Устройство для моделирования приоритетных систем массового обслуживания

(56) Авторское свидетельство СССР Ф 962969, кл. С 06 У 15/20, 1981,Авторское свидетельство СССР Р 1146682, кл. С 06 Р 15/20, 1983, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРИОРИТЕТНЫХ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ(57) Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для моделирования процесса обслуживания зая-. вок в приоритетных системах массового обслуживания с ориентированием, Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования процесса вероятностного ориентирования обслуживающего прибора к обслуживанию заявок с различными приоритетами. Цель достигается введением в устройство элементов запрета, ИЛИ и вероятност-, ного переключателя, Устройство моделирует работу систем массового обс.А.Калинкин ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ Служивания двух потоков разноприоритетных заявок одним обслуживающимприбором с отказами в приеме к об.служиванию, если в момент приходазаявки обслуживающий прибор заняториентированием или обслуживаниемзаявки того же или высшего приоритета. Ориентирование обслуживающегоприбора к обслуживанию заявок различного приоритета начинается сразуже после окончания обслуживания предыдущей заявки, и с наибольшей вероятностью осуществляется ориентирование к обслуживанию заявок тогопотока, вероятность поступления которых максимальна, Заявка, пришедшаяв момент, когда обслуживающий приборсориентирован к обслуживанию заявокэтого потока, поступает сразу наобслуживание, Заявка, пришедшая впериод ориентации обслуживающегоприбора к обслуживанию этого же потока, принимается к обслуживаниюсразу после окончания ориентированияЗаявка, пришедшая в период, когда обслуживающий прибор не занят, ноориентируется или сориентирован кобслуживанию заявок другого потока,начинает переориентацию обслуживающего прибора. 3 ил.Изобретение относится к специали;зрованным средствам вьиислительнойтехники и предназначено для моделирования процесса обслуживания заявокв приоритетных системах массовогообслуживания с ориентированием.Целью изобретения является расширение функционапьных возможностейустройства за счет моделирования 10процесса вероятностного ориентирования обслуживающего прибора к обслу"живанию заявок с различными приоритетами,На фиг.1 изображена структурнаясхема устройства; на фиг.2 - схемаблока формирования временных интервалов, соответствующих продолжительности ориентации обслуживающего приборак обслуживанию заявок; на фиг,Зсхема вероятностного переключателя(коммутатор) 22, второй 23 и первый24 блоки форьирования временных интервалов, соответствующих продолжительности ориентации обслуживающегоприбора к обслуживанию заявок.Каждык из блоков 23 и 24 содержитгенератор 25 случайньк импульсов и40триггер 26 и предназначен для моделирования случайного интервала времени от момента запуска генератора25. до появления импульса на его выходе соответствующего продолжитель"Р45ности. ориентации обслуживающего прибора. к обслуживанию заявок низкого(олок 23) и высокого (блок 24) прио"ритетов, В общем случае.продолжительность ориентации по каждому из потоков заявок различна и определяется 50законом распределения случайных импульсов, на выходе генератора 25, Одиниз выходов. блока ориентации - импульснъй,.другой выход - потенциаль.ный, Высокий потенциал устанавливает ся импульсом генератора 25 путем ус.чтановки триггера 26 в соответствующее состояние. Установочные входы У и У предназначены соответственно для срываработы. запущенного генератора 25 иперевода триггера 26 в.состояние,при. котором ыа потенциальном выходеблока ориентации имеется нулевойсигнал,Генераторы 20 и 21 случайных импульсов имитируют работу одного итого же обслуживающего прибораПоэтому их одновременная работа запрещена.В блоке 24 используется толькоодин вход У установки,Вероятностный переключатель (коммутатор) 22 содержит генератор 27тактовых импульсов, элемент 28 задержки, триггер 29, элементы И 30,30 и элемент ИЛИ 3 1. Коммутатор 22вырабатывает случайные сигналы, вероятность Р, и Р, появление которыхна любом отрезке времени может бытьзаранее установлена, причем Р, и Робразуют полную группу несовместныхсобытий (Р + Р = 1).Это осуществляется следующим образом. Пусть период импульсной последовательности генератора 27 равен Т,а Т, с Т - величина задержки импульса элементом 28 задержки, Тогда залюбой промежуток времени вероятностьполучения сигнала на входе первогоэлемента И 30 равна Р,= Т, /Т, ана втором элементе И 30- Р = (1-Р, ) =- 1 - (Т,/Т) . Изменяя величину Тможно получить требуемые вероятностипоявления сигналов на выходах коммутатора,Вероятностный коммутатор предназначен для моделирования процессаадаптации процесса ориентации прибора вероятностным характеристикам потоков заявок.,Сущность адаптации состоит в следующем. Если известны вероятностипоявления на входах заявок низкогоприоритета (Р,) и высокого приоритета (Р=1-Р), то после окончанияобслуживания предыдущей заявки свероятностью Р начинается ориентирование обслуживающего прибора к обслуживанию заявки низкого приоритета,а с вероятностью Р - к обслуживанию заявки высокого приоритета.Вербальная модель работы устройства состоит в следующем.Два потока заявок с разными абсолютными приоритетами поступают на40 50 3 14517один обслуживающий прибор. Заявкамодного и того же приоритета в приемек обслуживанию отказывается в случаезанятости прибора, Заявки высокого5приоритета в случае занятости прибора обслуживанием заявки низкого приоритета прерывают обслуживание заявки низкого приоритета, которая покидает систему. 10Ориентирование обслуживающего прибора к обслуживанию заявок различногоприоритета в.общем случае различнои начинается сразу после окончанияобслуживания предыдущей заявки. Свероятностью Р, проводится ориентирование обслуживающего прибора кобслуживанию заявки низкого приоритета и с вероятностью Р - к обслуживанию заявки высокого приоритета,Заявка, пришедшая в момент времени, когда обслуживающий прибор сориентирован к обслуживанию заявки этогопотока, поступает сразу на обслуживание, Заявка, пришедшая в период 25ориентации обслуживающего прибора кобслуживанию этого же потока, начинает обслуживаться после окончанияпроцесса ориентации, начатого доприхода заявки, Заявка, пришедшаяв период, когда обслуживающий приборне занят, но ориентируется или сориентирован к обслуживанию заявок другого потока начинает переориентациюобслуживающего прибора,35Устройство работает следующим образом.Исходное положение элементов: генераторы 25 не запущены; генератор27 работает с момента подачи напряжения; триггеры 11, 12 находятся вположениях, при которых открыты посоответствующим входам элементы И 3,4 и закрыты элементы И 9, 10; навыходе триггера .13 - нулевой потен 45циал, который закрывает элементыИ 6, 7; на выходе триггера 26 - нулевой потенциал; элементы 14, 15запрета открыты по управляющему входуеРассмотрим основные режимы работы устройства.Ориентирование обслуживающегоприбора и обслуживание заявок низкого приоритета,55Заявка низкого приоритета проходит открытый элемент И 1, опрокидывает триггер 11, который закрываетэлемент И 1 и открывает элемент И 9,164проходит через открытый элемент 14запрета и элемент ИЛИ 17 и запускаетблок 23.После случайного времени ориентации генератор 25 блока 23 вырабатывает импульс, который через открытый элемент И 9 поступает через элемент ИЛИ 18 на запуск генератора 20и одновременно опрокидывает триггер26 блока 23, На выходе триггера 26появляется единичный сигнал, однакоон не проходит через элемент И 6,так как.этот элемент закрыт нулевымпотенциалом с триггера 13. Одновременно импульс с выхода элементаИЛИ 18 возвращает триггер 26 блока23 в исходное состояние, при которомснимается единичный потенциал с входа элемента И.6.Через время, соответствующее случайной длительности обслуживаниязаявки, на выходе генератора 20появляется сигнал, который поступает на выход обслуженных заявок низкого приоритета и опрашивает вероятностный коммутатор 22. С вероятностьюР появляется сигнал на выходе первого элемента И 30 и с вероятностьюР - на выходе второго элемента И 30коммутатора 22,Пусть сигнал появляется на выходепервого элемента И 30. Этот сигналчерез элемент ИЛИ 16 устанавливаетв исходное состояние триггер 11,который открывает элемент И 1 и закрывает элемент И 9, подтверждаетисходное состояние триггера 12, черезэлемент ИЛИ 17 запускает блок 23 (генератор 25) и опрокидывает триггер13, который до окончания процессамоделирования теперь открывает посоответствующим входам элементыИ 6, 7. Начинается процесс заблаговременной ориентации обслуживающегоприбора к обслуживанию заявок низкого приоритета,Если заявка низкого приоритетаприходит до окончания процесса ориентации, то она проходит через открытый элемент И 1, открытый элемент14 запрета, элемент ИЛИ 17 и подтверждает рабочее состояние генератора 25 блока 23, Одновременно триггер 11 закрывает элемент И 1 и готовит цепь для прохождения сигнала назапуск генератора 20, открывая элемент И 9. Процесс обслуживания заявки (запуск генератора 20) начинается14517 50 сразу после окончания процесса ориентации и выработки импульса генератором 25 блока 23. Таким образом, сокращается продолжительность пребывания5заявки в системе (повышается быстродействие обслуживания) за счет предварительной ориентации обслуживающего прибора.Если ориентация обслуживающегоприбора закончена раньше поступлениянизко приоритетной заявки на входустройства, то выходной сигнал генератора 23 опрокидывает триггер 26,который закрывает единичным сигналомс выхода элемента И 6 элемент 14 запрета и открывает элемент И 5. Сигнал с выхода генератора 25 при этомна запуск генератора 20 не проходит,так как элемент И 9 закрыт триггерром 11.При поступлении заявки низкогоприоритета на вход устройства послеокончания ориечтации она проходит через открытый элемент И 5 и элемент 25ИЛИ 18 сразу на запуск генератора 20и с выхода элемента ИЛИ 18 устанавли-вает в исходное состояние триггер 26блока 23, при этом открывается элемент 14 запрета и закрывается элемент И 5. После окончания обслуживания снова опрапивается вероятностныйкоммутатор 22,При появлении сигнала на первомвыходе коммутатора 22 снова начинаетЗБся ориентирование устройства к обслуживанию заявок низкого приоритета,При появлении сигнала на втором выходе вероятностного коммутатора 22через элементы ИЛИ 16, запрета 15,ИЛИ 3 запускается блок 24 и начинается ориентирование обслуживающегоприбора к обслуживанию заявок высокого приоритета,С началом ориентации запускаетсягенератор 25 блока 24, после оконцания ориентации опрокидывается триггер 26 блока 24, закрывается элемент15 запрета и открывается элементИ 8, Однако. сигнал с выхода генератора 25 блока 24 на запуск генератора 21 не проходит, так как элементИ 10 закрыт низким потенциалом свыхода триггера 12.Если в процесс. ориентирования к55обслуживанию заявки высокого приоритета или после его окончания в устройство поступает заявка низкогоприоритета, то она через открытый 16 6элемент И 1, элемент 14 запрета запускает генератор 25 блока 23, иначинается ориентирование приборак ее обслуживанию. Одновременно сигнал с выхода элемента И 1 поступаетна установочные входы блока 24 иприводит в исходное состояние генератор 25 и триггер 26 блока 24, а также элементы И 7, 8, и элемент 15запрета.Ориентирование обслуживающегоприбора и обслуживание заявок высокого приоритета,Если после включения устройствапервой проходит заявка высокогоприоритета, то работа устройствааналогична работе по ориентации иобслуживанию. заявок низкого приоритета,.только вместо элемента Итриггера 11, .элементов 14 запрета,ИЛИ 17, блока 23, элементов И. 6, 5,9, генератора 20 работают аналогичноэлемент И 2, триггер 12, элементы15 запрета, ИЛИ 3, блок 24, элементыИ 7, 8, 10, генератор 21. Послеокончания обслуживания заявки высокого приоритета вероятностный коммутатор 22 при опросе выдает сигнална один из своих выходов, При появлении сигнала на втором выходе начинается ориентирование устройства крбслуживанию заявки высокого приоритета,Если заявка высокого приоритетапоступает до окончания ориентированияустройства к обслуживанию заявки высокого приоритета или после его окончания, то работа устройства аналогична работе при поступлении заявки низкого приоритета.Обслуживание заявки высокого приоритета в момент занятости обслуживаю-.,щего прибора ориентированием к обслуживанию заявки низкого приоритета илиее обслуживанием.В этом случае заявка с выхода элемента И 2 опрокидывает триггер 12,который закрывает элемент И 14, открывает элемент И 10. Одновременносигнал с выхода элемента И 2 устанавливает в исходное состояние или блок23, или генератор 20, Заявкой низкогоприоритета, поступившей ранее заявкивысокого приоритета, установлен в исходное состояние блок 24, если передэтим он не был в исходном состоянии,Поэтому заявка высокого приоритетас выхода элемента И 2 проходит через7 14 51 открытый элемент 15 запрета на запуск блока 24, В дальнейшем работа устройства аналогична обслуживанию первой заявки высокого приоритета.Показатели процесса обслуживания заявок с различными приоритетами определяются путем измерения характеристик входных и выходных потоков и числа срабатываний отдельных блоков устройства. Формула изобретения 30 Устройство для моделирования приоритетных систем массового обслуживания, содержащее восемь элементов И, три триггера, два блока формирования временных интервалов, соответствующих продолжительности ориентации обслуживающего прибора к обслуживанию заявок, два генератора случайных импульсов, три элемента ИЛИ, первый вход первого элемента И является входом заявок низкого приорите та устройства., второч вход первого элемента И подключен к первому входу первого триггера, выход первого эле". мента И соединен с первым входом второго элемента И, первый вход третьего элемента И является входом заявок высокого приоритета, второй вход третьего элемента И соединен с первым выходом второго триггера, выходы первого и второго генераторов случайных импульсов являются выходами обслуженных заявок низкого и высокого приоритетов устройства, выходы второго и четвертого элементов И подключены к первым входам первого40 и второго элементов. ИЛИ.соответственно, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения. функциональных возможностей устройства за счет моделирования процесса вероятноотно 45 го ориентирования обслуживающего прибора к обслуживанию заявок с различными приоритетами, оно дополнительно содержит два элемента запрета, четвертый, пятый и шестой элементы ИЛИ и вероятностный переключатель, при 50 чем выход первого элемента И подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, первому входу сброса первого блока формирования временных интервалов, соответствующих продолжительности ориентации обслуживающего прибора к обслуживанию заявок, и информационному входу первого элемента 16 8запрета, управляющий вход которого подключен к второму входу второго элемента И и выходу пятого элемента И, первый вход которого и первый вход шестого элемента И соединены с выходом третьего триггера, вход которого подключен к выходу четвертого элемента ИЛИ и первым входам первого и второго триггеров, вторые входы первого и второго триггеров соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, второй выход первого триггера подключен к первому входу седьмого элемента И, второй вход которого соединен с импульсным выходом второго блока формирования временных интервалов,. соответствующих продолжительности ориентации обслуживающего прибора к обслуживанию заявок, потенциальный выход которого подключен к второму входу пятого элемента И, выход седьмого элемента И соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу запуска первого генератора случайных импульсов, вход запуска второго блока формирования временных интервалов, соответствующих продолжительности. ориентации обслуживающего. прибора к обслуживанию заявок, подключен к выходу пятого элемента ИЛИ, первый вход останова второго блока формирования временных интервалов, соответствующих продолжительности ориентации обслуживающего прибора.к обслуживанию заявок, и выход останова первого генератора случайных импульсов подключены к выходу третьего элемента И, первому входу четвертого элемента И и информацион ному, входу второго элемента запрета, выход первого. элемента ИЛИ подключен к второму входу останова второго блока .формирования временных интервалов, соответствующих продолжительности ориентации обслуживающего прибора к обслуживанию заявок, управляющий вход второго элемента запрета соединен с выходом шестого элемента И и вторым входом четвертого элемента И, а выход второго элемента запрета соединен с первым входом шестого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу запуска первого блока формирования временных интервалов, соответствующих продолжительности ориентации обслуживающего прибора к обслуживанию заявок, потен14517 Состав Техред ель И.Д А.КравчуТираж 667 Подписноеомитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ул. Проектная, 4 твенно-полиграфическое предприятие, г. У оиз циальный выход которого соединен свторым входом шестого элемента И,а импульсный выход - с первым входомвосьмого элементаИ, второй вход которого подключен к второму выходувторого триггера, выход восьмогоэлемента И соединен с вторым входомвторого элемента ИЛИ, выход которогоподключен к входу запуска второгогенератора случайных импульсов ивторому входу третьего элемента ИЛИ,выход которого подключен к второмувходу останова первого блока формирования временных интервалов, соответствующих продолжительности ориен 16 10тации обслуживающего прибора к обслуживанию заявок, первый и второй информационные входы вероятностногопереключателя соединены соответственно с выходами первого и второго генераторов случайных импульсов, первыйвыход вероятностного переключателясоединен с первым входом четвертогоэлемента ИЛИ и с первым входом пятогоэлемента ИЛИ, второй вход которогоподключен к выходу первого элементазапрета, а второй выход вероятностного переключателя соединен с вторыми входами четвертого и шестого элементов ИЛИ.