Устройство для моделирования систем массового обслуживания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) Я 50 4 С 06 Е 15 УРо р; САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ КОМУ СВИДЕТ ТВУ КД 19и В валецскии ьство ССС 15/20, 1984 ство СССР 15/20, 1984 ДЛЯ МОДЕЛИРОВАСОВОГО ОБСЛУЖИсится к вь 1 числитель ретения - расшире ых систем массового СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) УСТРОЙСТВОНИЯ СИСТЕМ МАСВАНИЯ(57) Изобретецие отноной технике. Цель изобние класса моделируем обслуживания (СМО). Изобретение позволяет моделировать функционирование замкнутых мцогокдцальцых СМО с коцечцым числом цезависимых источников заявок, содержагцих буферные цдкопители и обслуживаемых в соответствии с ситудционцой дисциплиной одицочцой диспетчеризации. Устройство содержит К каналов моделирования очереди, состоягцих из блока 1 сдвига, реверсивного счетчика 2, генератора 3 импульсов заявок, элемсппгд 11-НЕ 5, д цдкж блок 8 ситуациоццых приоритетов, гецсрдтор 9 тактовых импульсов, бзик 10 опрнд, блок 11 приоритетов, блок 15 вывода. Фуцкциоцировацие устройства цдчипдстся, гспсрации заявок гспсрдтором 3 в олоксдвига1312599 для каждого канала моделирования очереди. Элемент И-НЕ 5 совместно с реверсивным счетчиком 2 регулирует количество заявок от источника в системе (в очереди и на обслуживании), определяемое емкостью буферного накопителя источника. При наличии сигнала об окончании обслуживания заявки формирователь 12 сигналов разрешения обслуживания приводит в действие блок 10 опроса и блок 8 ситуационных приоритетов. Блок 10 опроса выдает сигналы опроса в те каналы моделирования очереди, для которых 1Изобретение относится к вычислительнойтехнике и может быть использовано для моделирования процессов в системах массовогообслуживания (СМО).Цель изобретения - расширение класса 5моделируемых систем массового обслуживания с дисциплиной одиночной диспетчеризации.На фиг. 1 приведена структурная схемапредлагаемого устройства на фиг. 2 - схеОма блока ситуационных приоритетов.Устройство содержит К каналов моделирования очереди, каждый из которых состоит из блока 1 сдвига, реверсивного счетчика 2, генератора 3 импульсов заявок, триггера 4, элемента И-НЕ 5, элемента И 6, а также й групп элементов И 7, блок 8 ситуационных приоритетов, генератор 9 тактовыхимпульсов, блок 10 опроса, блок 11 приоритетов, формирователь 12 сигналов разрешения обслуживания, элемент ИЛИ 13, элемент ИЛИ-НЕ 14, блок 15 вывода, вход 16 20запуска.Блок 8 ситуационных приоритетов содержит группу элементов И 7, первый 18 и второй 19 элементы ИЛИ-НЕ, первую 20 и вторую 21 группы элементов ИЛИ-НЕ, вторую22 и третью 23 группу элементов И.Разрядность счетчика 2 выбирается, исходя из емкости буферного накопителя терминала, которая у указанных СМО можетварьироваться от одной до семи ячеек, Устройство рассчитано на емкость буферного 30накопителя, равной трем, т. е. в нем можетпомещаться максимально три заявки. Такимобразом, разрядность счетчика 2 равна двум,так как двоичное число, соответствующее3, равно 11,Частота выдачи импульсов заявок генератором 3 настраивается согласно интенсивности обработки заявок терминалом вреальной системе.Блок 8 ситуационных приоритетов (фиг. 2предназначен для выделения на момент насформирован признак обслуживания, вырабатываемый блоком 8 ситуационных приоритетов на основе анализа содержимого реверсивных счетчиков 2, т, е. анализа количества заявок в системе от каждого источника. Блок 11 приоритетов выбирает на обслуживание приоритетный канал с наименьшим порядковым номером. Тактирование в устройстве осуществляется генератором 9. Блок 15 вывода выполняет функции сопряжения устройства со счетными приборами.2 ил. чала обслуживания приоритетных каналовмоделирования очереди, т. е, он назначаетканалам в зависимости от состояния их буферных накопителей (или от количества всистеме их заявок) ситуационые приоритеты.Блок 11 приоритетов предназначен длявыделения одного из выбранных для обслуживания приоритетных каналов моделирования очереди.Формирователь 12 сигналов разрешенияобслуживания выполняет функции запускаблока 10 опроса и блока 8 ситуационныхприоритетов,Блок 15 вывода состоит из трех расширителей импульсов и предназначен для согласования устройства моделирования с пересчетными приборами.СМО, для моделирования которых предназначено предлагаемое устройство, широкоиспользуются для описания функционирования автоматизированных систем управления технологическим оборудованием. Указанные СМО состоят из М независимых источников (терминалов), каждый из которыхимеет буферный накопитель с ограниченнойемкостью, предназначенной для храненияобслуженных заявок перед и во время ихобработки на терминале, а также очередьзаявок, требующих обслуживания, из которой они выбираются в порядке поступления,Заявки, циркулирующие в системе, обладают индивидуальностьк), т. е. после обслуживания они возвращаются к своему терминалу.Количество заявок, принадлежащих одному терминалу, ограничено и определяетсяемкостью его буферного накопителя.Рассматриваемые СМО имеют следующую особенность.Если в какой-то момент времени буферный накопитель терминального устройствапустует, т. е. все его заявки находятся в системе - в очереди и на обслуживании, то этоустройство находится в аварийном останове.В реальных системах такие ненормативные ситуации являются нежелательными и представляют редкие события.Ситуационная дисциплина диспетчеризации типа 5 К обеспечивает выбор терминалов на обслуживание в соответствии с их ситуационными приоритетами, которые назначаются устройством в зависимости от заполненности заявками их буферных накопителей. При этом чем меньше заявок в накопителе источника, тем выше его приоритет, а при наличии нескольких таких накопителей берется на обслуживание источник с наименьшим номером. При одном подключении к очереди терминала обслуживается только одна ее заявка.Устройство работает следующим образом.С выхода генератора 3 импульсов заявок на вход элемента И-НЕ 5 поступают импульсы-заявки, имитирующие входной поток заявок от первого терминала (аналогично это происходит и в других каналах моделирования очереди). На других входах элемента И-НЕ 5 имеются сигналы соответственно с первого (младшего) и второго (старшего) разрядов реверсивного счетчика 2. Элемент И-НЕ 5 осуществляет поддержание в системе определенного количества заявок от терминала (в данном случае три, так как объем его буферного накопителя выбран равным трем ячейкам). Таким образом, имитируется входной поток заявок от терминалов с ограниченной емкостью буферных накопителей.С выхода элемента 5 импульс заявки проходит на вход блока 1 сдвига. По положительному перепаду тактового импульса от генератора 9, поступающего на первый вход блока 1 сдвига, в последнем осуществляется режим последовательного занесения информации со сдвигом вправо, так как в начальный момент работы устройства на входе блока 1 сдвига поддерживается логический 0.В реверсивном счетчике 2 регистрируется поступившая в систему заявка. Если количество заявок в системе от терминала равно емкости буферного накопителя (трем), то элемент И-НЕ 5 запирает вход заявок в систему (на ее входах 1),Таким образом, имитируется аварийная ситуация простого терминала, когда его буферный накопитель пуст.В то же время на запускающий вход 16 приходит сигнал о начале обслуживания очередной заявки. Этот сигнал при наличии тактового импульса входит в формирователь 12 сигналов разрешения обслуживания и запускает блок 10 опроса и блок 8 ситуационных приоритетов, Блок 10 опроса выдает логические 1 на вход блока 1 сдвига во все каналы моделирования очереди, а также соответственно на первые входы элементов И 7 всех групп. При поступлении сигнала в блок 8 ситуационных приоритетов элемен 50 55 5 10 15 20 25 30 35 40 45 ты И 17 анализируют состояние каналов моделирования очереди, а именно состояние их реверсивных счетчиков, и выделяют каналы с наивысшим ситуационным приоритетом, т. е. те каналы, которые имеют все три заявки в системе (на соответствующих выходах элементов И 1). Если такие каналы отсутствуют, включаются в работу элементы 18 и 22, которые выделяют каналы с двумя заявками в системе.Если отсутствуют и такие каналы, то запускаются элементы 19 и 23. Таким образом, на выходах блока 8 вырабатывается двоичный код из цулей и единиц (либо из одних нулей, если цет заявок в системе), который поступает на входы блока 11 приоритетов. Последний позволяет выбрать ца обслуживание из нескольких приоритетных каналов только один, т. е. на его выходах 1 - г вырабатывается код из нулей и одной единицы (либо из одних нулей). Этот код поступает на вторые входы элементов И 7 всех групп, вследствие чего сигналы опроса с информационных выходов блока 10 опроса проходят через ту группу элементов И, на которую подается от блока 11 единица, а на выходах остальных групп элементов 7 формируются нули. Таким образом, опрашивается тот канал моделирования очереди, который имеет наивысший ситуационный приоритет.При поступлении сигналов опроса на входы блока 1 сдвига из его канала выбирается первая по очереди заявка на обслуживание и исключается из очереди. В блоках сдвига остальных каналов моделирования очереди информация не изменяется.Логическая 1 поступает с информационного выхода блока 1 сдвига на вход триггера 4 того канала моделирования очереди, от которого заявка принимается на обслуживание. По окончаник обслуживания заявки на запускающем входе 16 устройства появится сигнал о разрешении обслуживания очередной заявки, в результате цикл опроса повторяется.По окончанию каждого опроса блок 1 О выдает логический 0 ца входы блоков 1 сдвига, в результате по приходу тактового импульса в них возобновляется режим последовательного занесения заявок. Триггер 4 и элемент И 6 в каждом канале моделирования очереди выполняют функцию индикации канала, выбранного ца обслуживание, т. е. при поступлении сигнала на вход 16 режим вычитания происходит в реверсивном счетчике того канала, заявка которого обслуживалась в предыдущем опросе. Признак обслуживаемого канала формирует триггер 4. Информация о количестве заявок, находящихся в системе, постоянно присутствует в реверсивном счетчике 2 каждого канала моделирования очереди.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет моделировать функционированиезамкнутых многоканальных СМО с конеч. ным числом независимых источников заявок, имеющих буферные накопители и обслуживаемых в соответствии с ситуационной дисциплиной одиночной диспетчеризации (тип Формула изобретенияУстройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор тактовых импульсов, формирователь сигналов разрешения обслуживания, й групп элементов И, элемент ИЛИ, блок вывода, блок опрос", блок приоритетов и группу каналов моделирования очереди, каждый из которых содержит генератор импульсов заявок, блок сдвига, триггер, элемент И, элемент И-НЕ и реверсивный счетчик, суммирующий вход которого соединен с выходом первого разряда блока сдвигаинформационный вход которого подключен к выходу элемецпга И-НЕ, первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а второй и третий входы подключены к разрядным выходам реверсивного счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходом элемента И и первым входом триггера, второй вход которого подключен к выходу блока сдвига и соответствующему входу элемента ИЛИ, выход триггера подключен к первому входу элемента И, выход элемента ИЛИ соединен с первым входом блока вывода, группа выходов генератора тактовых импульсов соединена соответственно с тактовыми входами блоков сдвига всех каналов моделирования очереди, выход генератора тактовых импульсов подключен к тактовому входу формирователя сигнала разрешения обслуживания, вход запуска которого является входом запуска устройства и соединен с вторыми входами элементов И всех каналов моделирования очереди, входы опроса блоков сдвига которых соединены с выходом блока опроса с-й выход которого (=1, Й) подключен к первым входам с-х элементов И всех групп, вторые входы которых подключены к 1-му выходу блока приоритетов, выходы элементов И 1-й группы соединены соответственно с разрядными5 10 15 2025 Зо 35 40 входами блока сдвига 1-го канала моделирования очереди, выход разрешения опроса блока формирования сигнала разрешения обслуживания подключен к входу запуска блока опроса, а выходы сигналов окончания обслуживания и отсутствия заявок соединены соответственно с вторым и третьим информационными входами блока вывода, выходы которого являются выходами устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения класса моделируемых систем массового обслуживания с дисциплиной одиночной диспетчеризации, оно дополнительно содержит элемент ИЛИ-НЕ и блок ситуационных приоритетов, состоящий из трех групп элементов И, двух групп элементов ИЛИ-НЕ и двух элементов ИЛИ-НЕ, причем первый и второй входы 1-го элемента И первой группы соединены соответственно с разрядными выходами реверсивного счетчика 1-го канала моделирования очереди, третьи входы всех элементов И первой группы обьединецы и подключены к выходу разрешения опроса формирователя сигнала разрешения обслуживания, а выходы элемента И первой группы блока ситуационных приоритетов подключены соответственно к входам первого и второго элементов ИЛИНЕ, входам блока приоритетов и выходам элементов И второй и третьей групп, выходы первого и второго элементов ИЛИ-НЕ соединены с первыми входами элементов И соответственно второй и третьей групп, разрядные выходы реверсивного счетчика 1-го канала моделирования очереди подключены соответственно к вторым входам 1-х элементов И второй и третьей групп и входам 1-х элементов ИЛИ-НЕ первой и второй групп, выход 1-го элемента ИЛИ-НЕ первой и второй групп соединен с третьим входом -го элемента И соответственно второй и третьей групп, выходы элементов И второй группы подключены соответственно к входам второго элемента ИЛИ-НЕ, выходы блоков сдвига всех каналов моделирования очереди подключены соответственно к входам элемента ИЛИ-НЕ устройства, выход которого подключен к входу разрешения работы формирователя сигнала разрешения обслуживания.Составитель В. ФукаловРедактор И. Шулла Техред И. Верес Корректор М. ШарошиЗаказ 1845/49 Тираж 673 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4