В.

Когда содержимое счетчика равно нулю, фаза активного состо ни  заканчиваетс  и импульс-за вка с выхода элемента ШТИ-НЕ 22 становитс  в очередь на обслуживание. Счетчик 21 работает в режиме обратного счета и в режиме параллельного занесени  (запись информации осуществл етс  по импульсу на выходе С).

Элемент 16 задержки служит дл  задержки импульса с выхода элемента И 15 на врем  срабатывани  генератора 17 случайных чисел. Элемент 18 задержки синхронизирует момент начала поступлени  тактовых импульсов от генератора 6 устройства с моментом окончани  записи в счетчик 21 двоичного числа В.

Триггер 23 запоминае т импульс  вки, моделиру  тем.самым очередь

на обслуживание. .

I

Триггер 25 и элемент И 15 служат дп  определени  принадлежности обслуженной за вки данному источнику за вок.

Элемент ИЛИ 2 устройства служит дл  подачи за вок от генераторов 1 за вок на обслуживание.

Элементы 3-5 служат дл  подачи на формирователь 7 импульсов разрешени  опроса сигнала об отсутствии за вок в очер1еди на обслуживание с целью повторени  опроса. Элемент 4 задерживает импульс опроса с выхода элемента 10 на врем  срабатывани  эле5151347

ментов И 24 генератора 1 за вок (фиг.2) и элементов ИЛИ 2 и НЕ 3 устройства (фиг.1).

Группа элементов 8, 9, 12 и 13 служит дл  моделировани  режима блокировки обслуживани  за вок при отсутствии свободного буфера в общем буферном пуле в момент окончани  обслуживани  очередной за вки. Ре- верси1зный счетчик 9 предназначен дл  подсчета количества зан тых буферов. Поскольку буфер занимаетс  после об10

служивани  за вки, а освобождаетс  в момент генерации за вки источником, вход счетчика 9 соединен с выходом сигнализации о моментах окончани  обслуживани  за вок формировател  7, а вычитающий - через элемент ИЛИ 8 с выходами за вок,поставленных в очередь на обслуживание каждого из генераторов за вок.

Размер общего буферного пула определ ет разр дность счетчика 9. Есл содержимое счетчика 9 равно нулю (свободных буферов нет), элемент И 13 закрыт, та;ктовые импульсы с ге нератора 6 не проход т на тактовый вход формировател  7, Обслуживание текущей за вки блокируетс  на врем , пока не освободитс  буфер.

Элемент 10 задержки служит дл  синхронизации поступлени  на генератор 1 за вок импульса с выхода элемента.10 задержки и импульса управлени  опросом с выхода блока 11 управлени  опросом.

Перед началом работы устройства в реверсивный счетчик 9 записьгеаетс 

число в

MiaRc

- 1, где В,

- максимальное двоичное число, которое может быть записано в счетчик (размер общего буферного пула).

Триггеры 19 и 23 каждого из К генераторов за вок (фиг.2) устанавливаютс  в нулевые состо ни , а триггер 25 - в единичное состо ние.

Функционирование устройства начинаетс  с того, что на запускающий вход 14 устройства (фиг.1) приходит сигнал, имитирующий окончание обслуживани  ОДНОЙ за вки и возможност начала обслуживани  следующей. Этот сигнал запоминаетс  в формирователе 7 импульсов разрешени  опроса (фиг.З). По положительному перепаду тактового импульса с генератора 6 (он имитирует текущее врем ) по- ступивщий сигнал в формирователь 7 подаетс  через первьй выход на каж

дый из к генераторов 1 за вок, а через третий выход - на суммирующий вход реверсивного счетчика 9 (фиг.1). Содержимое счетчика увеличиваетс  на единицу и становитс  равным (размеру общего буферного пула). Таким образом, моделируетс  состо ние системы в начальный момент времени, когда за вки источниками еще не сгенерированы , они наход тс  в активном состо нии и все буферы из общего буферного пула зан ты.

Пока содержимое счетчика 9 равно

В

макс

(все буферы зан ты) система

находитс  в состо нии блокировки, так как элемент И 13 закрыт и тактовые импульсы с генератора 6 не проход т на формирователь 7. Это приводит к тому, что импульсы опроса и сигнализации о моментах окончани  обслуживани  за вок с в гходов формировател  7 задержаны на врем  блокировки и обсл уживание очередной за вки не может быть начато. Сигнал, поступающий на выходы формировател  7 одновременно с вто- рого выхода, поступает на элемент 10 задержки и запускает блок 11 управлени  опросом. На выходах послед- него опросом вьфабатываетс  двойной код 000...01, которьй поступает на входы управлени  опросом каждого из К генераторов за вок. Таким образом , в соответствии с циклической

ДИСЦИПЛИНОЙ опроса единичньи импульс сначала подаетс  на первьй генератор 1 за вок, а на остальные - уровень логического О.

Одновременно с импульсом управлени  опросом на входы опроса каждого из К генераторов 1 за вок с выхода .элемента 10 задержки подаетс  импульс опроса.

Импульс с первого выхода сигнализации о моментах окончани  обслуживани  за вок формировател  7, поступающий на вход запуска каждого из генераторов 1 за вок, имитирует,

в общем случае, поступление обслуженной за вки в источник, а в данном случае (в начальный момент времени системы) имитируетс  возможность начала работы источников (генерации

или первой за вки).

В общем случае, любой генератор за вок (источник за вок) на момент поступлени  импульса сигнализации может быть в активном или в пассивнрм состо нии. Если источник нахо- в активном состо нии (состо - нИи генерации очередной за вки), т.е. в KOTopbDi поступила обслуженна  за вка и выделен буфер опера т|ивной пам ти,триггер 25 (фиг.2) находитс  в нулевом состо нии, элемент И 15 закрыт. В этом случае им- иулъс сигнализации о моментах окон- ани  обслуживани , имитирующий об- пуженную за вку, не проходит на енератор 17 случайных чисел, так как эта за вка была сгенерирована другим источником.

Если источник находитс  в пассив состо нии (состо нии ожидани  твета системы на посланную за вку) его за вка - на обслуживании,трис ер 25 устанавливаетс  в единич- ом состо нии, элемент И 15 закрыт. Импульс сигнализации о моментах кончани  обслуживани , имитирую- ций обслуженную за вку, подаетс  через элемент И 15 на вход генера- ора 17 случайных чисел, и источник а вок переходит в активное состо - :ие (генерации очередной за вки), аким образом имитируетс  поступле- 1ие обслуженной за вки в свой ге- iepaTop 1 за вок.

Условно считаем, что в начальный 4омент времени системы все источник axoд тc  в пассивном состо нии ожидани  сигнала возможности нача- па работы). Таким образом, импульс сигнализации о моментах окончани  обслуживани  имитирует сигнал возможности начала работы и запускает каждый генератор 1 за вок, так как перед началом работы триггеры 25 |(фиг.2) были установлены в единич- ное состо ние.

При поступлении импульса с выход ; элемента И 15 на вход генератора 17 случайных чисел он запускаетс  и на его выходах будет двоичное число В, имеющее смысл времени активного состо ни  источника (времени генерации за вок).

Импульс с выхода элемента И 15, задержанньш элементом 16 на врем  срабатывани  генератора 17, подаетс на вход С синхронизации счетчика 21 и по его входам осуществл етс  запись числа В в счетчик.

Элемент 18 задержки выбран так, что сразу после записи числа В в счетчике начинаетс  процесс считыв

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ни  содержимого счетчика тактовыми импульсами с выхода элемента И 20.

Поскольку генератор 6 тактовых импульсов моделирует текущее врем , то через В единиц модельного времени содерл имое счетчика равно нулю, а импульс с выхода элемента РШИ-НЕ 22,имитирующий сгенерированную источником за вку, запоминаетс  триггером 23, который имитирует очередь на обслуживание.

Кроме того, импульс-за вка с выхода элемента ИЛИ-НЕ 22, пройд  через элемент ИЛИ 8 устройства (фиг.1), уменьшает содержимое счетчика 9, которое соответствует количеству зан тых буферов в общем буферном пуле , на единицу.

Таким образом, за вка, сгенерированна  источником через врем  Б после прихода, в источник ранее обслу-г женной за вки, ставитс  в очередь на обслуживание и источник переходит из активного в пассивное состо ние, сопровождающеес  освобождение буфе ра оперативной пам ти.

При поступлении от элемента 10 задержки импульса опроса, а от блока 11 - импульса управлени  опросом элемент И 24 открываетс  и импульс- за вка через элемент ИЛИ 2 устройства подаетс  на обслуживание и одновременно устанавливает триггер 25 в генераторе 1 в единичное состо ние . Элемент И 15 открыт и после обслуживани  за вка будет идентифицирована системой как принадлежаща  этому источнику.

Если в очереди на обслуживание не будет ни одной за вки (все триггеры 23 будут в нулевом состо нии), после очередного опроса на выходе элемента ИЛИ 2 устанавливаетс  логический О.

На выходе элемента НЕ 3 - 1, элемент И 5 открыт и импульс опроса , задержанный на врем  срабатывани  элемейта И 24, поступит на вход сигнализации об отсутствии за вок в очереди на обслуживание формировател  7 импульсов разрешени  опроса с целью повторени  опроса. Если есть свободные буферы в общем буферном пуле (элемент И 13 открыт), то при наличии положительного перепада тактового импульса этот сигнал подаетс  на входы элемента 10 задержки

и блока 11 управлени  опросом. Опрос повтор етс .

Таким образом, устройство позвол ет моделировать функционирование замкнутых СМО с циклической дисциплиной приема за вок от группы однородных источников с динамически распредел емой буферной пам тью (или другими динамически распредел емыми ресурсами с такой же дисциплиной использов ани ) и блокировкой обслуживани  за вок.

Формула

и

эобретени 

Устройство дл  моделировани  сис- ,тем массового обслуживани , содержащее формирователь сигналов .разрешени  обслуживани , блок управлени  опросом, генератор тактовых импульсов , два элемента ИЛИ, два элемента И и К генераторов за вок, каждый из которых содержит генератор случайного числа, вычитающий счетчик, эле- ;мент ИЛИ-НЕ, первый триггер, три элемента И, в каждом генераторе за- ЯВОК информационные выходы вычитаю- |Щего счетчика соединены соответственно с входами элемента Ш1И-НЕ, пр  мой выход первого триггера соединен с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к вычитающему входу вычитающего счетчика, вхо запуска формировател  сигналов разрешени  обслуживани   вл етс  входом запуска устройства, выходы блока управлени  опросом соединены соответственно .с первыми входами вторых эле . ментов И генераторов за вок, отличающеес  тем, что, с целью расширени  класса моделируемых систем , оно дополнительно содержит реверсивный счетчик, элемент И-НЕ,элемент НЕ, два элемента задержки, а

го элемента задержки которого подключен к единичному входу первого триггера, пр мой выход которого со единен с первым входом первого эле мента И своего генератора за вок, вторые входы первых элементов И вс генераторов за вок подключены к пе вому выходу генератора тактовых им пульсов устройства, второй выход к торого соединен с первым входом пе вого элемента И устройства, в кажд генераторе за вок выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с нулевым входом п вого триггера и единичным входом в рого триггера, пр мой выход которо го соединен с вторым входом второг элемента И своего генератора за во выход которого подключен к нулевом входу второго триггера и единичном входу третьего триггера, пр мой вы ход которого соединен с первым вхо дом третьего элемента И своего генератора за вок, вторые входы третьих элементов И всех генераторов за вок объединены и соединены с вы ходом окончани  обслуживани  за во формировател  сигналов разрешени  обслуживани  и суммирующим входом версивного счетчика, разр дные вых ды которого соединены соответствен но с входами элемента ИЛИ-НЕ, выхо которого подключен к второму входу первого элемента И устройства, выход которого соединен с тактовым в дом формировател  сигналов разреше ни  обслуживани , вькод опроса кот рого подключен к входу блока управ лени  опросом и входу первого элемента задержки устройства, выход к торого соединен с третьими входами вторых элементов И всех генераторо за вок и входом второго элемента за держки устройства, выход которого подключен к первому входу второго

каждый генераторо за вок дополнитель- 45 элемента И устройства, второй вход но содержит второй и третий триггеры

которого соединен с выходом элемента НЕ, а выход - с входом сигна лизации об отсутствии за вок.формир вател  сигналов разрешени  обслу- 50 живани , выходы элементов ИЛИ-НЕ и вторых элементов И генераторов за в подключены к входам соответственно первого и второго элементов ИЛИ уст ройства, выход первого элемента ИЛИ которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика устройств выход второго элемента ИЛИ которого подключен к входу элемента НЕ и  вл етс  выходом устройства.

и два элемента задержки, причем в каждом генераторе за вок выход третьего элемента И соединен с нулевым входом первого триггера и входами первого и второго элементов задержки своего генератора за вок и входом запуска генератора случайного числа, информационные выходы которого подключены соответственно к информаци- онным входам вычитающего счетчика, вход записи которого соединен с выходом первого элемента задержки своего генератора за вок, выход второ

0

0

5

0 0

5

го элемента задержки которого подключен к единичному входу первого триггера, пр мой выход которого соединен с первым входом первого элемента И своего генератора за вок, вторые входы первых элементов И всех генераторов за вок подключены к первому выходу генератора тактовых импульсов устройства, второй выход которого соединен с первым входом первого элемента И устройства, в каждом генераторе за вок выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с нулевым входом первого триггера и единичным входом второго триггера, пр мой выход которого соединен с вторым входом второго элемента И своего генератора за вок, выход которого подключен к нулевому входу второго триггера и единичному входу третьего триггера, пр мой выход которого соединен с первым входом третьего элемента И своего генератора за вок, вторые входы третьих элементов И всех генераторов за вок объединены и соединены с выходом окончани  обслуживани  за вок формировател  сигналов разрешени  обслуживани  и суммирующим входом реверсивного счетчика, разр дные выходы которого соединены соответственно с входами элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к второму входу первого элемента И устройства, выход которого соединен с тактовым входом формировател  сигналов разрешени  обслуживани , вькод опроса которого подключен к входу блока управлени  опросом и входу первого элемента задержки устройства, выход которого соединен с третьими входами вторых элементов И всех генераторов за вок и входом второго элемента за- держки устройства, выход которого подключен к первому входу второго

5 элемента И устройства, второй вход

элемента И устройства, второй вход

которого соединен с выходом элемента НЕ, а выход - с входом сигна- лизации об отсутствии за вок.формировател  сигналов разрешени  обслу- живани , выходы элементов ИЛИ-НЕ и вторых элементов И генераторов за вок подключены к входам соответственно первого и второго элементов ИЛИ устройства , выход первого элемента ИЛИ которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика устройства, выход второго элемента ИЛИ которого подключен к входу элемента НЕ и  вл етс  выходом устройства.

flLZ.Z

Claims (1)

1. Формула изобретения |5 Устройство для моделирования сис.тем массового обслуживания, содержащее формирователь сигналов разрешения обслуживания, блок управления опросом, генератор тактовых импуль- ^0 сов, два элемента ИЛИ, два элемента И и К генераторов заявок, каждый из которых содержит генератор случайного числа, вычитающий счетчик, элемент ИЛИ-HE, первый триггер, три &

   элемента И, в каждом генераторе за— явок информационные выходы вычитаю— 1щего счетчика соединены соответственно с входами элемента ИЛИ-HE, пря- мой выход первого триггера соединен 30 с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к вычитающему входу вычитающего счетчика, вход 'запуска формирователя сигналов разрешения обслуживания является входом 35 запуска устройства, выходы блока управления опросом соединены соответственно с первыми входами вторых элементов И генераторов заявок, отли чающееся тем, что, с целью 40 расширения класса моделируемых систем, оно дополнительно содержит реверсивный счетчик, элемент И-НЕ,элемент НЕ, два элемента задержки, а каждый генераторо заявок дополнитель- 45 но содержит второй и третий триггеры и два элемента задержки, причем в каждом генераторе заявок выход третьего элемента И соединен с нулевым входом первого триггера и входами 55 первого и второго элементов задержки своего генератора заявок и входом запуска генератора случайного числа, информационные выходы которого подключены соответственно к информаци- 55 онным входам вычитающего счетчика, вход записи которого соединен с выходом первого элемента задержки свое го генератора заявок, выход второ го элемента задержки которого подключен к единичному входу первого триггера, прямой выход которого соединен с первым входом первого элемента И своего генератора заявок, вторые входы первых элементов И всех генераторов заявок подключены к первому выходу генератора тактовых импульсов устройства, второй выход которого соединен с первым входом первого элемента И устройства, в каждом генераторе заявок выход элемента ИЛИ-HE соединен с нулевым входом первого триггера и единичным входом второго триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом второго элемента И своего генератора заявок, выход которого подключен к нулевому входу второго триггера и единичному входу третьего триггера, прямой выход которого соединен с первым входом третьего элемента И своего генератора заявок, вторые входы третьих элементов И всех генераторов заявок объединены и соединены с выходом окончания обслуживания заявок формирователя сигналов разрешения обслуживания и суммирующим входом реверсивного счетчика, разрядные выходы которого соединены соответственно с входами элемента ИЛИ-HE, выход которого подключен к второму входу первого элемента И устройства, выход которого соединен с тактовым входом формирователя сигналов разрешения обслуживания, выход опроса которого подключен к входу блока управления опросом и входу первого элемента задержки устройства, выход которого соединен с третьими входами вторых элементов И всех генераторов заявок и входом второго элемента за—· держки устройства, выход которого подключен к первому входу второго элемента И устройства, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ, а выход - с входом сигна— лизации об отсутствии заявок.формирователя сигналов разрешения обслуживания, выходы элементов ИЛИ-HE и вторых элементов И генераторов заявок подключены к входам соответственно первого и второго элементов ИЛИ устройства, выход первого элемента ИЛИ которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика устройства, выход второго элемента ИЛИ которого ¹ подключен к входу элемента НЕ и является выходом устройства.