Устройство для моделирования систем массового обслуживания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК О 1070559 06 У 15 20 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ННЫМ 1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 807309, кл. 0 06 Г 15/20, 1979.2. Авторское свидетельство СССР 9 498622, кл. 0 06 Г 15/20, 1974.3. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3398541, 1982 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ, содержащее группы генераторов входного потока заявок, выходы которых соединены с суммирующими входами соответствующих реверснвных счетчиков первой группы, элемент ИЛИ,блок сдзига, группу блоков задержки, группу элементов ИЛИ, и групп элементов И по щ элементов И в каждой группе, модель обслуживающего прибора, выполненную в виде элементазадержки, и элементов И, вторую группу реверсивных счетчиков, группу моделей обслуживающего прибора, выполненных в виде элементов задержки, блок измерения временных интервалов, выходы реверсивных счетчиков первой группы соединены с первыми входами элементов И соответствующей группы и с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу блока сдвига, первый выход которого подключен к входу модели обслуживающего прибора, а к-й выход группы выходов блока сдвига (1=1, и) соединен.с вторыми входами Е-х элементов И всех групп, выходы элементов И каждой группы подключены соответственно к входам соответствующего блока задержки группы и эле-.мента ИЛИ группы, выходы которыхсоединены с соответствующим входомпервой группы блока измерения временных интервалов, выход каждого изэлементов И подключен к вычитающему входу соответствующего реверсивного .счетчика первой группы и сужирующему входу соответствующего реверсивного счетчика второй группы, выход которого соединен с входом соответствующей модели обслуживающего прибора группы, отличающеесятем, что, с целью расширения функциональных возможностей эа счет обеспечения анализа систем с многофакторным планированием эксперимента, оно дополнительно содержит первый коммутатор, группу коммутаторов и группу блоков компенсации задержки обслуживания, причем вход первого коммутатора соединен с выходом первой модели обслуживающего прибора, первыйО выход первого коммутатора подключен ко второму входу блока сдвига и первым входам элементов И, а группа выходов .первого коммутатора соединена С с соответствующими входами блоков компенсации задержки обслуживания группы, первые входы которых подключены к выходу соответствующего блока задержки группы, выходы бло- ( ков компенсации задержки обслуживания группы соединены с вторыми входами соответствующего элемента ) И, входы коммутаторов группы подклю- ет чены к выходам соответствующей моде-ли обслуживающего прибора группы, а ф 3 .выходы коммутаторов группы соединены с вычитающими входами соответствующих реверсивных счетчикОв второй 1 :группы и соответствунщиья входаьи второй группы блока измерения временных интервалов,2. Устройство по п.1, о т д и ч а ю щ е е с я тем, что блок компенсации задержки обслуживания содержит группу элементов И, группу последовательно соединенных элементов задержки и элемент ИЛИ, причем .первыс входы элементов И группы объединены и являются первым входом блока,вторые входы элементов И группы являют1070559 50 ся группой входов блока, выход Е-гоэлемента И группы (Е=2, и) соединенс входом (к)-го элемента задержкигруппы, выход элемента ИЛИ является Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования многопроцессорных вычислительных систем, работа-,ющих в режиме реального масштаба времени,сИзвестно устройство для моделирования систем массового обслуживания,содержащее генераторы случайного потока импульсов, счетчик, реверсивные счетчики, многоканальные линиизадержки, сумматор и блок синхронизации 11Известно также устройство содедРжащее модель обслуживающего приборас регулируемым законом распределениявремени обслуживания заявок, генератор входного потока заявок с регулируемым законом распределения временныхинтервалов между моментами появлениясоседних заявок и регистр сдвига 21. 20Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство, обеспечивающее моделирование многоканальных многоузловыхсистем массового обслуживания безпотерь заявок и содержащее генераторы входного потока заявок с регулируемым законом распределения временныхинтервалов между моментами появлениясоседних заявок, реверсивные счетчики,30блок регистрации и сдвига очереди,блоки элементов задержки, моделиобслуживающих приборов и блок измерения временных интервалов, группуэлементов ИЛИ, элемент ИЛИ 3, 35Однако известные устройства позволяют производить исследования системмассового обслуживания толькО с учетом измерения одного ( выбранного)фактора и не обеспечивают одновремен ного варьирования несколькими факторами, влияющими на качественные характеристики исследуемой системы в совокупности,Таким выбранным факторомявляется регулируемый закон распреде 45ления временных интервалов между моментами появления соседних заявок изгенераторов входного потока заявок.Существует много сложнщх систем,исследование которых требует постановки многофакторного экспериментас целью всесторонней оценки влияния большого числа факторов на выходной показатель качества исследуемой-,систеьв. К таким системам можно отвыходом блока, а входы элемента ИЛИсоединены соответственно с выходомпервого элемента И группы и с выходом первого элемента задержки группы. нести многопроцессорныЕ вычислительные комплексы, содержащие разветвленную иерархическую структуру памяти, характеристики которой существенно влияют на производительность комплекса в целом. Совместное рассмотрение влияния этих характеристик позволяет более рационально с эконо,мической точки зрения организовать структуру системы и добиться их максимального быстродействия в мульти- программных режимах работы.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения анализа систем с многофакторным планированием эксперимента.Поставленная цель достигается тем, что устройство для моделированияя систем массового обслуживания, содержащее группу генераторов входного потока заявок, выходы которых соединены с суммирующими входами соответствующих реверсивных счетчиков первой группы, элемент ИЛИ, блок сдвига, группу блоков задержки, группу элементов ИЛИ, в групп элементов И по ш элементов И в каждой группе, модель обслуживающего. прибора, выполненную в виде элемента задержки, и элементов И, вторую группу реверсивных счетчиков, группу моделей обслуживающего прибора, выполненных в виде элементов задержки, блок измерения временных интервалов, выходы реверсивных счетчиков первой группы соединены с. первыми входами элементов И соответствующей группы и с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу блока сдвига, первый выход которого подключен к входу модели обслуживающего прибора, а Е-й выход группы выходов блока сдвига (к:1, и) соединен с вторыми входами к-х эле 1 ментов И всех групп, выходы элементов И каждой группы подключены соответственно к входам соответствующего блока задержки группы и элемента ИЛИ группы, выходы которых соединены с соответствующим входом первой группы блока измерения временных интервалов, выход каждого"из элементов И подключен к вычитающему входу соответствующего. реверсивного счетчика первой группы и суммирующему10 входу соответствующего реверсивного счетчика второй группы, выход которого соединен с входом соответствующей модели обслуживающего прибора группы, дополнительно содержит первый коммутатор, группа коммутаторов и 5 группа блоков компенсации задержки обслуживания, причем вход первого коммутатора соединен с выходом первой модели обслуживающего прибора, первый выход первого коммутатора подключен к второму входу блока сдвига и первым входам элементов И, а группа выходов первого коммутатора соединена с соответствующими входами блоков компенсации задержки., 15 обслуживания группы, первые входы которых подключены к выходу соответствующего блока задержки группы, выходы блоков компенсации задержки обслуживания соединены с вторыми входами соответствующего элемента И,20 входы коммутаторов группы подключены к выходам соответствующей модели обслуживающего прибора группы, а вы-. ходы коммутаторов группы соединены с вычитающими входами соответствую 25 щих реверсивных счетчиков второй группы и соответствующими входами второй группы блока измерения временных интервалов.Блок компенсации задержки обслуживания содержит группу элементов И, группу последовательно соединенных элементов зацержки и элемент ИЛИ, причем первые входы элементов И группы объединены и являются первым вхо дом блока, вторые входы элементов И группы являются группой входов блока, выход Ы-го элемента И группы (Е=2,п) .соединены с входом (Е)-го элемента задержки группы, выход элемен та ИЛИ является выходом блока, а входы элемента ИЛИ соединены соответст,венно с выходом первого элемента И группы и с выходом первого элемента задержки группы.На Фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг, 2 в .схема блока сдвига; на фиг, 3 - схема перного коммутатора; на фиг. 4 - схема блока компенсации задержки.Устройство содержит группу генераторов 1 входного потока заявок, выходы которых соединены с суммирующими входами соответствующих реверсивных счетчиков 2 -2 первойпф группы. Выход реверсивных счетчиков 2 соединен с первьии входами всех ы элементов 3"-3" соответствующей группы элементов И и с соответствующими входами элемента ИЛИ 4, выход которого соединен с первым входом 60 блока 5 сдвига. Блок сдвига представляет.собой узел, позволяющий осуществить прием, хранение, сдвиг и выдачу поступающих на его вход заявок. Первый его выход соединен с входом 65 первой модели б обслуживающего прибора , которая может быть реализована, например, в виде элемента задержки,Устройство содержит также группу элементов ИЛИ 7 Выход блока б соединен с входом первого коммутатора 8 .(Фиг. 3).Выходы всех ш элементов И каждой из групп 3 соединены с соответствующими входами группы блоков 9 задержки, выходы которых соединены с входами соответствующих блоков 10 компенсации задержки группы, группа вторых входов которых соединена с группой выходов первого коммутатора 8. Выход блока 10 соединен с первым входом соответствующего элемента И 11 (и+1)-й группы, вторые входы которых соединены с первым выходом первого коммутатора 7 и с вторым входом блока 5 сдвига. Выходы элементов И 11 соединены с вычитающими входами соответствующих реверсивных счетчиков 2 первой группы и с суммирующими входами соответствующих реверсивных счетчиков 12 второй группы, выходы которых соединены с входами выполненных аналогично моделям б соответствующих моделей 13 обслуживающих приборов группы, выходы, которых соединены с входами соответствующих коммутаторов 14 группы. Указанные коммутаторы выполнены аналогично коммутатору 8 с тем отличием, что не имеют группы выходов, а выходы их соединены с вычитающими входами соответствующих счетчиков 12 второй группы и с вторыми входами соответствуЮщих измерителей времени блока 15 измерения временных интервалов, первые входы измерителей времени которых соединены с выходами соответствующих элементов ИЛИ 7. Блок 15 может выполняться на различных типах измерителей, например на измерителе типа частотомер ЧЗ. Блок 5 (фиг. 2) содержит группу триггеров 16, включенных по схеме сдвигающего регистра, а также группу элементов И 17 и группу (иэлементов ИЛИ 18, обеспечивающих соблюдение очереди "первый вошел - первый вышел". Через первый вход блока осуществляется прием поступающих в него заявок, а второй вход обеспечивает сдвиг и гашение одновременно в очереди обслуженных заявок. Группа выходов предназначена для передачи информации об очередности ааявок на все -е элементы И каждой групп 3 (ь=1, и) с целью выбора в дальнейшем нужной задержки. Коммутатор 8 имеет вход, выход, группу выходов и содержит и ключей (например тумблеров) 19,(п) элементов 20 задержки и элемент ИЛИ 21.Блок 10 (фиг. 4) содержит группу элементов И 22, группу элементов 23 задержки и элемент 24 ИЛИ.Устройство работает следующим образом.Генераторы 1 входных потоков заявок в соответствии с заданным законом генерируют заявки, которые поступают на суммирующие входы соответствующих реверсивных счетчиков 2, где становятся в очередь на обслуживание по 10 своему каналу. При отсутствии очереди в данном блоке заявка проходит на выход счетчика, При поступлении очередной заявки на суммирующий вход осуществляется простое суммирование 15 заявок и хранение. Гашение заявки производится с приходом сигнала на вычитающий вход счетчика, а с его выхода очередная заявка передается на первые входы всех ш элементов И соответствующей группы элементов 3 и через элемент ИЛИ 4 на блок 5 сдвига общей очереди, Если в блоке 5 отсутствует очередь заявок, то первая иэ поступающих заявок передается на выходной триггер 1 б (фиг. 2), с выхода которого поступает на обслуживание в блок б и одновременно с ш-го выхода группы выходов блока 5 на вторые входы всех ш-х элементов И З,выходы которых соединены со всеми входами многовходовых элементов ИЛИ 7 - 7, .Если в блоке 5 имеется очередь, то поступившая туда заявка становится в нее, т.е. регистрируется в 35 -и регистре блока, где обеспечивается соблюдение очереди первый вошел - первый вышел". Наряду с ожиданием в очереди заявка с 3-го выхода группы выходов блока 5 пере дается на вторые входы всех 3-х элементов И из группы 3 -3". На входе 3 -го элемента И по х-му каналу происходит совпадение сигналов, в результате чего с его выхода нижет ся сигнал, который поступает на. соответствующий элемент ИЛИ группы 7-7. После обслуживания в блоке б заявка поступает в блок коммутатора 8, предназначенного для варьирования временем прохождения заявки, находящейся на обслуживании в модели обслуживающего прибора, и обеспечивающего выдачу обслуженной заявки без задержки через ключ 19 управления или с различным временем задержки в зависимости от включения ключа. Варьирование временем задержки обеспе чивается выбором того или иного элемента, имеющего индивидуально фиксированное время задержки, 60Время нахождения заявок в очереди блока 5 и время обслуживания их в блоке б сопоставляются с временем ,их прохождения в блоке 9. Время прохождения заявки через первый эле мент И 3, и конечный элемент задерж.ки блока 9 выбирается равным времени обслуживания заявки блоком б при отсутствии в блоке 5 очереди заявок. При поступлении заявки в очередь на 1-й триггер блока 5 с его выхода сигнал, воздействуя на 1-й элемент совпадения И 31 выбирает тем самым ,-ое фиксированное время задержки в блоке 9, которое соответствует сумме времени нахождения заявки в общей очереди блока 5 времени обслуживания заявки в блоке б. Так как в устройстве предусмотрено варьирование временем обслуживания заявок на выходе блока б за счет подсоединения коммутатора 8, то необходимо дополнительное согласование времени прохождения заявок по каждому каналу Поэтому с выхода блоков 9 сигнал поступает в соответствующий блок 10, где и обеспечивается укаэанное согласование.Если в блоке коммутатора 8 включен ключ 191, то дополнительная задержка не подключается. Тогда с первого ключа сигнал передается на соответствующий вход буферного блока, за счет которого также беэ задержки на выход проходит сигнал, пришедший из блока 9-9.Если в коммутаторе 8 включен один из ключей 19, то за счет этого определяется некоторая задержка и сигнал, выданный с -го ключа коммутатора, обеспечивает прохождение заявки в блоке 10-10 с аналогичной задержкой. Таким образом обеспечивается совпадение сигналов заявок с первого выхода коммутатора 8 и с выхода буферного блока 10 соответствующего канала.Так как обслуживание заявки пер-. вым обслуживающим прибором.закончено, то с выхода блока 10 сигнал поступает на вычитающий вход блока 2 и далее на суммирующий вхоД реверсивного счетчика 12, где становится в очередь на обслуживание к второму обслуживающему прибору. С выхода счетчика 12 заявка поступает на входы обслуживающего. прибора 13 и коммутатора 14, которые полностью идентичны по своей структуре блокам б и 8 соответственно.Варьирование временными характеристиками на втором этапе обслуживания производится так же, как на первой модези.После окончания обслуживания заявки с выхода блока 14 снимается сигнал, который подается на вычитающий вход соответствующего реверсивного счетчика 12 и одновременно на соответствующий второй вход блока 15 измерения временных интервалов, на. соответствующий первый вход которого с началом обслуживания в моделипервого обслуживающего прибора поступает сигнал с выхода соответствующего элемента ИЛИ 7. В блоке 15 формируется интервал времени, начало которого совпадает с моментомприхода сигнала на первый вход,а конец - с моментом прихода его на второй вход соответствующего измерителя времени блока 15. Полученные временные интервалы являются исходными данными для расчета коэФФициента загрузки О системы и определения ее производительности.Таким образом, устройство позволяет исследовать многоканальные много- узловые системы массового обслужи- ,5 вания без потерь заявок с многофакторным планированием эксперимента,в том числе системы массового обслуживания, содержащие разветвленнуюиерархическую структуру отдельныхустройств (например, память вычислительной системы),Учет взаимосвязанной работы обслуживающих приборов блоков 6,8 и 13,14 позволяет произвести оценку структурной организации исследуемой системы с точки зрения выбора оптималь,ных характеристик как устройств в целом, так и внутри отмеченной иерархической структуры, что особенно важно при моделировании систем массового обслуживания с характеристиками перспективных или разрабатываемых систем1070559 83/46 ВНИИПИ Го по делам 113035, МосТираж 699 Подписиударственного комитета СССРизобретений и открытийва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Заказ ФППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Фил Составитель В. Фукаловактор Т, Мермелштейн ТехредЛ.Мартяшова КорректорВ.Бут