Устройство для моделирования систем массового обслуживания

(21) (22) (46) памяти. е функционал ва за счет ового обсл нОчной дис череди",(72)и В,Г(54).СИСТ (57) числ решения о ментов И, опроса, б нератор 1 служивания, М г лемент ИЛИ 11 к 13 анализа о тактовых импул тел ых зова сист нечнь ко иков одных ис 1 Риг. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБР А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 4054472/24-2414.04.8607.10.87. Бюл. У 37В.Н.Ковалевский, Г.А.Черноморов.Мокринский681.3(088.8)Авторское свидетельство СССР8002, кл. С 06 Р 15/20, 1982.торское свидетельство СССР5459, кл. С 06 Р 15/20, 1984,УСТРОЙСТВО ДМ МАССОВОГОИзобретениеой техникено для моделем массовогом числом од ЛЯ МОДЕЛИРОВАНВСЛУЖИВАНИЯтносится к вможет быть иования замкибслуживания заявок, имеющих буферные изобретения - расширение ных возможностей устройс оделирования систем масс ивания с дисциплиной оди етчеризации "в порядке о стройство содержит источ ок, каждый из которых со рвого элемента И 2, блоэлемента ИЛИ-НЕ 4, ре четчика 5, второго элеме риггера 7, генератора 8 аявок. В состав устройст ходят формирователь 9 с ва такжеигналов разрупп 10 элблок 12чередей, гьсов. 4 ил113Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования процессовв системах массового обслуживания(СГЮ) .Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей устройства за счет моделирования систем массового обслуживания с дисциплинойодиночной диспетчеризации в порядкеочереди".На фиг.1 изображена структурнаясхема устройства; на фиг.2 - структурная схема блока сдвига; на фиг.З -функциональная схема блока опроса;на фиг,4 - структурная схема блокаанализа очередей,Устройство (фиг.1) содержит И однородных источников 1 заявок, состоящих из первого элемента И 2, блока 3сдвига, элемента И-НЕ 4, реверсивного счетчика 5, второго элемента И б,триггера 7, генератора 8 импульсовзаявок. 1(роме того, устройство содержит формирователь 9 сигналов разрешения опроса, М групп 10 элементов И,элемент ИЛИ 11, блок 12 опроса, блок13 анализа очередей, генератор 14тактовых импульсов. Блоки 3 сдвига.каждого источника заявок предназначены для имитации общей очереди системы. Так как поступление заявок отисточников в общую очередь разделеново времени, то, в целом, данную очередь можно представить в виде совокупности отдельных очередей, принадлежащих каждому источнику (т.е, блоков 3 сдвига).Блок 3 сдвига состоит из узлов15-17 и элемента ИЛИ 18. Узел 15 выполняет функцию "гашения логической1 в приоритетном разряде регистрасдвига. без изменения состояния остальных разрядов. Этот узел имитирует исключение заявки, поступившей наобслуживание из общей очереди системы.Узел 1 б представляет собой стандартный двунаправленный регистр сдвига с последовательным (если на входе71 поддерживается логический "0", ана 72 - логическая "1") и параллельным (на 71 и 72 логическая "1") занесением информации.Узел 17 предназначен для определения приоритетного разряда стандартного регистра по принципу "первыйпришел - первый обслужен". Приоритет 43422 2 5 1020253035 40 50 55 ным разрядом считается первый старший. разряд, в котором находится "1".Разрядность регистра должна выбираться в зависимости от среднего времени требования заявки в очереди,Такое условие необходимо для того,чтобы заявки, принадлежащие источнику, не "терялись" из очереди в результате последовательных сдвигов врегистре. В устройстве разрядностьвзята равной 8,Реверсивный счетчик 5 предназначен для подсчета заявок от каждогоисточника в системе, т.е, в очередии на обслуживание, с целью имитации состояний буферной памяти этого источника. Разрядность счетчика определяется двоичным числом, равным максимальному количеству заявок, котороеможет поступить в систему от одногоисточника, Так как это количество в устройстве равно 3 (буферная память каждого источника взята с емкостью3 ячейки), а двоичное число будет 11. то разрядность счетчика равна 2. Если содержимое счетчика 5 меньше 3, следовательно, в буферной памяти соответствующего источника есть обслуженные заявки и генератор 8 может с определенной частотой выдавать заявки в систему. Если содержимое равно 3, то, соответственно, буферная память источника пуста и элементы 2и 4 запрещают работу генератора 8.Блок 12 опроса (фиг.З) предназначен для выполнения опроса состояний разрядов стандартных регистров блоков 3 сдвига. Блок 12 опроса содержит вход 19, триггер 20, элемент 21 задержки, элемент ИЛИ 22 и группу элементов 23 задержки.Структурная схема блока 13 анализа очередей приведена на фиг.4. Этот блок предназначен для определения одного из регистров блоков 3 сдвига, в котором логическая "1" (заявка) находится в старшем по сравнению с другими регистрами разряде.Так как импульсы-заявки поступают от источников в очереди в различные моменты времени, то, соответственно, единицы в регистрах находятся в разных разрядах.Выбором тактовой частоты генератора 14 обеспечивается исключение попадания сигналов генераторов 8 в разных источниках заявок в один и тот же разряд блока сдвига. В резуль134 тате последовательных сдвигов в одном иэ регистров импульс-заявка, поступившая раньше других.в очередь, будет. располагаться в более старшемразряде по сравнению с другими заявками.Таким образом, с помощью М очередей (регистров) источников заявок иблока 13 анализа очередей имитируется общая очередь системы и идентифицируется заявка, вошедшая ранЬше других в эту очередь и требующая первоочередного обслуживания.Блок 13 анализа очередей содержитгруппу элементов И 24, узлы 25 анали.за информации, состоящие из элементов ИЛИ 26 и групп элементов И 27,узлы 28 анализа разрядов, состоящихиз элемента ИЛИ-НЕ 29 и групп элементов И 30.Узлы 25 предназначены соответственно для определения регистра, атакже разряда в этом регистре (анализ осуществляется с самого старшеговосьмого разряда, т.е. с узла 1), вкотором находится первая по счету,начиная с восьмого разряда, логическая "1".Узлы 28 предназначены для "блокировки" логических "1", появившихсяпри анализе младших разрядов-регистров, если в каком-то старшем разрядекакого-то регистра выявлена "1", т.е.данный узел выдает "1" только на одиниз входов и только в один из М элементов ИЛИ.В состав блоков сдвига входят также элементы 31 задержки, элементыИ 32, элементы ИЛИ 33, элементыНЕ 34.Устройство работает следующим образом.С выхода генератора 8 импульсовзаявок на вход блока 3 сдвига черезэлемент И 2 поступают импульсы-заявки, имитирующие входной поток заявок(фиг.1) от первого источника (аналогично это происходит и в других источниках). По положительному перепаду тактового импульса от генератора,поступающему на вход блока 3 сдвига,в нем осуществляется режим последовательного занесения информации сосдвигом вправо, так как в начальныймомент работы устройства на входеЧ 1 (фиг,2) находится логический "0"(в блоке 12 опроса на выходе триггера 20 поддерживается "0"),34224В реверсивном счетчике 5 регистрируются поступившие в систему заяв-,ки. Если их количество равно емкостибуферной памяти источника, элементы4 и 2 запрещают вход заявок в систему. Таким образом, имитируется аварийная ситуация простоя источника,когда его буферная память свободна.10 Одновременно на запускающий входприходит сигнал о разрешении опроса(в дальнейшем, сигнал об окончанииобслуживания заявки и разрешения следующего спроса). Этот сигнал по при ходу тактового импульса проходит формирователь 9 сигналов разрешения оп роса и запускает блок 12 опроса иблок 13 анализа очередей. Блок12 опроса выдает логическую "1" 20 на входы 71 блоков 3 сдвига(срабатывает триггер 20) и на первые входы элементов И всех групп 10элементов И.При поступлении сигнала о разреше нии опроса в блок 13 анализа очередей (фиг.4) узлы 25 принимают информацию из разрядов-регистров блоков 3 сдвига в виде последовательностей "нулей" и "единиц". В этих узлах, З 0 начиная с первого, производится определение регистра блока 3 сдвига, содержащегоединицу" в первом старшемразряде. При обнаружении ее в какомто старшем разряде какого-то регистра сдвига узлы 28 блокируют все "единицы", поступившие из младших (посравнению с найденным разрядом) разрядов выбранного и всех остальных регистров сдвига, В результате работыблока 13 на одном из выходов сформируется единица", а на остальных -"нули , которые поступят на вторыевходы элементов И соответствующихгрупп 10. Таким образом, сигналы оп роса с информационных выходов блока12 опроса пройдут через элементы Итой группы 1 О, которая подключена квходам блока 3 сдвига, имеющего ранее найденный регистр. На выходахэлементов И остальных групп 1 О будутсформированы уровни логического нуля,При поступлении сигналов опросана входы блока сдвига (фиг.2) содержимое выбранного регистра считывается в узлы 15 и 17, в результате чего 551 11на обслуживание поступает единицаиз ранее определенного разряда (этаединица подается на элемент ИПИ Ии триггер 7). В этот же момент дан 1343422Формула изобретения Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор тактовых импульсов, блок опроса, формирователь сигналов разрешения опроса, М групп элементов И, элемент ИЛИ, М источников заявок, каждый из которых содержит блок сдвига, генератор импульсов заявок, элемент И-НЕ, два элемента И, триггер и реверсивный счетчик, разрядные выходы которого подключены соответственно к входам элемента ИНЕ, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, вто50 ная заявка исключается из очереди (узел 15. производит гашение "1" в выбранном разряде и заносит информацию в параллельном коде через входы Д 1 и Д 8 в регистр, так как на входе5 71 поддерживается "1").Во всех остальных блоках сдвига информация в регистрах не изменяется и на соответствующих входах элемента ИЛИ 11 и триггеров 7 будут логические нули. Таким образом, на обслуживание поступит заявка, раньше всех вошедшая в систему, т.е, обслуживание производится в порядке поступления в общую очередь.По окончании обслуживания заявки на запускающем входе появится сигнал о разрешении следующего опроса и описанный цикл работы устройства возобновляется. По окончании каждого опроса блок 12 выдает логический нуль на входы блоков 3 сдвига. В результате этого по приходу очередного тактового импульса в них может осуществлять ся режим последовательного занесения заявок от генераторов 8 в регистры блоков 3 сдвига при условии незаполненности соответствующих реверсивных счетчиков 5.ЗОТриггеры 7 и элементы И 6, имеющиеся в каждом источнике заявок, предназначены для распознавания принадлежности обслуживаемых заявок этим источником.Таким образом, устройство позволя 35 ет моделировать функционирование замкнутых СМО с конечным числом однородных источников, имеющих буферные памяти и обслуживаемых в соответствии с дисциплиной диспетчеризации "в порядке очереди". рой вход которого подключен к выходу генератора импульсов заявок, а выход первого элемента И соединен с информационным входом блока сдвига, выход первого разряда которого соединен с суммирующим входом реверсивного счет чика, вычитающий вход которого подключен к выходу второго элемента И и нулевому входу триггера,. инверсный выход которого соединен с первым входом второго элемента И, информационный выход блока сдвига соединен с единичным входом триггера и соответствующим входом элемента ИЛИ устройства, выход которого является информационным выходом устройства, вторые входы вторых элементов И всех источников заявок объединены, являются входом запуска устройства и соединены с входом запуска формирователя сигнала разрешения опроса, тактовый вход которого подключен к первому выходу генератора тактовых импульсов, а выход - к входу запуска блока опроса, выход которого соединен с входом разрешения параллельной записи информации всех блоков сдвига, тактовые входы которых подключены соответственно к выходам группы генератора тактовых импульсов, К-й информационный выход группы блока опроса (К =1, М) соединен с первыми входами К-х элементов И всех групп элементов И устройства, выходы элементов И К-й группы подключены соответственно к разрядным входам блока сдвига К-го источника заявок, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет моделирования систем массового обслуживания с дисциплиной одиночной диспетчеризации "в порядке очереди", оно дополнительно содержит блок анализа очередей, состоящий из группы элементов ИЛИ, И узлов анализа информации, где Б - числоразрядов блока сдвига, и (М - 1) узлов анализа разрядов, каждый узел анализа информации содержит М элементов ИЛИ и М групп элементов И по Б элементов И в каждой группе, причем первые входы элементов И К-й группы всех узлов анализа информации подключены соответственно к разрядным выходам блока сдвига К-го источника заявок, в каждом узле анализа информации выходы элементов И К-й группы соединены с входами К-го элемента22 7 13434 ИЛИ этого же узла анализа информации, вторые входы К-х элементов И всех групп элементов И К-го узла анализа информации объединены и подключены5 к выходу формирователя сигналов разрешения опроса устройства, а выход К-го элемента И в каждой группе элементов И К-го узла анализа информации соединен с вторыми входами элементов И своей группы, -й узел анализа разрядов (д = 1, М - 1) содержит элемент ИЛИ-НЕ и (11 - ) групп элементов И по М элементов И в каждой группе, в каждом узле анализа 15 разрядов выход элемента ИЛИ-НЕ подключен к первым входам всех элементов И всех групп своего узла анализа разрядов, входы элемента ИЛИ-НЕ первого узла анализа разрядов подключе О ны соответственно к выходам элементов ИЛИ первого узла анализа информации, а входы элемента ИЛИ-НЕ 1-го узла анализа разрядов (1 = 2, И - 1) подключены соответственно к выходамэлементов И.первой группы Ц - 1)-гоузла анализа разрядов, вторые входыэлементов И 1.-й группы первого узлаанализа разрядов подключены соответственно к выходам элементов ИЛИ(1 + 1)-го узла анализа информации,вторые входы элементов И Ц - 1)-йгруппы -го узла анализа разрядовподключены соответственно к выходамэлементов И 1-й группы (1 - 1)-гоузла анализа разрядов, выход К-гоэлемента ИЛИ первого узла анализа информации соединен с первым входомК-го элемента ИЛИ группы блока анализа очередей, выход К-го элементаИ первой группы д-го узла анализаразрядов соединен с ( + 1)-м входомК-го элемента ИЛИ группы блока анализа очередей, а выход К-го элементаИЛИ группы блока анализа очередейсоединен с вторыми входами элементовИ К-й группы устройства,1343422 Составитель В.Ф Техред М,Дидык ректор ерни екар акт,Заказ 48 Тираж 672 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раткрытии ская наб ятие, г, Ужгород, ул. Проектная,Производст о-полиграфическое пр Подписноемитета СССР