Устройство для моделирования процесса обслуживания

(51) 4 ЗСЕО 3 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 21) 3740166/24-2422) 17.05,84 ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(56) Авторское свидетельство СССРФ 962269, кл. С 06 Г 15/20, 1981.Авторское свидетельство СССР В 1024929, кл. С 06 Р 15/20, 1981,54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОБСЛУЖИВАНИЯ, содержа щее пять элементов И, два элемента запрета, схему сравнения, пять триггеров, два разделительных диода и два генератора случайных импульсов, выход первого элемента И подключен к первым входам первого триггера и второго элемента И и входу запуска первого генератора случайных импульсов, выход которого является выходом обслуженных заявок высокого приоритета устройства и соединен с первым входом третьего элемента И и вторым входом первого триггера, первый выход которого подключен к управляющему входу первого элемента запрета, а второй выход - к первому входу первого элемента И, второй вход которого является входом заявок высокого приоритета устройства, входом заявок низкого приоритета которого является первый вход четвертого элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом второго триггера, а выход - с информационным входом первого элемента зайрета, выход которого подключен к первому входу второго триггера и входу запуска второго генератора случайных импульсов, выходкоторого соединен с информационнымвходом второго элемента запрета ипервым входом третьего триггера,второй вход которого подключен квыходу пятого элемента И, первыйвход которого соединен с выходомчетвертого триггера, первый входкоторого подключен к выходу пятоготриггера и управляющему входу второгэлемента запрета, выход которогоявляется выходом обслуженных заявокнизкого приоритета устройства исоединен с вторыми входами второгои четвертого триггеров, выходысхемы сравнения через первый разделительный диод соединены с первымвходом пятого триггера, второй входкоторого подключен к выходу третьегоэлемента И, второй вход которогосоединен с вторьщ выходом второготриггера и вторым входом второгоэлемента И, выход которого подключенк второму входу пятого элемента Ии через второй разделительный диод -к первому входу пятого триггера,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью упрощения, оно дополнительно содержит два интегратора наоперационных усилителях и два ключа, управляющие входы которых соединены с выходом второго элемента запрета, информационные входы первогои второго интеграторов подключенысоответственно к выходам третьегои пятого триггеров, а выходы первого и второго интеграторов соединены соответственно с первым и вторым входами схемы сравнения, входвыход операционного усилителявого интегратора соединены соо1193684 5 10 15 20 25 30 35 40 45 ветственно с информационным входоми выходом первого ключа, а вход ивыход операционного усилителя, второ-,фИзобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники, предназначено для моделирования процесса обслуживания одним прибором двух потоков заявок с различными приоритетами и может быть использовано в устройствах, моделирующих работу систем массового обслуживания.Цель изобретения - упрощение устройства.Вербальной моделью работы устройства является следующая.Два случайных потока заявок на обслуживание, каждый из которых имеет свой приоритет в обслуживании, поступают на один обслуживающий прибор, Заявки на обслуживание с меньшим приоритетом принимаются к обслуживанию в случае отсутствия заявок с высоким приоритетом обслуживания.Заявкам одного и того же приоритета, поступающим в момент занятости обслуживающего прибора, в обслуживании отказывается.Если заявка с высоким приоритетом поступила в период обслуживания заявки с меньшим приоритетом, то обслуживание заявки с меньшим приоритетом прерывается и обслуживается заявка с высоким приоритетом. После освобождения обслуживающего прибора обслуживание ранее принятой к обслуживанию заявки с меньшим приоритетом возобновляется, причем проводится дообслуживание ранее принятой заявки. Дообслуживание заявки с меньшим приоритетом может прерываться обслуживанием заявок с высоким приоритетом неоднократно. На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - временные диаграммы.Устройство содержит вход 1 заявок высокого приоритета, вход 2 заявок низкого приоритета, первый 3, четго интегратора подключены соответственно к информационному входу и выходу второго ключа. вертый 4, третий 5, второй 6 и пятый 7 элементы И, первый 8 и второй 9 элементы запрета, первый 10, второй 11, четвертый 12, пятый 13 и третий 14 триггеры, второй 15 и первый 16 разделительные диоды, первый 17 и второй 18 генераторы случайных импульсов, операционные усилители 19 и 20, переменные резисторы 21 и 22, переменные конденсаторы 23 и 24, второй 25 и первый 26 ключи, схему 27 сравнения.Потоки заявок на обслуживание на входах 1 и 2 представляют собой случайные импульсные последовательности, интервалы между которыми распределены по определенным (разным или одним и тем же) законам.Генераторы 17 и 18 случайных импульсов имитируют один обслуживающий прибор. Временной интервал от момента запуска генераторов до появления импулЬсов на их выходе случаени распределен по принятому законуобслуживания заявок. Закон распределения случайных импульсов на выходах обоях генераторов один и тот же, так как они моделируют работу одного и того же прибора.Диоды 15 и 16 служат для исключения взаимного влияния между выходом элемента 9 и входом триггера 14.На двух группах элементов - резистор 21, конденсатор 23, усилитель 19 и резистор 22, конденсатор 24 усилитель 20 - собраны второй и первый: интеграторы соответственно, аналогичные один другому, так как служат для накапливания напряжения, пропорционального времени дообслуживания заявки низкого приоритета. Причем первый интегратор предназначен для непрерывного отсчета времени, требуемого для осуществления дообслуживания заявки с низким приоритетом,т,е. временного интервала от момента прерывания обслуживания (поступлением заявки высокого приоритета)1193684 до окончания обслуживания заявки низкого приоритета, если бы новые заявки с высоким приоритетом в устройство не поступали.Второй интегратор служит для непрерывного отсчета времени фактического дообслуживанияВеличина напряжения на выходе каждого интегратора прямо пропорциональна интервалу времени, в течение которого на соответствующий вход подается, постоянное напряжение. Для идентичной работы интеграторов необходимо, чтобы единичные уровни напряжения, подаваемые на резисторы 21 и 22, были равны между собой.Изменяя величину К или С интеграторов (одновременно в обоих, так как интеграторы должны быть аналогичны один другому), можно изменять скорость нарастайия выходных напряжений. Это позволяет легко выбрать удобный масштаб измерения и отсчета времени дообслуживания заявок с низким приоритетом.Ключи 25 и 26 служат для сброса выходного напряжения интеграторов. В момент прихода импульса. на управляющий вход ключей 25 и 2 б их каждый ,первый вход подключается к соответствующему выходу, соответствующие конденсаторы 23 и 24 разряжаются, интеграторы устанавливаются в исходное состояние - на выходах нулевой потенциал.Схема 27 сравнения предназначена для сравнения выходных напряжений первого и второго интеграторов. При выполнении условия, когда разность между выходными напряжениями первого и второго интеграторов меньше или равна Н, на выходе компаратора появляется импульс. Во избежание появления импульса на выходе схемы 27 при нулевых напряжениях на его входах (исходное состояние интеграторов) необходимо на.втором входе схемы сравнения устанавливать некоторое начальное смещение, равное Уц. Тогда импульс на выходе схемы 27 появляется лишь в том случае, когда на его входы подаются равные и отличные от нуля напряжения (фиг,2).Интеграторы и схема 27 сравнения .работают следующим образом (фиг. 2),В исходном состоянии с выходов триггеров 13 и 14 на резисторы 21 . и 22 соответственно подаются нулевые потенциалы, с выхода усилителя 19 на вход схемы 27 - также нулевой потенциал. С выхода усилителя20 на вход схемы 27 поступает напряжение, равное 11,Опрокидывание триггера 14 и подача высокого напряжения Уь, наконтакт реэйстора 22 соответствуютмоменту й прерывания обслуживаниянизкоприоритетной заявки поступО лением высокоприоритетной заявки. Сэтого момента напряжение О навыходе усилителя 20 равномерно растет" в течение времени, необходимого для завершения обслуживаниявысокоприоритетной заявки (интервал С, й). Напряжение с выхода усилителя 20 поступает на соответствующий вход схемы 27, на вы, ходе которой сохраняется нулевой20 потенциал, так как разность междуего входными напряжениями более 0 ин,Момент й 1 соответствует окончанию времени, необходимого для завершения обслуживания высокоприоритет 25 ной заявки. В этот момент триггер 13импульсом, поступившим на его вход,опрокидывается и высокое напряжение1 ц подается иа вход интегратора.Напряжение иа выходе усилителя 19ЗОначинает равномерно расти. Начинается дообслуживание низкоприоритетной заявки.Окончание времени, необходимогодля завершения обслуживания низкоприоритетной заявки (момент 15),соответствует прекращению роставыходного напряжения 0 второго интегратора (кривая 2), которое затемостается постоянным.Если через некоторое время до 40 обслуживания (момент С ) в устройствоснова поступает высокоприоритетнаязаявка, то дообслуживание прекращается (прекращает увеличиваться напряжение на выходе усилителя 19).45 Дообслуживание возобновляется(снова начинает увеличиваться напряжение на выходе усилителя 19),когда заканчивается обслуживание(момент времени С ) заявки с высоким50 приоритетом.Рост напряжения (дообслуживание низкоприоритетной заявки) навыходе второго интегратора продолжается, пока разность 0-О, напря 55 жений на входе схемы 27 не становится немного меньше допустимогоУ(моменты С или й ). Как тольковыполниться условие Б-У- чаи сра684 20 5 1193батывает схема 27, на ее выходе появляется импульс, который поступает на входы ключей 25 и 26,разряжающих конденсаторы 23 и 24 и приводящих интеграторы в исходное состояние:на выходе усилителя 19 - нулевойпотенциал, а на выходе усилителя 20 -мИНГоризонтальных участков кривой 1(начиная с момента С ) будет столько 10сколько раэ обслуживание низкоприоритетной заявки будет прервано поступлением заявок более высокого приоритета.С целью одновременного увеличения или уменьшения скорости роставыходных напряжений интеграторовконденсаторы 23 и 24 и резисторы21 и 22 связаны между собой поуправлению.Устройство может работать в следующих режимах: обслуживание заявки низкого приоритета, обслуживаниезаявки высокого приоритета, обслуживание заявки высокого приоритета . 25с прерыванием обслуживания заявки низкого приоритета и дообслуживаниезаявки низкого приоритета.После включения устройства триггера 10 - 14 устанавливаются в сле- З 0дующее исходное состояние: на выходе триггера 10, подключенном квходу элемента И 3, имеется разрешающее напряжение, напряжение науправляющем входе элемента 8 отсутст-Звует: с выхода триггера 11 поданоразрешающее напряжение на вход элемента И 4, на входах элементовИ 5 и 6 напряжение отсутствует,с выхода триггера 12 подано напряже 40ние на вход элемента И 7, напряжение с выхода триггера 13 на входевторого интегратора отсутствует,также отсутствует напряжение с выхода триггера 14 на входе первого45интегратора входе триггера 12 иуправляющем входе элемента д (элемент 9 открыт),В дальнейшем во всех режимахработы работоспособность устройства50поддерживается автоматически,Устройство работает следующимобразом. 10 в состояние, при котором снимаетсянапряжение с входа элемента И 4.Элемент И 5 закрыт для поступленияновых заявок низкого приоритета доокончания обслуживания принятой заявки низкого приоритета. На входыэлементов И 5 и 6 подается с триггера 11 разрешающий потенциал. Черезслучайный интервал времени на выходе генератора 18 появляется импульс,имитирующий окончание обслуживанияпринятой заявки, Импульс с выходагенератора 18 поступает на входтриггера 14, подтверждая его исходное состояние, проходит через открытый,элемент 9 запрета на выход устройства, а также на вход триггера 13 ивходы ключей 25 и 26, подтверждаяисходное состояние триггера 13, и .интегратор. Одновременно этот импульспоступает на вход триггера 11,переводя его в исходное состояние,при котором открывается элемент И 4и закрываются элементы И 5 и 6, Таким образом устройство приходитв исходное состояние и готово к работе в любом режиме.При обслуживании заявок высокогоприоритета импульс с входа 1 черезоткрытый элемент И 3 запускает генератор 17 и переводит триггер 10 всостояние, при котором закрываютсяэлементы И 3 и элемент 8 запрета.Тем самым до конца обслуживания заявки высокого приоритета заявки свходов 1 и 2 не принимаются кобслуживанию. После окончания обслуживания заявки высокого приоритета импульс с.выхода генератора17 переводит триггер 10 в исходноесостояние, открывая при этом элементИ 3 и элемент 8. Устройство приведено в исходное состояние и готово к работе,При обслуживании заявки высокогоприоритета с прерыванием обслуживания заявки низкого приоритета последняя с входа 2 через открытыеэлемент И 4 и элемент 8 запретазапускает генератор 18 и переводиттриггер 11 в состояние, при которомзакрывается элемент И 4 и открываются элементы И 5 и 6.55 При обслуживании заявок низкого приоритета импульс с входа 2 через элемент И 4 и открытый элемент 8 запрета запускает генератор 18 случайных импульсов и переводит триггер Импульс с входа 1, имитирующий поступление заявки высокого приоритета до окончания обслуживания заявкинизкого приоритета (выдачи импульса генератором 18), через открытый7 1193 элемент И 3 запускает генератор 17, переводит триггер 10 в состояние, при которомзакрываются элемент И 3 и элемент 8 запрета, дополнительно блокируя цепь поступления заявки низкого приоритета. Одновременно импульс с выхода элемента И 3 через открытый по второму входу элемент И 6 поступает на вход триггера 13, подтверждая его исходное состояние, и через 10 открытый элемент И 7 на вход триггера 14, опрокидывая его. С опрокидыванием последнего подается высокий потенциал на элемент 9 запрета (он закрывается), опрокидывается триггер 15 12, снимая открьвающий потенциал с элемента И 7, На выходе первого интегратора (усилителя 20) начинает равномерно увеличиваться напряжение.С окончанием обслуживания заявки 20 низкого приоритета на выходе генерато- . ра 18 появляется импульс, однако на выход он не постуйает, так как закрыт элемент 9. Этот импульс проходит на вход триггера 14, который, опрокидываясь, снимает высокий потенциал с входа первого интегратора и управляющего входа элемента 9, Последний открьвается, а напряжение на выходе усилителя 2 О прекращает уве-,30 личиваться и остается постоянным. Величина напряжения на выходе усилителя 20, отсчитываемая от Цдщ пропорциональна требуемому времени дообслуживания заявки низкого приоритета. После появления импульса на выходе генератора 17, имитирующего окончание обслуживания заявки высокого приоритета, принятой к обслуживанию, этот импульс переводит в исходное состояние триггер 1 О, который открывает элементы И 3 и 8. Одновременно он проходит через элемент И 5, переводя триггер 13 в состояние, при котором подается высокий потенциал на резистор 21 - начинается процесс дообслуживания заявки низкого приоритета.50При дообслуживании заявок низкого приоритета с поступлением высокого потенциала на резистор 21 на выходе интегратора начинает равномерно увеличиваться напряжение. Если новых заявок высокого потенциала на обслуживание не поступает, напряжение на выходе усилителя 19 возрастает до 684 8того момента, пока не становитсяравным (с вычетом 0) напряжениюна выходе усилителя 20 - фактическое время дообслуживания заявкинизкого приоритета стало равнымтребуемому времени дообслуживания.Как только разность напряжений навходах схемы 27 сравнения становится равной напряжению срабатывания,на выходе схемы 27 появляется импульс, который поступает на выход,имитируя окончание обслуживания заявки низкого приоритета, Одновременноэтот импульс поступает на входы ключей 25 и 26, которые, срабатывая,устанавливают первый и второй интеграторы в исходное состояние.Кроме того, импульс с выхода схемы27 поступает на вход триггера 11,опрокидывает его, открывает элементИ 4 для поступления заявок низкогоприоритета и эакрьвает элементы И5 иб,Схема приведена в исходное состояние.В случае нового поступления заявки высокого приоритета, когда дообслуживание заявки низкого приоритетане закончено, устройство работаетследующим образом,Кмоменту поступления новой заявки высокого приоритета на выходеусилителя 19 имеется некоторое на"пряжение, меньшее, чем напряжениена выходе усилителя 20 на величину,превышающую напряжение У . ИмпульсминУимитирующий поступление новой заявки высокого приоритета, с выходаэлемента И 3 запускает генератор 17и через элемент И 6, открытый до,окончания дообслуживания заявки низкого приоритета, поступает на входтриггера 13, переводя его в состояние, при котором снимается высокоенапряжение на резисторе 21, Интегратор прекращает накапливать (дообслуживать) напряжение на выходе усилителя 19 и оставляет его постоянным до того момента, когда импульсс выхода генератора 17 через открытый элемент И 5 не переводит триггер13 в состояние, при котором высокоенапряжение снова поступает на резистор 21, второй интегратор продолжаетотсчет фактического времени дообслуживания низкоприоритетной заявки.Такое прерывание дообслуживаниянизкоприоритетной заявки поступле 1193684нием заявок высокого приоритета может производиться неоднократно.Однако на выходе усилителя 20требуемая продолжительность дообслуживания заявки низкого приоритета сохраняется, так как элемент И7 закрыт отсутствием напряженияс выхода триггера 12, поэтому сигналы на опрокидывание триггера 14 свыхода элемента И 6 не проходят,В момент совпадения фактическогои требуемого времени дообслуживанияна выходе схемы 27 возникает импульс,который приводит. устройство в исходное состояние. Суммарное время дообслуживания,заявки низкого приоритета с учетомнеоднократного прерывания равнотребуемому. При этом дообслуживание(увеличение напряжения на выходеусилителя 19) осуществляется толькотогда, когда генератор 17 не работает,т,е, в устройстве не обслуживаютсязаявки высокого приоритета,10 Показатели эффективности обслуживания определяются путем измеренияхарактери.".тик входных потоков заявок,выходных потоков заявок, времени дообслуживания и числа срабатыванийотдельных блоков устрйоства,1