Устройство для моделирования процесса обслуживания заявок

(19) (11) 51)5 0 06 Р 1 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(21) 4762870/24 (22) 28.11.89 (46) 30.07.91. Бюл, М 28 (72) В.П.Бубнов, А,А,Воробьев и В.П,Лачугин (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР М 1259282, кл. 6 06 Р 15/20, 9/46, 1985.Авторское свидетельство СССР М 1288711, кл. 6 06 Е 15/20, 1985, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОБСЛУЖИВАНИЯ ЗАЯВОК (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться для моделирования работы систем массового обслуживания с одним приборам и двумя потоками заявок различных приоритетов. В зависимости от положения ключей 5, 27, 28/ устройство может работать в режимах с абсолютным, относительным и динамическим (зависящим от заполнения очереди заявок в счетчиках 9 и 10) приоритетами, что расширяет функциональные возможности устройства. Устройство содержи входы 1 и 2 заявок соответственно низкого и высокого приоритетов, элементы ЗАПРЕТ 3, 4, 6, 16, 25, элементы И 7, 8, 17, 18, 30, реверсивные счетчики 9, 10, элементы ИЛИ 11, 12, 22, 24, 29, 32, 33, 38, 39, триггеры 13, 21, 26, мультиплексоры 14, 15, элемент 19 задержки, элемент 20 равнозначности, разделительный диод 31, генераторы 34, 35 импульсов со случайным интервалом следования, демультиплексоры 36, 37, выходы 40 и 41 заявок соответственно низкого и высокого приоритетов. 1 ил.гИзобретение относится к вычислительной технике и может использоваться для моделирования работы систем массового обслуживания с одним прибором и двумяпотоками заявок различнь 1 х приоритетов.Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей устройства пу, тем реализации режима динамическогоприоритета в обслуживании разноприоритетных заявок.На чертеже представлена функциональ, ная схема устройства,Устройство содержит первый вход 1 заявок низкого приоритета, второй вход 2 заявок высокого приоритета, первый; второйэлементы 3 и 4 ЗАПРЕТ, третий клк)ч 5,пятый элемент 6 ЗАПРЕТ, первый, второйэлементы И 7, 8, первый, второй реверсивные счетчики 9 и 10, первый, второй элементы ИЛИ 11, 12, третий триггер 13, первый,второй мультиплексоры 14 и 15, третий элемент 16 ЗАПРЕТ, пятый, третий элементы И17, 18, элемент 19 задержки, элемент 20РАВНОЗНАЧНОСТЬ, второй триггер 21,четвертый, пятый, третий элементы ИЛИ 22,23, 24, четвертый элемент 25 ЗАПРЕТ, первый триггер 26, второй, первый ключи 27 и28, восьмой элемент ИЛИ 29, четвертый элементИЗО, разделительныйдиод 31, шестой,девятый элементы ИЛИ 32, 33, первый второй генераторы 34 и 35 импульсов со слу,. чайным интервалом следования, первый,второй демультиплексоры 36 и 37, седьмой,десятый элементы ИЛИ 38, 39, первый ивторой выходы 40 и 41.Вербальной моделью работы устройства является следующая,Два случайных потока разноприоритетных заявок обслуживаются одним прибором. При занятости обслуживающегоприбора заявки каждого из потоков становятся в свою очередь, ограниченную по длине. Заявки низкого приоритетапринимаются к обслуживанию, если неточереди заявок высокого приоритета.При моделировании абсолютного приоритета в дисциплине обслуживания поступившая заявка высокого приоритетапрерывает обслуживание заявки низкогоприоритета, принимается к обслуживанию,после которого, если нет очереди заявоквысокого приоритета, возобновляется обслуживание заявки низкого приоритета.При моделировании относительногоприоритета в дисциплине обслуживания поступившая заявка высокого приоритетапринимается к обслуживанию только послеосвобождения обслуживающего приборанезависимо от того, заявка какого приоритета обслуживалась. При моделировании динамическогоприоритета в дисциплине обслуживанияприоритет на обслуживание получает входящий поток заявок высокого или низкого при 5 оритета в зависимости от того, у какогопотока заполнена очередь, причем, есливходные очереди заполнены у обоих потоков, то преимуществом пользуется поток заявок высокого приоритета.10 Потоки заявок на обслуживание на входах 1 и 2 представляют случайные импульсные последовательности, интервалы между. которыми распределены по определенным(разным или одним и тем же) законам,15 Моделью обслуживающего прибора являются генераторы 34 и 35. Закон распределения случайных импульсов на их выходаходин и тот же, так как они моделируют одини тот же прибор, Временной интервал от20 момента запуска генераторов до появленияимпульса на их выходе случаен и распределен по принципу, принятому законом обслуживания.Блоки 4, 8, 10, 12 и блоки 3, 7, 9, 1125 моделируют очередь заявок соответственновысокого и низкого приоритетов и ее ограничение по длине,При разомнутых ключах 5, 27, 28 моделируется режим абсолютного приоритета в30 обслуживании заявок, при разомкнутомключе 5 и замкнутых ключах 27 и 28 - режимотносительного приоритета, при замкнутомключе 5 моделируется режим динамического приоритета.ЗЬ Устройство работает следующим образом,В исходном состоянии в реверсивныхсчетчиках 9 и 10 записан нуль, в результатечего открыты элементы 3,4, б ЗАПРЕТ. Триг 40 геры 21 и 26 установлены в единичное положение, при котором имеются напряженияна соответствующих входах элементов И 17и 18. При этом элемент 25 ЗАПРЕТ открытпо инверсному входу, Триггер 13 находится45 в нулевом состоянии, при котором к выходам мультиплексоров 14 и 15 подключенысоответственно первый и второй информационные входы, а к входам демультиплексоров 36 и 37 - их первые выходы. В50 дальнейшем работа устройства во всех режимах происходит автоматически.В режиме абсолютного приоритета(ключи 5, 27, 28 разомкнуты) заявка низкогоприоритета с входа 1 через открытый эле 55 мент 3 ЗАПРЕТ поступает на суммирующийвход счетчика 9. На входе элемента ИЛИ 11появляется напряжение. Через мультиплексор,14, открытый элемент 16 ЗАПРЕТ, элемент И 18, элемент 25 ЗАПРЕТ, диод 31напряжение запускает генератор 34 им1667099 510 15 20 25 30 40 45 пульсов. При этом триггер 26 опрокидывается и закрывает элемент И 18.Заявки низкого приоритета, поступившие в момент занятости обслуживающего прибора, ставятся в очередь, увеличивая содержимое счетчика 9. При заполнении счетчика 9 на выходе элемента И 7 появляется сигнал, закрывающий элемент 3 ЗАПРЕТ, ограничивая длину очереди.После окончания обслуживания сигнал с выхода генератора 34 проходит через демультиплексор 36 и элемент ИЛИ 38 на выход 40 обслуженных заявок низкого приоритета, Одновременно с первого выхода демультиплексора 36 сигнал проходит через элемент ИЛИ 32 и уменьшает длину очереди заявок низкого приоритета на единицу, списывая ее из счетчика 9 по вычита-. ющему входу, Триггер 26 устанавливается в исходное состояние и, если имеется очередь в счетчике 9, то сигналом с выхода элемента ИЛИ 11 вновь запускается генератор 34, и работа устройства повторяется,Обслуживание заявок высокого приоритета при отсутствии заявок низкого приоритета происходит аналогично с образованием очереди и ее ограничением с помощью блоков 4, 8, 10, 12. Сигнал с элемента ИЛИ 12 через мультиплексор 15, открытый элемент И 17 запускает генератор 35, При этом закрывается элемент 16 ЗАПРЕТ, препятствуя поступлению на обслуживание заявок низкого приоритета до окончания обслуживания всех заявок высокого приоритета из очереди, опрокидывается триггер 21, снимая напряжение с входа элемента И 17 на время обслуживания высокоприори.- тетной заявки и закрывая элемент 25 ЗАПРЕТ,Закрытие элементов 16 и 25 ЗАПРЕТ необходимо, так как при отсутствии очереди высокоприоритетных заявок заявка низкого приоритета могла бы пройти на запуск генератора 34, несмотря на то, что заявка высокого приоритета еще обслуживается. Поэтому элемент 16 ЗАПРЕТ закрывается на время существования очереди высокоприоритетных заявок, а элемент 25 ЗАПРЕТ закрывается на время обслуживания высоко п ри оритет ной за я в ки.После окончания обслуживания высокоприоритетной заявки сигнал с выхода генератора 35 уменьшает очередь в счетчике 10 и переводит триггер 21 в исходное состояние, открывая элементы И 17 и 25 ЗАПРЕТ. Если имеется очередь в счетчике 10, то сигнал с выхода элемента ИЛИ 12 снова запускает генератор 35. и работа устройства повторяется. Если очередь высокоприоритетных заявок отсутствует, то на обслуживание поступает заявка низкого приоритета.Заявка высокого приоритета, поступившая в момент обслуживания заявки низкого приоритета, с входа 2 через элемент 4 ЗАПРЕТ, счетчик 10, элемент ИЛИ 12 и элемент И 17 запускает генератор 35, опрокидывает триггер 21, закрывая элемент И 17 и элемент 25 ЗАПРЕТ на время обслуживания высокоприоритетной заявки, и устанавливает генератор 34 в исходное состояние, имитируя прерывание обслуживания заявки низкого приоритета,После появления сигнала на выходе генератора 35 содержимое счетчика 10 уменьшается на единицу, триггер 21 устанавливается в исходное состояние, одновременно сигнал с выхода генератора 35 через демультиплексор 37, элемент ИЛИ 33 и открытый по первому входу от триггера 26 элемент И 30 запускает генератор 34, имитируя повторное обслуживание заявки низкого приоритета, Она обслуживается генератором 34, если нет в очереди заявок высокого приоритета.После окончания обслуживания всех заявок высокого приоритета и после них заявок низкого приоритета устройство приходит в исходное состояние. В режиме относительного приоритета (ключи 27, 28 замкнуты, ключ 5 разомкнут), если первой поступила заявка высокого приоритета, то ее обслуживание ничем не 35 отличается от обслуживания в предыдущем режиме,Обслуживание заявок низкого приоритета, если нет заявок высокого приоритета, так же аналогично предыдущему режиму. Отличием работы устройства в этом режиме от режима абсолютного приоритета являет. ся следующее. При поступлении на обслуживание сначала заявки низкого приоритета, а до окончания ее обслуживания - заявки высокого приоритета. Заявка высокого приоритета к обслуживанию не принимается до окончания обслуживания заявки низкого приоритета. Это обеспечивается тем, что сигнал с выхода элемента 25 ЗАПРЕТ одновременно через ключ 28 опрокидывает триггер 21, снимая напряжение с входа элемента И 17, препятствуя поступлению заявки высокого приоритета на обслуживаюц,ий прибор - генератор 35, до окончания обслуживания заявки низкого приоритета. После окончания ее обслунивания сигнал с выхода генератора 34 одновременно через демультиплексор 36, элемент ИЛИ 32та 10 и ключ 27 приводит триггер 21 в исходноеположение.В режиме динамического приоритета(ключ 5 замкнут) первоначально триггер 13находится в нулевом состоянии, при котором к выходам мультиплексоров 14 и 15подключены соответственно их первый ивторой информационные входы, а к входамдемультиплексоров 36 и 37 подключены ихпервые выходы,Таким образом, устройство работаетаналогично указанным случаям в режимеабсолютного или относительного приоритетов в зависимости от положения ключей 27и 28).В случае, если входная очередь высокого приоритета заполнена не до конца, авходная очередь заявок низкого приоритета- до конца, то сигнал с выхода элемента И 7через ключ 5 и элемент 6 ЗАПРЕТ устанавливает триггер 13 в единичное состояние,тем самым к выходам мультиплексорсв 14 и15 подключены соответственно второй ипервый информационные входы, а входыдемультиплексоров 36 и 37 подключаютсяк вторым выходам. В то же время, припереключении триггера 13 сигнал с выходаэлемента 20 РАВ Н ОЗ НАЧ Н О СТЬ уста на вливает генератор 35 импульсов в исходноесостояние, не допуская потери принятой кобслуживанию заявки высокого приоритета, и через элементы ИЛИ 23, 22 устанавли вает триггер 21 в состояние, при которомоткрывается элемент И 17,Таким образом, приоритет передаетсязаявкам низкого приоритета. По окончанииобслуживания заявки низкого приоритетасигнал с второго выхода демультиплексора37 опрокидывает через элементы ИЛИ 29,22 триггер 21, открывая элемент И 17, черезэлемент ИЛИ 38 поступает на выход 40 об-служенных заявок низкого приоритета и через элемент ИЛИ 32 поступает навычитающий вход счетчика 9, уменьшая наединицу длину очереди заявок низкого приоритета. При заполнении входной очередивысокого приоритета сигналом с элементаИ 8 через элемент 6 ЗАПРЕТ триггер 13устанавливается в нулевое состояние. Схема перекоммутируется, происходит передача приоритета заявкам высокого приоритета,В отличие от прототипа устройство позволяет также моделировать режим обслуживания заявок с динамическим приоритетом, что расширяет функциональные возможности устройства, так как практически исключает потерю заявок низко о приоритета при заполненной очереди, если 15 20 25 30 35 40 45 50 55 обрабатываются заявки высокого приоритеФормула изобретенияУстройство для моделирования процесса обслуживания заявок, содержащее первый - четвертый элементы ЗАПРЕТ, прямые входы первого и второго элементов ЗАПРЕТ являются соответственно первым и вторым входами устройства, выходы первого и второго элементов ЗАПРЕТ соединены с суммирующими входами соответственно первого и второго счетчиков, первые выходы которых соединены с соответствующими входами соответственно первого и второго элементов И, выходы которых соединены с инверсными входами соответственно первого и второго элементов ЗАПРЕТ, вторые выходы первого и второго счетчиков соединены с соответствующими входами соответственно первого и второго элементов ИЛИ, выход третьего элемента ЗАПРЕТ соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с прямым входом четвертого элемента ЗАПРЕТ, выход которого соединен с входами первого ключа, разделительного диода и входом установки в "0" первого триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с вторым входом третьего элемента И и с первым входом четвертого элемента И, выход которого обьединен с выходом разделительного диода и подключен к входу "Пуск" первого генератора импульсов, выход первого ключа соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, четвертый элемент ИЛИ, выход которого и выход третьего элемента ИЛИ соединены соответственно с входом установки в "1" и входом установки в "0" второго триггера, инверсный и прямой выходы которого соединены соответственно с инверсным входом четвертого элемента ЗАПРЕТ и первым входом пятого элемента И, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, установочным входом первого генератора импульсов и входом "Пуск" второго генератора импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет реализации режима динамического приоритета в обслуживании разноприоритетных заявок, в него введены пятый элемент ЗАПРЕТ, третий триггер, пятый - десятый элементы ИЛИ, первый, второй мультиплексоры, первый, второй демультиплексоры, элемент задержки, элемент равнозначности и третий ключ, вход и выход которого подключены соответственно к выходу первого элемента И и прямому входу пятого элемента ЗАПРЕТ, инверсный вход которого обьединен1667099 10 Составитель М.НикуленковТехред М,Моргентал Корректор С.Шевкун Редактор СЛисина Заказ 2526 Тираж 412 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 с входом установки в "0" третьего триггера и подключен к выходу второго элемента И, выход пятого элемента ЗАПРЕТ соединен с входом установки в "1" третьего триггера, прямой выход которого соединен с адресными входами первого, второго мультиплексоров, первого, второго демультиплексоров и первым входом элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ, инверсный выход третьего триггера соединен через элемент задержки с вторым входом элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ, выход которого соединен с установочным входом второго генератора импульсов и первым входом пятоо элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входомчетвертого элемента ИЛИ, выходы первого и второго генераторов импульсов соединены с информационными входами соответственно первого и второго демультиплексоров, первый выход первого демультиплексора соединен с первыми входами шестого и седьмого элементов ИЛИ, выход шестого элемента ИЛИ соединен с входом установки в "1" первого триггера, вычитающим входом первого счетчика и входом второго ключа, выход которого соединен с первым входом восьмого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемен.та ИЛИ, второй выход первого демультиплексора соединен с первыми входами девятого и десятого элементов ИЛИ, выход 5 девятого элемента ИЛИ соединен с вторыми входами четвертого элемента И, пятого элемента ИЛИ и с вычитающим входом второго счетчика, первый выход второго демультиплексора соединен с вторыми 10 входами девятого и десятого элементовИЛИ, второй выход второго демультиплексора соединен с вторыми входами шестого, седьмого и восьмого элементов ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен с первыми 15 информационными входами первого и второго мультиплексоров. выход второго элемента ИЛИ соединен с вторыми информационными входами первого и второго мультиплексоров, выход первого муль типлексора соединен с прямым входомтретьего элемента ЗАПРЕТ, выход второго мультиплексора соединен с инверсным входом третьего элемента ЗАПРЕТ и вторым входом пятого элемента И, выходы седьмого 25 и десятого элементов ИЛИ являются соответственно первым и вторым выходами устройства,