Устройство для моделирования процесса обслуживания заявок с различными приоритетами

СО 1 ОЭ СОВЕТСНИХссцал абцИСНИЖРЕСПУБЛИН за) С 06 Р 15/20 г 1"с 1) ъ7 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЩБИИРТЩ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) .1. Авторское свидетельство СССР У 962969, кл. 6 06 Р 15/20,981.2.Авторское свидетельство СССР по заявке 13484077/24,кл. С 06 Г 15/20, 1982 (прототип).(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОБСЛУЖИВАНИЯ ЗАЯВОК С РАЗЛИЧНЫМИ ПРИОРИТЕТАМИ, содержащее первый, второй, третий и четвертый элементы И, элемент запрета, первый и второй генераторы импульсов со случайным интервалом следования,первый и второй элементы задержки, пер; - вый и второй элементы ИЛИ, первый, второй и третий триггеры, инверсный -, выход первого триггера соединен с первым входом первого и инверсным входом четвертого элементов И, инверсный выход второго триггера подключен к первому входу второго элемента И, инверсный выход третьего триггера соединен с вторым входом второго,первыми входами третьего и четвертого элементов И и с инверсным входом элемента запрета, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого является выходом обслуженных заявок высокого приоритета устройства, выход первого элемента И соединен с единичным входом первого триггера, нулевой вход которого подключен к выходу первого генератора импульсов со случайным интервалом следования и к второму входу второго элемента ИЛИ, выход четвертого элемента И соединен с единичным входом третьего триггера, входом ос-танова второго генератора импульсов со случайным интервалом следования, входом второго элемента задержки,выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с единичным входом второго триггера и выходом второго элемента И, выход второго генератора импульсов со случайным интервалом следования соединен с нулевым входом второго триггера, с выходом первого элемента задержки, прямым входом элемента запрета и вторым входом третьего элемента И, выход которого является выходом обслуженных заявок низкого приоритета устройства, выход первого элемента задержки подключен к нулевому входу третьего триггера, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем воспроизведения процессов селекции заявок .и ориентации системы двухканального обслуживания заявок с различными приоритетами, в него введены дифференцируйнций элемент, инвертор, первый и второй имплитудные ограничители, трртий и четвертый элементы задержки, пятый, шестой элементы И, третий и четвертый элементы ИЛИ, два дешифратора, два счетчика импульсов, два генератора счетных импульсов, вход сигнала начальной установки триггера в нуль соединен с входами установки в нулевое состояние первого, второго и третьего триггеров, выход первого элемента И подключен к входу запуска1115057 первого генератора счетных импульсов,выход которого соединен с входом первого счетчика импульсов, выход которого подключен к входу первого дешифратора, выход которого соединен свходом запуска первого генератора импульсов со случайным интервалом следования, входом обнуления первогосчетчика импульсов и входом остановапервого генератора счетных импульсов,выход первого элемента ИЛИ подключен к входу запуска второго генератора счетных импульсов, выход которогосоединен с входом второго счетчикаимпульсов, выход которого подключенк входу второго дишефратора, выходкоторого соединен с входом запускавторого генератора импульсов со случайным интервалом следования, первымивходами третьего и четвертого элементов ИЛИ, вторые входы которых подключены к выходу четвертого элемента И,выход третьего элемента ИЛИ соединен Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и преднаэначено для исследования процесса обслуживания заявок с различными приоритетами в системах массового обслуживания с ориентацией.Известно устройство для моделирования процесса обслуживания заявок с раэличныии приоритетами, содержащее два генератора импульсов со случайным интервалом следования, три элемента И, два триггера, элемент запрета и ограничительный диод, причем вход заявок высокого приоритета соединен с первым входом первого элемента И,выход которого подключен к первому входу первого триггера, входу останова первого генератора импульсов со случайным интервалом следования и входу 2 О запуска второго генератора импульсов со случайным интервалом следования, выход первого генератора импульсов со случайным интервалом следования является первым выходом устройства д и соединен с первым входом третьего элемента И и вторым входом первого триггера, первый вход которого подс входом останова второго генераторасчетных импульсов, выход четвертогоэлемента ИЛИ подключен к обнуляющемувходу второго счетчика, вход устройства через дифференцирующий элементсоединен с входами первого ограничителя и инвертора, выход которогоподкючен к входу второго ограничителя, выход которого соединен с первыми входами пятого и шестого элементов И, выход первого ограничителяподключен к входу третьего элементазадержки, выход которого соединенс вторым входом пятого элемента И,выход которого подключен к вторымвходам первого и четвертого элементов И, выход третьего элемента задержки соединен с входом четвертого элемента задержки, выход которого подключен к второму входу шестого элемента И , выход которого соеди -нен с третьим входом второго элемента И,ключен к второму входу первого элемента И, а второй выход соединен с управляющим входом элемента запрета, информационный вход которого соединен с выходом второго элемента И, а выход подключен к первому входу второго триггера и через ограничительный диод - к выходу третьего элемента И и входу запуска второго генератора импульсов со случайным интервалом следования, выход которого является вторым выходом устройства и подключен к второму входу второго триггера, первый выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, а второй вход подключен к одному из входов второго элемента И, другой вход которого является входом заявок низкого приоритета.Устройство позволяет моделировать процесс обслуживания заявок с различными абсолютными приоритетами, поступающих по двум каналам и обслуживае" мых одним .обслуживающим приборомОднако это устройство не позволяет моделировать двухканальные системы,3 1115 в которых осблуживание заявок низкого приоритета осуществляется одним обслуживающим прибором, а высокого приоритета - другим обслуживающим прибором, и только при его занятости происходит обслуживание заявки высокого приоритета в первом канале,Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для моделирования процесса обслу живания заявок с различными приоритетами содержащее первый, второй,третий элементы И, первый и второй триггеры, элемент запрета, первый и второй генераторы импульсов со случай ным интервалом следования, выходы которых соединены с входами установки в ноль соответственно первого и второго триггеров, инверсные выходы которых подключены к первым входам 20 первого и второго элементов И, вторые входы которых являются соответственно входами заявок высокого и низкого приоритетов, выход первого элемента И соединен с входами первого генератора импульсов со случайным интервалом следования и входом установки в единицу первого триггера, четвертый элемент И, два элемента задержки, два элемента ИЛИ, третий триггер, инверсный,выход которого соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И, с третьим, входом второго элемента И и с управляющим входом элемента запрета, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого является первым выходом устройства, выход второго генератора импульсов со случайным интервалом следования соединен 40 с вторым входом четвертого элемента И, с информационным входом элемента запрета и через первый элемент задержки подключен к входу установки в ноль третьего триггера, выход третьего элемента И соединен с запирающим входом второго генератора импульсов со слу-. чайным интервалом следования и через второй элемент задержки - с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к запускающему входу второго генератора импульсов со случайным интервалом следования, выход второго элемента И соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и 55 с входом установки в единицу второго триггера, выход первого генератора импульсов со случайным интервалом 057следования подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, инверсный выход первого триггера соединен с вторым входом третьего элемента И, третий вход подключен к входу заявок высокого приоритета, Устройство позволяет моделировать двухканальные системы, в которых обслуживание заявок низкого приоритета осуществляется одним обслуживающим прибором, а высокого приоритета - другим обслуживающим прибором 21Во вмогих реальных и перспективных системах обслуживания (в частности, в приоритетных системах осблуживания с ориентацией), при переходе от обслуживания заявок одного потока к обслуживанию заявок другого потока требуется селекция заявок и ориентация обслуживающего прибора (канала)- в общем случае переключение, настройка, ориентирование прибора при переходе от обслуживания заявок одного потока к обслуживанию заявок другого по тока и наоборот (или при переходе от обслуживания одной заявки к другой одного и того же потока) .Под селекцией заявок понимается в общем случае выделение однотипных заявок из общего потока, постапающих на обслуживание заявок различных приоритетов.Известное устройство не позволяет моделировать процессы селекции заявок и ориентации двухканальной системы обслуживания при переходе от обслуживания заявок одного потока к обслуживанию заявок другого потока и наоборот.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем воспроизведения процессов селекции заявок и ориентации системы двухканального обслуживания заявок с различными приоритетами.Эта цель достигается тем, что в устройство для моделирования процесса обслуживания заявок с различными приоритетами, содержащее первый, второй, третий и четвертый элементы И, элемент запрета, первый и второй генераторы импульсов со случайным интервалом следования, первый и второй элементы задержки, первый и второй элементы ИЛИ, первый, второй и третий триггеры, инверсный выход пер вого триггера соединен с первым входом первого и,инверсным входом чет 11150 Квертого элементов И, инверсный выходвторого триггера подключен к первому входу второго элемента И, инверсный выход третьего триггера соединен с вторым входом второго, 5первыми входами третьего ичетвертого элементов И и с инверснымвходом элемента запрета, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого является выходом обслуженных заявоквысокого приоритета устройства, выход первого элемента И соединен сединичным входом первого триггера,нулевой вход которого подключен к 15выходу первого генератора импульсовсо случайным интервалом следованияи к второму входу второго элементаИЛИ, выход четвертого элемента И соединен с единичным входом третьего 20триггера, входом останова второгогенератора импульсов со случайныминтервалом следования, входом второго элемента задержки, выход которогоподключен к первому входу первогоэлемента ИЛИ, второй вход которогосоединен с единичным входом второготриггера и выходом второго элементаИ, выход второго генератора импульсовсо случайным интервалом следованиясоединен с нулевым входом второготриггера, с входом первого элементазадержки, прямым входом элемента запрета и вторым входом третьего элемента И, выход которого является выходом 35обслуженных заявок низкого приоритета устройства, выход первого элемента задержки подключен к нулевому входу третьего триггера, введены дифференцирующий элемент, инвертор, первый 40и второй амплитудные ограничители,третий и четвертый элементы задержки,пятый и шестой элементы И, третий ичетвертый ИЛИ, два дешифратора, двасчетчика импульсов, два генератора 45счетных импульсов, вход сигнала начальной установки триггеров в нульсоединен с входами установки в нулевое состояние первого, второго итретьего триггеров, выход первого 50элемента И подключен к входу запускапервого генератора счетных импульсов,выход которого соединен с входом перного счетчика импульсов, выход которого подключен к входу первого дешиф ратора, выход которого соединен свходом запуска первого генератораимпульсов со.случайным интервалом следования, входом обнуления первого 1 счетчика импульсов и входом остановапервого генератора счетных импульсов, выход первого элемента ИЛИ подключен к входу запуска второго генератора счетных импульсов, выход которого соединен с входом второго счетчика импульсов, выход которого подключен к входу второго дешифратора, выход которого соединен с входом запуска второго генератора импульсов со случайным интервалом следования, первыми входами третьего и четвертого элементов ИЛИ, вторые входы которых подключены к выходу четвертого элемента И, выход третьего элемента ИЛИ соединен с входом останова второго генератора счетных импульсов, выход четвертого элемента ИЛИ подключен к обнуляющему входу второго счетчика, вход устройства через дифференцирующий элемент соединен с входами первого ограничителя и инвертора, выход которого подключен к входу второго ограничителя, выход которого соединен с первыми входами пятого и шестого элементов И, выход первого ограничителя соединен с входом третьего элемента задержки, выход которого подключен к второму входу пятого элемента И, выход которого соединен с вторыми входами первого и четвертого элементов И,выход третьего элемента задержки подключен к входу четвертого элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом шестого элемента И, выход которого подключен к третьему входу второго элемента И.На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит первый 1, второй 2, третий 3 и четвертый 4 элементы И, первый 5, второй б генераторы импупьсов со случайным интервалом следования, первый 7, второй 8, третий 9 триггеры, первый 10 и второй 11 элементы задержки, первый 12 и второй 13 элементы ИЛИ, элемент 14 запрета, пятый 15 и шестой 1 б элементы И, первый 17 (выход обслуженных заявок высокого приоритета) и второй 18 (выход обслуженных заявок низкого приоритета) выходы устройства, первый 19, второй 20 генераторы счетных импульсов, первый 21 и второй 22 счетчики импульсов, третий 23, четвертый 24 элементы ИЛИ, первый 25,второй 26 дешифраторы, вход 27 сигнала начальной установки триггеров7-9, первый 28 и второй 29 амплитудные ограничители, третий 30 и четвертый 31 элементы задержки, инвертор32, дифференцирующий элемент 33,вход34 устройства.Первый вход элемента Ии первыйвход элемента И 4 являются входом1 Одля заявок высокого приоритета. Второй вход элемента И 2 является входом заявок низкого приоритета.Потоки заявок на обслуживание,поступающие на вход устройства, представляют случайные импульсные последова 15тельности длительности, интервалымежду которыми распределены по определенным (разным или одним и тем же)законам, Импульсы малой длительностисоответствуют заявкам высокого приоритета, импульсы большой длительности соответствуют заявкам низкого приоритета.Время задержки элемента 30 соответствует длительности импульсов,имитирующих заявки высокого приоритета,т,е, С, , время задержки элемента31 соответствует длительности импульсов, имитирующих заявки низкого приоритета, т.е. 1 .1 так , время за- ЗОдержки элементов 30 и 31 находитсяв соотношении С,РСчетчики 21 и 22 представляют собой двоичные ачетчики, емкость которых можно изменять в зависимости от З 5величины интервала требуемого времени на ориентацию канала к обслуживанию заявок высокого ипи низкого приоритетов. На дешифраторах 25 и 26 набирается код, соответствующий време Они ориентации канала к обслуживаниюзаявок.Совокупности генератора 19,счетчика21, дешифратора 25 и генератора 20,счетчика 22, дешифратора 26 имитируют соответственно ориентацию каналовк обслуживанию заявок высокого и низкого приоритетов,Генераторы 5 и 6 имитируют обслуживающие приборы каналов обслуживания 50закон рапределения случайных импульсов на выходах генератора один и тотже, Временной интервал от моментазапуска генератора до появления импульсов на их выходе случаен .и распре 55делен по принятому закону обслужива+ния заявок. Генераторы 5 и 6 вырабатывают короткие импульсы, соответствующие обслуженным заявкам, после подачи на их входы запуска импульсов с выходов дешифраторов 25 и 26 через интервал времени, соответствующий времени обслуживания заявки.На выходе 17 устройства образуется выходящий поток обслуженных заявок высокого приоритета, а на выходе 18- выходящий поток обслуженных заявок низкого приоритета.Для оценки количественных характеристик процесса обслуживания заявок с различными приоритетами необходимо в устройство ввести соответствующие счетчики. Эти счетчики влияния напроцесс моделирования не оказывают и при необходимости они могут быть включены.Вербальная модель работы устройства следующая.При поступлении заявок высокого и низкого приоритетов на вход 34 устройства сначала осуществляется селек-ция заявок по приоритетам, затем они поступают на один из каналов обслуживания, которые соответственно сначала ориентируются к обслуживанию этих заявок, а затем проводится обслуживание заявок по заданному закону.При занятости первого канала заявка высокого приоритета принимается вторым каналом, причем, если проводилось ориентирование второго канала или обслуживание заявки низкого приоритета,то эти процессы прекращаются и заявка низкого приоритета теряется, проводится ориентирование второго канала к обслуживанию и последующее обслуживание заявки высокого приоритета. При занятости первого и второго каналов обслуживания заявок высокого приоритета, поступающие на вход заявки теряются. Если занят второй канал, пришедшая заявка низкого приоритета не обслуживается.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии триггери 7-9 установлены импульсом начальной установки, поступающим на вход 27 от блока питания при включении устройства в положении, при котором на одном из входов элементов И 1 и 2 име- ются разрешающие напряжения, и устройство готово к приему заявок высокого и низкого приоритетов.Пришедшая на вход 34 заявка высокого приоритета проходит через диффервн 1115057цирующий элемент 33, ограничитель 28, элемент 30 задержки и поступает на второй вход элемента И 15, в это же время на первый вход"элемента И 15 поступает разрешающий импульс, сфор- . мированный из отрицательного импульса, полученного в результате дифференцирования и прошедшего элементы 32 и 29, с выхода элемента И 15 импульсО через элемент И 1 запускает генератор 19, имитируя начало ориентации первого канала к обслуживанию заявки высокого приоритета, и перебрасывает триггер 7, в результате снимается разрешающее напряжение с элемента15 И 1 и подается на элемент И 4.Счетные импульсы от генератора 19 поступают на вход счетчика 21, при достижении в счетчике числа, соответствующего интервалу врмени ориентации первого, канала (коду времени, набранному на дешифраторе 25),на выходе дешифратора 25 формируется импульс, имитирующий окончание ориентации25 первого канала к обслуживанию заявки высокого приоритетаЗтот же импульс с выхода дешифратора 25 запускает генератор 5 имитируя начало обслуживания заявки, поступает на обнуляющий вход счетчика 21 и на вход оста- нова генератора 19.Через случайный интервал времени на выходе генератора 5 появляется импульс, имитирующий окончание обслуживания принятой заявки, проходящий 35 на выход 17 устройства. Этот же импульс с выхода генератора 5 перебрасывает триггер 7 в исходное состояние, открывая тем самым вход (элемента И 1) для приема очередной заявки 40 высокого приоритета.Обслуживание заявок низкого приоритета осуществляется аналогично, С приходом заявки низкого приоритета на вход 34 устройства она проходит 45 через дифференцирующий элемент 33, ограничитель 28, элементы 30 и 31 задержки и поступает на второй вход элемента И 16, в это же время на первый вход элемента И 6 поступает разрешающий импульс, сформированный из отрицательного импульса, полученного в результате дифференцирования и прошедшего. инвертор 32 и ограничитель 29, С выхода элемента И 16 импульс 55 проходит через открытый элемент И 2, элемент ИЛИ 12 и запускает генератор 20, одновременно перебрасывает триг. -гер 8 в состояние, при котором с элемента И 2 снимается разрешающее напряжение,Счетные импульсы с генератора "0подаются на счетчик 22. Код, набранный в дешифраторе 26, соответствует времени ориентации второгоканала к обслуживанию заявки. Присовпадении кода времени счетчика 22с кодом в дешифраторе У 6, в нем вырабатывается импульс, соответствующийокончанию ориентации второго каналак обслуживанию заявки, Импульс с выхода дешифратора 26 запускает генератор 6 что соответствует началу обслуживания заявки, проходит черезэлемент ИЛИ 24 и обнуляет счетчик22, и через элемент ИЛИ 23, и выключает генератор 20,Через случайный интервал времени,соответствующий времени обслуживаниязаявки, на выходе генератора 6 появляется импульс, имитирующий окончание обслуживания принятой заявки.Этотимпульс перебрасывает триггер8 в исходное состояние, открывая темсамым вход элемента И 2 для приемаочередных заявок низкого приоритета,и проходит через элемент И 3 навторой выход 18 устройства.Во время ориентирования и обслуживания в первом канале высокоприоритетной, во втором канале низкоприоритетной заявок вновь поступившие заявки низкого приоритета теряются,При поступлении очередной заявкивысокого приоритета в момент ориентирования первого канала или обслуживания им заявки высокого приоритетаона проходит при ранее описанному пути и с выхода элемента И 15 черезэлемент И 4 перебрасывает в единичное состояние триггер 9, снимаемыйс его выхода потенциал закрывает входы элементов И 2 и И 4, открывает элемент 14 запрета и закрывает элементИ 3, Эта же заявка через элемент 11задержки, элемент ИЛИ 12 запускаетгенератор 20, счетчик 22, имитируяначало ориентирования второго каналак обслуживанию заявки высокого приоритета, при совпадении кода счетчика 22 и дешифратора 26, формируетсяимпульс, имитирующий окончание ориентирования. Импульс с выхода дешифратора 26 запускает генератор 6, имитируя начало обслуживания, Через случайный интервал времени, соответствующий времени обслуживания заявки на выходе генератора 6 появляется им-. пульс, имитирующий окончание обслуживания заявки высокого приоритета. Этот импульс с выхода генератора 6 5 проходит через. элемент 14 запрета и элемент ИЛИ 13 на первый выход 17 устройства, и через элемент 10 задержки - на нулевой вход триггера 9, в результате чего он открывает элемент И 2 и элемент И 4, Устройство готово к приему заявок на обслуживание.Если в расмотренном случае во время прихода очередной заявки высокого при.5 оритета второй канал занят ориентированием или. обслуживанием заявки низкого приоритета, то заявка высокогоприоритета с выхода элемента И 15 поступает через элемент И 4 на вход останова генератора 6, через элемент ИЛИ 23 - на вход останова генератора 20, через элемент ИЛИ 24 - на обнуляющий вход счетчика 22, срывая ориентирование и обслуживание заявки низкого ,приоритета во втором канале.Одновременно эта заявка через элемент И 4 поступает на триггер 9, перебрасывая его в состояние, при котором закрываются элементы И 2, И 4, И 3 и открывается элемент 14 запрета, а также через элемент 11 задержки и элемент ИЛИ 12 - на вход запуска генератора 20, имитирующего начало ориентации второго канала. В дальнейшем функционирование устройства осуществляется аналогично описанному,Если обслуживается заявка высокого приоритета вторым каналом и закончилось обслуживание заявки в первом 40 канале, то пришедшая очередная заявка высокого приоритета обслуживается первым каналом аналогично по ранее описанной схеме.При занятости обоих каналов ориентированием или обслужи ванием заявок высокого приоритета, вновь поступившие заявки высокого и низкого приоритета теряются.При занятости первого канала заявкой с высоким приоритетом и второго 50 канала с низким приоритетом и поступлении очередной эаивки с высоким приоритетом на вход устройства осуществляется срыв ориентирования иобслуживания заявки с низким приоритетом во втором канале и ориентирование (обслуживание) этого каналадля пришедшей заявки с высоким приоритетом. Начало и окончание выработки импульсов генераторами 9 и 20при нормальном ориентировании (беэсрыва) соответствуют началу и окончанию ориентирования первого и второго каналов для обслуживания заявок,Окончание выработки импульсов генераторами 5 и 6 (беэ принудительногосрыва) соответствует исходному состоянию устройства и имитирует отсутствие обслуживания заявок в обеих каналах устройства.Показатели процесса обслуживаниязаявок с различными приоритетамиопределяются путем измерения характеристик входных потоков заявок,выходных потоков обслуживания заявоки числа срабатывания отдельных блоков устройства. К таким показателямможно отнести, вероятности обслуживания (срыва) заявок низкого и высокого приоритетов, заявок только высокого или только низкого приоритета,вероятности прерывания обслуживающегоприбора (канал) в режиме селекции,ориентации или обслуживания и другиепоказатели, характеризующие процессобслуживания заявок различных приори- .тетов двухканальной системой,Технико-экономический эффект изобретения выражается в том, что предлагаемое устройство позволяет исследовать процесс обслуживания заявокс различными приоритетами в двухканапьных системах массового обслуживания с ориентацией когда производитсясначала селекция заявок, ориентирование каждого канала, а потом обслуживание в них заявок с различнымиприоритетами.Таким образом, расширяются функционалвные возможности устройства иповышается достоверность моделирования процесса обслуживания заявокв приоритетных системах массового обслуживания с ориентацией./ Тираж НИИПИ Государственногпо делам иэобретений 13035, Москва, Ж, Р одписно ал ППП "Патент", г.ужгоро роектная, 4 актор АЛ 1 ишкина омитета СССРоткрытийская наб д.4/5 орректорГ.Решетник