Устройство для моделирования систем массового обслуживания

, 15 О 9924 5/2 4 ао ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) АвторскоеВ 1343422, кл.Авторское свУ 1418740, кл. л. У 35ров и В,Н,Ковалевский СР 986. свидетельство 0 06 Г 15/20, идетельство СС О 06 Р 15/20,ока сдвига; блока анали турная схема фиг. 3 - схем очередеи. Устро точников 1 сдвига нератора элемента(фиг,1) содерж к, состоящих и рсивного счетч ульсов, тригге 5, третьего эл 7 импульсов, пэлемента ИЛИ-Н И 10, а также п импульсов, Фо ит М исз блоков ств ика 2,гера 4,емента рев И НЕ тчика И 8,ервогоЕ 9,вто И б, с элемен енерармирова ого элемента ор 11 тактов ена структурная а фиг.2 - струкизобрства; схема ус ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТпО изОБРетениям и ОтнРытиямпри гннт ссо(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯСИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования замкнутыхсистем массового обслуживания с конечным числом источников заявок, имеющих буферные памяти. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования работы систем массового обслуживания с групповой диспетчеризацией "в порядке очереди". Устройство Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования процессов в системах массового обслуживания.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройст ва за счет моделирования систем массового обслуживания с дисциплиной групповой диспетчеризации "в порядке очереди".Нафиг.1 аж 2 содержит М источников заявок,генератор тактовых импульсов, Формирователь сигналов разрешения опроса, блок опроса, блок случайной временной задержки, блок анализа очередей,элементы И, ИЛИ, ИЛИ-НЕ. Новым в устройстве является элемент ИЛИ-НЕ и структура блока анализа очередей. После обслуживания заявки Формируется сигнал о разрешении следующего опроса, и цикл работы устройства повторяется. При этом, если очередь источника, опрошенная в предыдущем цикле, имеет другие заявки, то осуществляется опрос этой очереди, в противном случае блок анализа очередей оп- Я ределяет новый источник, имеющий в общей очереди системы первоочередную заявку, Таким образом, обслуживание выбранного источника осуществляетсяЪ до тех пор, пока его заявки не будут выбраны из общей очереди системы. 3 ил.Май1509924 20 тель 12 сигналов разрешения опроса,элемент ИЛИ-НЕ 13, М групп 14 элементов И, блок 15 опроса, первыйэлемент ИЛИ 16, блок 17 случайнойвременной задержки, второй элементИЛИ 18, третий элемент ИЛИ 19,элемент И 20, блок 21 анализа очередей,четвертый элемент ИЛИ 22.Блок 1 сдвига выполнен как и визвестном устройстве и содержитузел 23 гашения приоритетного разряда, регистр 24 сдвига и узел 25 выбора приоритетного разряда, в которые входят элементы ИЛИ 26, элементы И 27, элементы 28 задержки,элементы И-НЕ 29.Блок 21 анализа очередей содержитР узлов 30 анализа информации (Рчисло разрядов блока 1 сдвига), Рузлов 31 анализа разрядов, М элементов ИЛИ 32, М триггеров 33.Узел 30 анализа информации состоит из М элементов ИЛИ 34, М группэлементов И 35 по (Р) элемент в 25группе, М элементов И 36.Узел 31 анализа разрядов состоитиз элемента ИЛИ-НЕ 37 и (Р) группэлементов И 38 по М элементов И вкаждой группе. 30Этот блок предназначен для определения одного из регистров блоков1 сдвига, в котором логическая "1"(заявка) находится в старшем посравнению с другими регистрами разряде, и сохранения признака идентификации выбранного регистра (источника) .Узлы 30 анализа информации предназначены соответственно для определения регистра, а также разряда вэтом регистре (анализ осуществляется с самого старшего Р-го разряда,т.е. с узла 30, в котором находится первая по счету, начиная с Р-го 45разряда, логическая "1"),Узлы 31 анализа разрядов предназначены для "блокировки" логических"1", появившихся при анализе младших разрядов регистров, если в какомто старшем разряде какого-то регистра выявлена "1", т,е, данные узлывыдают "1" только в один триггер 33,Триггер 33 предназначен для сохранения в течение определенного времени ( до прихода очередного единичного сигнала на нулевые входы триггеров) идентифицирующего признака источника, выбранного на обслуживание. 4Счетчик 7 представляет стандартный двоичный счетчикОн предназначен для подсчета заявок, поступающих от каждого источника в систему (в очередь и на обслуживание), с целью имитации совместно с элементом И-НЕ 5 состояний буферной памяти этого источника, т,е. он содержит информацию о количестве свободных ячеек в этой памяти. Разрядность счетчика определяется разрядностью двоичного числа,равного емкости буферной памяти источника. Если содержимое счетчика 7 меньше его емкости, следовательно, в буферной памяти источника есть обслуженные заявки, и генератор 3 может выдавать с определенной частотой заявки в систему. Если содержимое равно максимальному, то, соответственно, буферная память пуста и элемент И-НЕ запрещает работу генератора 3,Частота выдачи импульсов заявок генераторов 3 настраивается согласно интенсивности отработки заявок источников в реальной системе.Так как импульсы-заявки поступают от источников в очереди в различные моменты времени, то, соответственно, 11 в регистрах находятся в разных разрядах .Выбором тактовой частоты гене ратора 1 1 обеспечивается исключение ситуации попадания сигналов о т генерат оров 3 разных источников заявок в один и то т же разряд блока 1 сдвиг а . В результате последовательных сдвигов в одном и з регистров импульсзаявка, поступившая раньше других в очередь, располагается в более старшем разряде по сравнению с другими заявками .Таким образом, с помощью М оч ередей ( ре гис тров ) источников заявок и блока 2 1 анализа очередей имитируется общая очередь системы и идентифицируется заявка , вошедшая раньше других в э ту очередь и требующая и ерв оочередно го обслуживания .Устройство работает следующим о бразом .С выхода генератора 3 импульсов заявок на вход блока 1 сдвига через элемент И 8 поступают импуль сы-з аявки, имитирующие входной по тох заявок о т первого источника ( фиг, 1 ), Аналогично э то происходит и в других источник ах . По положительному перепаду тактового импульса от генератора 1 1 , 5 15099поступающему на тактовый вход блока1 сдвига, в нем осуществляется режимпоследовательного занесения информации со сдвигом вправо, так как в на 5чальный момент работы устройства навходе от блока 15 опроса поддерживается О.В счетчиках 2 и 7 регистрируютсяпоступившие в систему заявки, Еслиих количество в счетчике 7 равно емкости буферной памяти источника,тона выходе элемента И-НЕ 5 имеется"О" и элемент И 8 "запретит" входзаявок в блок 1 сдвига. Таким образом, имитируется аварийная ситуацияпростоя источника, когда его буферная память пуста.В определенное время на запускающий вход подается сигнал запуска устройства. Этот сигнал при наличии тактового импульса проходит Формирователь 11 сигналов разрешения опроса,сбрасывает триггеры 4 в каждом источнике заявок и запускает блок 15 опроса, В этот де момент времени с установочного входа подается единичныйсигнал и через элемент ИЛИ 22 запускает. блок 21 анализа очередей. В следующем такте блок 15 опроса выдает 30логические "1" на входы блоков 1 сдвига во всех источниках заявок и соответственно на первые входы элементовИ всех групп 14 элементов И,При поступлении сигнала о разрешении опроса в блок 21 анализа очередей(фиг.3) узлы 30 принимают информациюиз разрядов регистров блоков 1 сдвига в виде последовательностей "0" и1. В этих узлах производится определение регистра блока 1 сдвига,содержащего "1" в первом старшем разряде. При обнаружении ее в каком-тостаршем разряде какого-то регистрасдвига узлы 31 блокируют все 1,поступающие из младших (по сравнениюс найденным разрядом) разрядоввыбранного и всех остальных регистров сдвига, В результате работы блока 21 на выходе одного из триггеров33 формируется и поддерживается "1",а в остальных - "0", либо все "0",если регистры пусты, Эти сигналы поступают на вторые входы элементов Исоответствующих групп 14. Таким образом,. сигналы опроса с информационных выходов блока 15 опроса проходятчерез элемент И той группы 14,котораяподключена к разрядным выходам блока 24 61 сдвига, имеющего ранее найденныйразряд, На выходах элементов И остальных групп 14 формируются уровнилогического "0".При поступлении сигналов опросана разрядные входы блока 1 сдвига(фиг,2) содержимое выбранного регистра считывается в узлы 23 и 25, в результате чего на обслуживание поступает "1" из ранее определенного разряда (эта "1" подается на элементИЛИ 16 и триггер 4), В этот де момент данная заявка исключается изочереди .(узел 23), производит гашение "1" в выбранном разряде и заносит информацию в параллельном ходечерез входы в регистр, так как навходе (1 поддердивается "1").Во всех остальных блоках сдвигаинформация в регистрах не изменяется и на соответствующих входах элемента ИЛИ 16 и триггеров 4 имеютсялогические "0", Таким образом, наобслуживание поступает заявка раньше всех, вошедшая в систему, т.е.обслуживание производится в началев порядке поступления в общую очередь,По окончании обслуживания заявкина выходе блока 17 появляется единичный сигнал, который проходит черезэлемент ИЛИ 18, Также, как и предыдущий запускающий сигнал, он поступаетв формирователь 12 во все источникизаявок,Он проходит через элемент И 6только того источника, заявка которого обслужена (триггер 4 на выходеподдерживает "1") и осуществляет редим вычитания в реверсивном счетчике 2.Далее .в работе устройства могутвозникнуть две возможные ситуации.Реверсивный счетчик 2 после выполнения режима вычитания содержит ненулевое число, т.е. в системе от данного источника находится несколько заявок, Тогда элемент ИЛИ-НЕ 9 вьдаетна выход логический "0", и соответственно на выходе элемента И 10 - "0".В результате этого на входы элементаИЛИ 19 подаются одни "О" (в другихисточниках элементы И 10 формируюттолько "0", так как их соответствующие триггеры 4 поддерживают на выходах уровень логического "О"). С вы.хода элемента ИЛИ 19 на один входэлемента И 20 поступает нулевой сиг 1509924нал, а на другой - единичный сигналот формирователя 12 сигналов разрешения обслуживания. В результате этого, на вход блока 21 анализа очередей поступает нулевой сигнал и данный блок на выходе имеет ту же последовательность "О" и "1", что и в пре"дыдущем цикле. Таким образом, блок15 опроса вновь производит опрос очереди ранее выбранного источника.Реверсивный счетчик 2 после выполнения режима вычитания содержит нулевое число заявок, т.е. в данном случае имитируется освобождение очере"ди источника заявок, а точнее,отсутствие заявок от данного источника вобщей очереди системы. Тогда элементИЛИ-НЕ 9 формирует на выходе логическую "1", которая проходит элемент 20И 10 и поступает на вход элементаИЛИ 19. В результате этого сигналс формирователя 12 приходит не только в блок 15 опроса, но и через элементы И 20, ИЛИ 22 в блок 21 анализа 25очередей, в котором происходит сбросвсех триггеров 33 (фиг.3) в нулевоесостояние и на выходах этого блокавыработается новый идентифицирующийпризнак источника, имеющего первоочередную заявку в общей очереди системы, т.е. опрашивается очередь нового источника заявок.Также единичный сигнал с выходаэлемента ИЛИ-НЕ 9 поступает на входсчетчика 7 и сбрасывает его в нулевое состояние, т.е. происходит имитация заполнения заявками буфернойпамяти обслуженного источника заявок. 40Сигналы с выходов блока 21 анализа очередей поступают также на соответствующие входы элемента ИЛИ-НЕ 13,который в случае отсутствия заявокво всех регистрах блоков 1 сдвига 45выдает "1" в формирователь 12 сигналов разрешения опроса, По приходутактового импульса этот сигнал запускает блок 15 опроса и через элементИЛИ 22 - блок 21 анализа очередей,в результате чего происходит повторный спрос блоков 1 сдвига,Ло окончании каждого опроса блок15 выдает логический "О" на входыблоков 1 сдвига, в результате чегопо приходу тактового импульса в нихвозобновляется последовательное занесение заявок от генераторов 3 врегистры блоков 1 сдвига при условии незаполненности соответствующих счетчиков 7.Таким образом, устройство позволяет моделировать функционирование замкнутых систем массового обслуживания с конечным числом однородных источников, имеющих буферные памяти и обслуживаемых в сбответствие с дисциплиной групповой диспетчеризации "в порядке очереди".Формула изобретенияУстройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор тактовых импульсов, формирователь импульсов разрешения обслуживания, четыре элемента ИЛИ, блок случайной временной задержки, блок опроса, элемент И, блок анализа очередей, М источников заявок,каждый из которых состоит из трех элементов И, счетчика импульсов, реверсивного счетчика, элемента И-НЕ,элемента ИЛИ-НЕ, генератора импульсов, триггера и блока сдвига, в каждом источнике заявок выход генератора импульсов соединен с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к информационному входу блока сдвига, выход первого разряда которого соединен со счетным входом счетчика импульсов, разрядные выходы которого подключены соответственно к входам элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, а вход сброса счетчика импульсов соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ и первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к прямому выходу триггера и первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, суммирующий вход которого подключен к выходу первого разряда блока сдвига, а разрядные выходы реверсивного счетчика соединены соответственно с входами элемента ИЛИ-НЕ, М групп элементов И, выходы элементов И К-й группы (К=1,М) подключены соответственно к разрядным входам блока сдвига К-го источника заявок, входы считывания всех блоков сдвига соединены с выходом блока опроса, вход которого подключен к первому выходу формирователя сигналов разрешения обслуживания, первому входу элемента И9 1509 устройства и нулевым входам триггеров всех источников заявок, информационный выход блока сдвига каждого источника заявок соединен с единичным входом триггера своего источника заявок и соответствующим входом первого элемента ИЛИ устройства, выход которого подключен к входу блока случайной временной задержки, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ устройства, второй вход которого является входом запуска устройства, а выход второго элемента ИЛИ устройства подключен к вторым входам третьих элементов И всех источников заявок и первому входу запуска формирователя сигналов разрешения обслуживания, тактовый вход которого подключен к первому выходу ге нератора тактовых импульсов, группа выходов которого соединена соответственно с тактовыми входами блоков сдвига, выходы третьих элементов И источников заявок подключены соответ ственно к входам третьего элемента ИЛИ устройства, выход которого соединен с вторым входом элемента И устройства, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента ИЛИ устройства, второй вход которого является установочным входом устройства, а третий вход четвертого элемента ИЛИ устройства подключен к втоРОму выходу фОРмирователя сигналов 35 разрешения обслуживания, К-й выход группы блока спроса подключен к первым входам К-х элементов И всех групп, вторые входы элементов И К-й группы объединены и соединены с К-м выхо дом блока анализа очередей, вход запуска которого подключен к выходу четвертого элемента ИЛИ устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных 45 возможностей за счет моделирования работы систем массового обслуживания с групповой диспетчеризацией "в порядке очереди", оно дополнительно содержит элемент ИЛИ-НЕ, а блок ана лиза очередей содержит М триггеров, М элементов ИЛИ, Р узлов анализа информации и Р узлов анализа разрядов, где Р - число разрядов в блоках сдвига, х-й узел анализа разрядов состо ит из элемента ИЛИ-НЕ и (М-) групп элементов И (х = 1,М), причем выход элемента ИЛИ-НЕ в каждом узле 924 О анализа разрядов подключен к первымвходам всех элементов И своего узлаанализа разрядов, каждый узел анализа информации содержит М элементовИ, М элементов ИЛИ и М групп элементов И по (Р)-му элементу в каждойгруппе, вь 1 ход К-го элемента И -гоузла анализа информации ( = 1,Р)соединен с первыми входами элементовИ К-й группы и первым входом К-гоэлемента ИЛИ своего узла анализа информации, остальные входы К-го элемента ИЛИ -го узла анализа информации подключены соответственно к выхо"дам элементов И К-й группы своего узла анализа информации и нулевые входы всех триггеров блока анализа очередей объединены и являются входомзапуска блока анализа очередей, прямые выходы триггеров которого являются соответствующими выходами блока анализа очередей, второй входК-го элемента И и вторые входы эле"ментов И К-й группы всех узлов анали"за очереди соединены соответственно сразрядными выходами блока сдвига К-гоисточника заявок, выходы элементов ИЛИперво го узла анализ а информации подключены соответственно к входам элементаИЛИ-НЕ первого узла анализа разрядов, авыходы элементов ИЛИ (1+ )-го узла анализа информации подключены соответственно к вторым входам элементов И 1-йгруппы первого узла анализа разрядов,выходы элементов И первой группы1-го.узла анализа разрядов соединенысоответственно с входами элемента И(1+1)-го узла анализа разрядов1 = 1, Р), выходы элементов Иостальных групп 1-го узла анализаразрядов подключены к вторым входамэлементов И соответствующей группы(1+1)-го узла анализа информации,входы К-го элемента ИЛИ блока анализаочередей соединены соответственно свыходом К-го элемента ИЛИ первого узла анализа информации и выходамиК-х элементов И первой группы всехузлов анализа очередей, а выход К-гоэлемента ИЛИ блока анализа очередейподключен к единичному входу К-готриггера блока анализа очередей,выходы которых соединены соответственнос входами элемента ИЛИ-НЕ устройства, выход которого подключен к второму входу запуска формирователя сигналов разрешения обслуживания, 15099241509924 оставитель В,Фукехред Л.Олийнык в ректор М.Васильев Редакто ана аказ 5815/4 ираж 668 одписное ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5