Устройство для моделирования узлов коммутации сообщений

ферный ния загрузки сообщен аков, выбоедачи сообоиство со вк етчик т енервтор сов, гене- элемент И мутатор 13, ции буфероммутации, импульсов. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское .свидетельство. СССР У 1166130, кл. С 06 Е 15/20, 1983.Авторское свидетельство СССР )В 922756, кл, С 06 Р 15/20, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ УЗЛОВ КОММУТАЦИИ СООБЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к вычислительной технике, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспенако пител ь, анализ а пр из н ра выходных каналов и пер щений соседнему узлу. Уст держит блок 1 обработки, счетчики 2-5, реверсивный 6, узел 7 индикации, гене прямоугольных импульсов, 9 случайного потока импул ратор 1 О случайных чисел, 11, блок 12 загрузки, ком шифратор 14, блок 15 имит ного накопителя, блок 16 генераторы 17-19 тактовыхз.п.ф - лы, 5 ил.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для статического моделирования систем массового обслуживания, в частности для моделирования узлов коммутации сообщОий в сетях электронных вычислительных машин (ЭВИ).Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения загрузки сообщений в буферный накопитель анализа признаковвыбора выходных каналов и передачи сообщений соседнему узлу,На фиг, 1 приведена блок-схема: устройства; на фиг, .2 - схемы блока загрузки; на фиг. 3 - схемы блока имитации буферного накопителя; на фиг. 4 - схема блока коммутации; на фиг, 5 - схема коммутатора.Устройство содержит блок 1 обработки, включающий счетчики 2-5, реверсивный счетчик б, узел 7 индикации, генератор 8 прямоугольных импульсов, генератор 9 случайного потока импульсов, генератор 1 О случайных чисел, элемент И 11, блок 12 загрузки, коммутатор 13, шифратор 14, блок 15 имитации буферного накопителя, блок 16 коммутации, ,генераторы 17-19 тактовых импульсов, ,триггеры 20, элементы И 21, элемент И-НЕ 22, элемент ИЛИ 23, группы 24 и 25 элементов И, вычитающие счетчики 26, регистры 27 адреса, мультиплексоры 28, элемент ИЛИ 29, элементы И 30, дешифраторы 31, груп пы 32 элементов ИЛИ, группы ЗЗ эле-, ментов запрета, схему 34 сравнения, регистр 35, элементы 36 и 37 задержки, генератор 38 случайных чисел, связи 39-52 и элемент 53 за. держки. Устройство работает следующим образом.Случайный процесс поступления сообщений в узел коммутации моделируется с помощью генератора 9, который с заданной интенсивностью генерирует случайный поток импуль - сов, имитирующий поступление сообщений со всех приемных каналов узла коммутации. Сообщения, передавае-мые в узел коммутации, могут быть приняты только при наличии свободных зон в буферном накопителеБлок 12 контролирует наличие свободных зон в блоке 15 и при их 5 0 5 20 25 30 35 40 45 50 55 наличии элемент И ,1 будет открыт.При поступлении очередного импульса с генератора 9 на,вьпсоде элемента И 11 появляется импульс, имитирующий поступление сообщения, Импульс поступает на генератор 10 слу"чайных чисел, который вырабатываетдвоичное число, пропорциональноедлине сообщения. Это число поступаетна группы 24 элементов И (фиг. 3)и далее на один из свободных счетчиков 26, которые имитируют отдельные зоны буферного накопителя. Выборсчетчика обеспечивается разрешающимсигналом, который вырабатывается блоком 12 и поступает по. связи 42 нагруппы 24 и 25 элементов И. Разрешающий сигнал выдается блоком 12при поступлении каждого очередногоимпульса с элемента И 11, если вблоке 15 есть хотя бы одна свободная зона.Наличие свободных зон контролируется с помощью триггеров 20 (фиг.2). Количество триггеров равно числу эон. Если зона свободная, то соответствующий триггер находится в нулевом состоянии, импульс с выхода 39через открытый элемент И 21 посту- .пает в блок 15, при этом триггерустанавливается в единичное состояние. Блок 15 по выходу 40 выдаетсигнал, вырабатываемый элементомИ-НЕ 22 при наличии хотя бы однойсвободной зоны,Адреса узлов назначения формируются коммутатором 13 и шифратором14. Случайный поток импульсов, поступающий на вход 51 коммутатора 13,разделяется по выходам 52 в соответствии с вероятностями, задаваемыми навходах 50 (фиг. 5). Количество входов коммутатора 13 равно числу выходных линий, связывающих моделируемый узел с соседними узлами. Если,например, количество выходных линийв узле три и заданные вероятностираспределения сообщений по этимли-,ниям равны Р 1=0,2, Р 2=0,5, РЗ=О,З,то каждое очередное сообщение адресуется для передачи по первой, второй и третьей линиям с вероятностями соответственно 0,2; 0,5; 0,3.Импульс, имитирующий поступлениесообщения, появляется на входе 51коммутатора 13, устанавливает схему34 сравнения и регистр 35 в исходное состояние и через элемейт 37 за 12788795 10 держки поступает на генератор 38, который гарантирует случайное число Х, Это число записывается в регистр 35Импульс, задержанный элементом 36 задержки, поступает в схему 34 ;.сравнения, где выполняется сравнение числа Х с величинами заданных вероятностей Р;( 1,2.,1 с), где 1 счисло выходных линий.Сигнал адресного признака А, для -го выходного канала вырабатывается в соответствии с выражениями А;а(ОХеР) для 1= 1;А;я(Рф ссХсР ) для1 1 с,Сигнал А поступает на вход шифратора 14, при этом на выходе шифратора появляется двоичное число,.являющееся адресом узла назначения.Этот адрес через открытую группу 25элементов И записывается в один изрегистров 27 (фиг. 3).Таким образом, обработка каждого очередного импульса с генератора9, имитирующего поступление сообщения в узел, завершается записьюсообщения и его адреса в один изсчетчиков 26 и соответствующий регистр 27.Моделирование процессов передачисообщений по выходным каналам в соответствии с их адресными признакамина соседние узлы проводится следующим образом.Двоичный код адреса А; д-го выходного канала ( 1, Е, 1 - числовыходных каналов к соседним узлам)с "го регистра 27 (фиг.З) поступает на 1-й дешифратор 31 (1, п,и - число эон буферного накопителя)блока 16 (фиг.4),1-й мультиплексорблока 16 обеспечивает дешифрациюадресного признака А;, выбор и вклю"чение генераторов 17-19 тактовыхимпульсов, а также подключение генератора к 1-ому счетчику 26 (фиг.З).Включениегенераторов тактовых импульсов осуществляется сигналами,поступающими на выходы 47 с выходов групп 32 входных элементов ИЛИ.Импульсы с генераторов 7-19 поступают на мультиплексоры 28. Числомультиплексоров 28 равно числу зонбуферного накопителя, каждый мультиплексор содержит элементы И 30, число которых определяется количествомвыходных каналов связи, а также эле 15 20 25 30 35 45 50 мент ИЛИ 2. Количество генераторов тактовых импульсов равно числу выходных каналов связи, а тактовая частота этих генераторов характеризует быстродействие соответствуюаих каналов.Так как к одному и тому же .-му выходному каналу могут быть адресованы .до и сообщений, находящихся в зонах буферного накопителя, то блок мультиплексоров обеспечивает обслуживание сообщения, находящегося в 1-й зоне . (вычитающем,счетчике 26 фиг. 3), только после передачи сообщения иэ (1-1)-й зоны. Такой последовательный алгоритм обслуживания обеспечивается группами 33 элементов запрета (фиг. 4). Элемент запрета узла Ц-)-й группы разрешает поступление тактовых импульсов с -го генератора тактовых импульсов на -й мультплексор 28 и 1-ю группу 33 элементов запрета только при отсутствии сигнала на 1-м выходе (3 в )-го дешифратора 3. Такой сигнал после обслуживания сообщения, находящегося в Ц)-й зоне, снимается импульсом .с выхода (1-1)-го счетчика 26 (фиг. 3) при завершении передачи сообщения и его установке на ноль, Сигнал с выхода (1-1)-го счетчика 26 поступает на установочный вход Ц)-го регистра 27, при этом регистр очищается, код адреса снимается с ("1-) -го дешифратора.Таким образом, если все и эон буферного накопителя заняты сообщениями, адресованными одному и тому же соседнему узлу, то обслуживаются они последовательно в порядке поступ. ления. Всли же сообщения адресованы равным соседним узлам, то одновременно обслуживается К сообщений, где 1 с - число выходных каналов связи.В блоке 1 накапливаются данные о модулирующих процессах, протекающих в узлах коммутации сообщений. Счетчики 2 и 3 подсчитывают соответственно суммарное количество сообщений, которые предлагаются соседними узлами для коммутации и принятых моделируемым узлом для коммута; ции,Реверсивный счетчик 6 содержит текущее количество сообщений 1, обслуживаемых системой в наблюдаемый мо 1278879мент времени. Генератор 8 вырабатывает импульсы с частотой следованияЙ. 1, где Г - базовая частота, определяющая точность измерения временныхинтервалов обслуживания сообщений,1 - текущее число сообщений в системе. Счетчик 4 подсчитывает суммарное время, затраченное на обслуживание сообщений, Узел 7 индикациислужит для визуального наблюденияэа динамикой изменения очереди.Счетчик 5 подсчитывает общее числосообщений, обслуженных узлом коммутации,В результате моделирования оцениваются следующие критерии качества функционирования узла коммутациисообщений: среднее время обслуживания сообщения узлом, т.е. время отпоступления сообщения в узел до завершения передачи соседнему узлу;вероятность. того, что сообщение получит отказ в приеме узлом коммутации;пропускная способность узла коммутации; средняя длина очереди сообщений,Устройство позволяет оценить зависимость характеристик качества функционирования узлов коммутации от таких параметров, как интенсивность и законы распределения входных потоков сообщений; законы распределения времени передачи сообщений по каналам связи; емкость буферного накопителя; количество выходных каналов; быстродействие выходных каналов; распределение вероятностей адресных признаков,ф о р м у л а изобретенияУстройство для моделирования узлов коммутации сообщений, содержащее генератор случайного потока ймпульсов, элемент И, четыре счетчика, реверсивный счетчик, генератор прямоугольных импульсов, узел индикации, генератор случайных чисел, блок загрузки, включающий первую и вторую группы элементов И, группу триггеров, элемент И-НЕ, выход которого соединен с первым входом элемента И, инверсные входы триггеров группы являются группой информационных входов блока загрузки, выходы элементов И первой группы являются группой разрешающих выходов блока загрузки, первый выход 1-го элемента И первой5,и вторая группы информационных вхо 50 55 5 0 5 го 25 30 35 40 группы соединен с инверсным выходом1-го (1=:Г, и) триггера, прямойвыход которого соединен с первымвходом 1-го элемента И второй группы, с 1-м,входом элемента И-НЕ,второй вход (1+1)-го элемента И первой группы соединен с вторым входом(1+)-го элемента И второй группы ис выходом 1-го элемента И второйгруппы, прямой вход 1-го триггераподключен к выходу 1-го элемента Ипервой группы, второй вход элементаИ соединен с выходом генератораслучайного потока импульсов и сосчетным входом первого счетчика,выход элемента И соединен с разрешающим входом блока загрузки, с входом пуска генератора случайных чисел,со счетным входом второго счетчикаи с суммирующим входом реверсивногосчетчика, выходы разрядов которогосоединены соответственно с входамиузла индикации и генератора прямоугольных импульсов, выход которого соединен со счетным входом третье.го счетчика, отличающеес я тем, что, с целью расширенияфункциональных воэможностей за счетобеспечения загрузки сообщений в буферный накопитель, анализа признаков выбора выходных каналов и передачи сообщений соседнему узлу, вблок загруэки введен элемент задержки, а в устройство - генераторы тактовых импульсов, блок мультиплексоров, блок имитации буферного накопителя, шифратор и коммутатор, информационные входы которого являютсяинформационными входами устройства,управляющий вход коммутатора соединен с выходом элемента И, выходы коммутатора через шифратор соединеныс группой адресных входов блока имитации буферного накопителя, первая дов которого соединены соответственно с группой выходов генератора случайных частот и с группой информационных выходов блока мультиплексоров, группа разрешающих входов блока имитации буферного накопителя соединена с группой разрешающих выходов блока загрузки, группа информационных входов которого соединена с группой информационных выходов блокаимитации буферного накопителя, группа адресных выходов которого соединена с группой информационных входов7 12блока мультиплексоров, выходы запускающих сигналов которого соединенысоответственно с входами пуска генераторов тактовых импульсов, выходыкоторых соединены соответственнос синхронизирующими входами блокамультиплексоров, выход признакаблока имитаций буферного накопителясоединен с. вычитающим входом реверсивного счетчика и со счетным входомчетвертого счетчика, разрешающийвход блока загрузки через элементзадержки соединен с вторыми входамипервых элементов И первой и второй,групп блока загрузки,2, Устройство по .п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что блок имитации буферного накопителя содержитэлемент ИЛИ, п информационных и адресных групп элементов И, и вычитающих счетчиков, и регистров адреса,установочный вход 1-го регистра адре.са 1,пи 1-й вход элемента ИЛИсоединены с выходом 1-го вычитающего счетчика, выход элемента ИЛИ является выходом признака блока имитации буферного накопителя, выходы 78879 8вычитающих счетчиков являются группой информационных выходов блокаимитации буферного накопителя, выхо.ды регистров адреса являются группой адресных выходов блока имитациибуферного накопителя, информационные входы регистров адреса соерииены соответственно с выходами элементов И адресных групп, первые Ю входы которых соединены соответственно с группой адресных входов блока имитации буферного накопителя,первая группа информационных входов которого соединена с первыми 15 входами элементов И информационныхгрупп, выходы элементов И -й информационной группы соединены с информационным входом 1-го вычитающегосчетчика, счетный вход каждого счет чика соединен с соответствующим входом второй группы информационныхвходов блока имитации буферного накопителя, -й вход группы разрешающихвходов блокаимитации буферного накопи теля соединен с вторыми входами элементов И 1-х адресных и информационныхгрупп.. Ивано Подписи 4/ Проектна 11 роизводственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород 6841/49 Т В 1 П 1 ИПИ Государствен по делам изобрет 113035, Москва, Ж - 3