Устройство для моделирования систем массового обслуживания

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН И 9 6 Р 15/20 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ СТВ 4045087/ 20.01.86 23.06.87(э 4) УСТРОЙСТВО СИСТЕМ ИАССОВОГО (57) Изобретение лительной техник пользовано для м нутых и разомкну ДЛЯ ИОДЕЛИР БСЛУЖИВАН тносится вычис и может бы делирования и приорите и а тных м ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ Н АВТОРСКОМУ СВИ ЕТ Бюл. У 23евский и Г,А.Черномо гоканальных систем массового обслуживания, Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования систем массового обслуживания с внесис.темными абсолютными приоритетами.Устройство содержит К каналов 1 моделирования очереди, состоящих из реверсивного счетчика 2, управляемогогенератора 3 импульсов, элемента И 4,блока 5 сдвига, блока 6 элементов И,первый элемент ИЛИ 7, генератор 8тактовых импульсов, блок 9 приоритетного обслуживания, блок 10 опроса,формирователь 11 сигналов разрешенияопроса, блок 12 выбора приоритетов,второй элемент ИЛИ 13. 6 ил.1 13Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования процессовв системах массового обслуживания(СМО),Целью изобретения является расширение функциональных возможностейустройства за счет моделирования систем массового обслуживания с внесистемными абсолютными приоритетами,На фиг.1 и 2 представлена схемаблока сдвига; на фиг,З - схема блокаопроса; на фиг.4 - схема формирователя сигналов разрешения опроса; нафиг.5 - схема блока выбора приоритетов; на фиг.б - схема блока приоритетного обслуживания.Структурная схема устройства(фиг.1) содержит группу идентичныхканалов 1 моделирования очереди, состоящих из реверсивного счетчика 2,управляемого генератора 3 импульсов,элемента И 4, блока 5 сдвига, блока6 элементов И. В состав устройствавходят элемент ИЛИ 7, генератор 8тактовых импульсов, блок 9 приоритетного обслуживания, блок 1 О опроса,формирователь 11 сигналов разрешенияопроса, блок 12 выбора приоритетов,элемент ИЛИ 13.Блок 5 сдвига (фиг.2) состоит изузлов 14 - 16. Узел 14 выполняетфункцию гашения "1" в приоритетномразряде регистра сдвига без изменения состояния остальных разрядов.Узел 15 представляет стандартный двунаправленный регистр сдвига с последовательным 1,если на входе Ч, поддерживается логический "0", а на Члогическая "1") и параллельным занесением (на обоих входах - логическая"1") информации, Узел 1 б выполняетфункцию определения приоритетногоразряда стандартного регистра 15.Управляемый генератор 3 импульсовпредставляет собой преобразователькод - частота, Количество управляющих входов преобразователя определяется разрядностью реверсивного счетчика.Блок 1 О опроса (фиг,З) содержиттриггер 17, элемент 18 задержки, элемент ИЛИ 19 и группу элементов 20 задержки.Формирователь 11 сигналов разрешения опроса (фиг,4) содержит последовательно соединенные триггер 21, элемент И-НЕ 22, дифференцирующий эле 19043 2 5 10 15 20 25 35 40 45 моделирования очереди идентичны, работа устройства в дальнейшем рассматривается только для первого канала.Устройство работает следующим образом. С выхода генератора 3 импульсов 1-го канала моделирования очереди напервый вход -го канала блока 9 при-. мент 23, схему 24 расширения импульса до заданной величины,Блок 12 выбора приоритетов (фиг.5)по каждому из входов имеет практически однородную структуру, состоящуюиз элементов И 25, элементов ИЛИ 26,элементов НЕ 27.Блок 9 приоритетного обслуживания(фиг.б) состоит из генератора 28 случайных временных интервалов, элемента ИЛИ 29 и 1 с каналов обслуживания,содержащих триггер 30, первый 31 ивторой 32 элементы И, первый 33,второй 34, третий 35 и четвертый 36элементы ИЛИ, первую 37 и вторую 38группы элементо:в запрета.Блок 9 предназначен для обслуживания приоритетных заявок с прерываниями. Каналы блока 9 имитируют захватобслуживающего прибора заявками сразличными приоритетами (от 1 до 1),процесс прерывания, процесс обслуживания,Генератор 28 случайных временныхинтервалов обеспечивает задание интервала времени обслуживания заявок.В состав блока 5 сдвига входяттакже элементы И 39, элементы ИЛИ 40,элементы 41, элементы 42 задержки,Функциональное назначение входов ивыходов блока 9 приоритетного обслуживания: первые входы элементов ИЛИ33 - входы заявок, поступающих отгенераторов заявок в систему; вторыевходы элементов ИЛИ 33 - входы, накоторые поступают наиболее приори"тетные заявки из блока 12 выбора приоритетов. Выходы блока 38 первогоканала и выходы элементов 34 - выходы заявок, отправленных в очередьсоответствующих каналов ввиду занятости обслуживающего прибора. Выходыэлементов 32 - выходы прерванных вовремя обслуживания заявок, отправленных в очередь соответствующих каналов. Выходы блока 31 - выходы обслуженных в системе заявокВ связи с тем, что структурноепостроение и принцип работы каналов3 13 оритетного обслуживания (фиг.б) поступает импульс заявки (единичный сигнал). В этом канале сигнал проходит через группу элементов 37 запрета, каждый из которых формирует признак занятости прибора обслуживания заявками более высокого или такого же приоритета, т.е, если, например, в предыдущий момент времени сигнал поступает в (-1)-й канал, то в 1-м канале (1-1)-й элемент 37 запрета блокирует сигнал, приходяший в настоящий момент времени. Этот сигнал отправляется через элементы 38 запрета и элемент ИЛИ 34 на выход, а затем в блок 5 сдвига (в очередь) -го канала моделирования очереди.Если в предыдущие моменты времени сигналы не поступали в каналы с первого по -й включительно, сигнал,при шедший в рассматриваемый момент времени в 1-й канал устанавливает соответствующий триггер 31 в единичное состояние, запускает генератор 28 случайных временных интервалов, в результате чего осуществляется имитация обслуживания заявки 1-го приоритета. Если во время прихода заявки в 1-й канал в каком-то из каналов от (+1)-го по Е-й находился триггер в единичном состоянии (т.е. имитируется процесс обслуживания), единичный сигнал этой заявки через элементы ИЛИ 35 и 36 осуществляет сброс триггера в нулевое состояние (имитация прерывания процесса обслуживания) и обеспечивает прохождение сигнала прерванной заявки через элемент 38 на выход соответствующего узла. Этот сигнал (через элемент ИЛИ 13) поступает на выход устройства, а также поступает в соответствую щую очередь (в блок 5 сдвига). По истечении случайного интервала времени генератор 28 выдает на элементы И 31 всех каналов единичный сигнал. Единичный сигнал появляется на выходе элемента И 31 только -го узла, а на выходах всех остальных узлов формируются логические "0",Сигналы с этих узлов поступают в соответствующие каналы моделирования очереди (на вычитающий вход реверсивного счетчика 3), а также на входы элемента ИЛИ 7, который вьщает сигнал об окончании обслуживания на50 55 прибор, в противном случае отправляются в соответствующую очередь (в блок 5 сдвига).В очередном такте блок 10 опроса в результате срабатывания триггера 17 (фиг.З) вьщает логическую "1" на вторые входы элементов И 4, которые пропускают эту "1" (сигнал управления) на вход того блока 5 сдвига, заявка которого выбирается на об 19043 4формирователь 11. сигналов разрешенияопроса.По положительному перепаду тактового импульса, поступающего на входблока 5 сдвига От генератора 8, выполняется режим последовательного занесения "1" со сдвигом вправо, принимаемый от блока 9 приоритетного обслуживания, так как в начальный мо мент работы устройства на входе Ч(фиг.2) находится уровень логического "0" блок 10 опроса вьщает логичес кий "0" на второй вход элемента И 4,на первом входе которого логический 15 "0" (фиг,З).В определенный момент времени отэлемента ИЛИ 7 приходит сигнал обокончании обслуживания заявки и запоминается в формирователе 11 сигна лов разрешения опроса. По приходуочередного тактового импульса на входформирователя 11 этот сигнал проходит звено элементов 21 - 24 (фиг.4)и запускает блок 10 опроса, который 25 подает со своих информационных выходов сигналы опроса (фиг.З) нагруппу входов блоков 5 сдвига (фиг.2) .С выходов блоков 5 сдвига (фиг.1) поступают "1" (заявки), либо "0" (если 30 очередь пуста) на соответствующиевходы блока 12 выбора приоритетов,который выбирает на обслуживание наиболее приоритетную заявку (приоритетным входом блока 12 является перВый по порядку Вход на который приходит "1", фиг.5). С выходов блока12 группа сигналов (либо все "0",либо одна "1" и остальные "0") поступает на соответствующие вторые вхо ды блока 9 приоритетного обслуживания, и происходит описанный процессобслуживания, в течение которого напервые входы блока 9 могут приходитьзаявки (логические "1") от генерато ра 3 импульсов любого канала моделирования очереди, Эти заявки, еслиони более приоритетные, прерываютпроцесс обслуживания и захватываютслуживание, т.е. при наличии на первом входе соответствующего элементаИ 4 "1"В противном случае на входах Ч,блоков сдвига сохраняется логический"0". Элементы И 4 необходимы в томслучае, когда для тех блоков 5 сдвига, заявки от которых не выбираютсяна обслуживание, не осуществляетсяпараллельное занесение информации врегистр 15 из узла 5, а следовательно, не происходит гашение приоритетйого разряда, с которого "1" выдается на обслуживание (фиг.2),На положительный вход реверсивного счетчика 2 в каждом канале поступают все заявки, генерируемые блоком3, а на вычитающий вход - заявки изблока 9, прошедшие обслуживание. Таким образом, информация о количествезаявок, находящихся в любой моментвремени в системе, постоянно присутствует в реверсивных счетчиках 2,Для замкнутых СМО эта информация поступает через блок 6 элементов И навходы генераторов 3 импульсов и производит их настройку.Формула изобретенияУстройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор тактовых импульсов, формирователь сигналов разрешения обслуживания, первый и второй элементы ИЛИ, К-каналов моделирования очереди, каждый из которых состоит из управляемого генератора импульсов, элемента И, блока элементов И, блока сдвига и реверсивного счетчика импульсов, разрядные выходы которого соединены соответственно с информационными входами блока элементов И, выходы которого соединены соответственно с входами управления частотой следования импульсов управляемого генератора импульсов, выход элемента И подключен к входу управления последовательным вводом информации блока сдвига, тактовый вход которого подключен к соответствующему выходу группы генератора тактовых импульсов, управляющие входы блоков элементов И всех каналов моделирования очереди объединены и являются входом установки режима обслуживания устройства, блок опроса, состоящий из триггера, инверсный вход которого соединен с выходом элемента задержки, элементаИЛИ и группы элементов задержки, выход элемента задержки соединен с пер.вым входом элемента ИЛИ, второй входкоторого является входом сброса устройства, а выход элемента ИЛИ подключен к нулевому входу триггера,единичный вход которого и входы элементов задержки группы объединены 10 и подключены к выходу формирователясигналов разрешения опроса, выходыэлементов задержки группы блока опроса подключены соответственно кразрядным входам блоков сдвига всех 15 каналов моделирования очереди, а инверсный выход триггера блока опросасоединен с первыми входами элементовИ всех каналов моделирования очереди, выход генератора тактовых им пульсов подключен к тактовому входуформирователя сигналов резрешенияобслуживания, вход запуска которогоподключен к выходу первого элементаИЛИ устройства, выход которого явля ется выходом обслуженных заявок устройства, блок выбора приоритетов содержащий (Е) каналов выбора приоритета, первый канал выбора приоритета состоит из последовательно сое- ЗО диненных элемента НЕ и элемента И,остальные каналы выбора приоритетасодержат последовательно соединенныеэлемент ИЛИ, элемент НЕ и элемент И,выход элемента ИЛИ 1-го канала выбо ра приоритета (1.-2, Е) соединен спервым входом элемента ИЛИ (+1)-гоканала выбора приоритета, информационный выход блока сдвига первогоканала моделирования очереди соеди нен с входом элемента НЕ первого канала выбора приоритета и первым входом элемента ИЛИ второго канала выбо.ра приоритета и подключен к второмувходу элемента. И первого канала мо делирования очереди, информационныйвыход блока сдвига 1-го канала моделирования очереди подключен к другому входу элемента И (1-1)-го каналавыбора приоритета и второму входу 50 элемента ИЛИ 1-го канала выбора приоритета блока выбора приоритета, ин- .формационный выход блока сдвига канала моделирования очереди соединенс другим входом элемента И (К)-го 55 канала выбора приоритета блока выбора приоритета, выход элемента И 1-гоканала выбора приоритета Ц, Е)подключен к второму входу элемента И19043 8 5 10 15 20 25 30 35 40 - 45 50 - 55 7 13 (3+1)-го канала моделирования очереди, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет моделирования систем массового обслуживания с внесистемными абсолютными приоритетами, оно дополнительно содержит блок приоритетного обслуживания, состоящий из генератора случайных импульсов, элемента ИЛИ и Е каналов обслуживания, каждый из которых включает триггер, первый элемент ИЛИ и первый элемент И, 1-й канал обслуживания (1-1, 1) содержит первую группу из 1 элементов запрета, вторую группу из 1 элементов запрета, все каналы обслуживания, начиная с второго, содержат второй элемент И, второй элемент ИЛИ, третий элемент ИЛИ., все каналы обслуживания, начиная с третьего, содержат четвертый элемент ИЛИ, причем в каждом канале обслуживания выход Н-го элемента запрета первой группы (И, 1-1) соединен с информационным входом (И+1)-го элемента запрета первой группы, выход последнего 1-го элемента запрета первой группы подключен .к единичному входу триггера, инверсный выход которого соединен с первым входом первого элемента И и управляющим входом последнего 1-го элемента запрета первой группы, в каждом канале обслуживания выход пер вого элемента ИЛИ подключен к информационному входу первого элемента запрета первой группы и информационному входу первого элемента запрета второй группы, выход элемента ИЛИ блока приоритетного обслуживания подключен к входу запуска генератора случайных импульсов, выход которого соединен с вторыми входами первых элементов И всех каналов обслужива ния, в первом канале обслуживания вы ход первого элемента И подключен к нулевому входу триггера, а в каждом из каналов обслуживания, начиная с второго, выход первого элемента И под ключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, выход которога соединен с нулевым входом триггера, инверсный выход триггера 1-го канала обслуживания соединен с управляющими входами 1-х элементов запрета первой груп пы всех каналов обслуживания, имеющих номер от Ц+1) до (1 с), выход первого элемента запрета первой группы первого канала обслуживания подключен к управляющему входу первогоэлемента запрета второй группы своегоканала обслуживания, к первому входу второго элемента И второго каналаобслуживания и к первым входам четвертых элементов ИЛИ всех каналовобслуживания, начиная с третьего, ик второму входу третьего элементаИЛИ второго канала обслуживания, а вкаждом канале обслуживания, начинаяс второго, выход И-го элемента запрета первой группы подключен к управляющему входу Н-го элемента запрета второй группы и информационномувходу (И+1)-го элемента запрета второй группы своего канала обслуживания, а управляющий вход 1-го элемента запрета второй группы в каждомканале обслуживания, начиная с второго, соединен с выходом 1-го элемента запрета первой группы своегоканала обслуживания в каждом каналеобслуживания, начиная с третьего,выход четвертого элемента ИЛИ подключен к первому входу второго элемента И своего канала обслуживания,вторые входы вторых элементов И вкаждом канале обслуживания, начинаяс второго соединены с инверсным выходом триггера своего канала обслуживания, а выход четвертого, элементаИЛИ соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ своего канала обслуживания, первый вход элемента ИЛИ блока приоритетного обслуживания подключен к выходу четвертого элементаИЛИ первой группы 1-го канала обслуживания, второй вход элемента ИЛИ блока приоритетного обслуживания подключен к выходу 1-го элемента запрета первой группы Е-го канала обслуживания, выход 1-го элемента запрета первой группы М-го канала обслуживания (М=З, 1 - 1) соединен с соответствующими входами четвертых элементов ИЛИ всех каналов обслуживания, имеющих номер больший, чем М, в каждом канале обслуживания, кроме первого, выходы эгементов запрета второйгруппы подключены соответственно квходам второго элемента ИЛИ своегоканала обслуживания, выход которогосоединен с выходом второго элементаИ своего канала обслуживания и подключен к соответствующему входу второго элемента ИЛИ устройства, входу сдвига вправо блока сдвига соответст"9 13 вующего канала моделирования очереди и является выходом заявок, не принятых к обслуживанию соответствующего канала моделирования очереди, выход первого элемента И каждого канала обслуживания блока приоритетного обслуживания соединен с соответствующим входом первого элемента ИЛИ и вычитающим входом реверсивного счетчика соответствующего канала моделирования очереди, в каждом канале моделирования очереди выход управляемого генератора импульсов является выходом заявок, поступивших в данный канал моделирования очереди, и соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика и с первым входом первого элемента ИЛИ соответствующего канала обслуживания блока приоритетного обслуживания, выход первого элемента запрета второй группы первого канала 9043 ообслуживания блока приоритетного обслуживания подключен к входу сдвига вправо блока сдвига первого канала моделирования очереди и является выходом заявок, не принятых к обслуживанию первого канала моделирования очереди, информационный выход блока сдвига первого канала моделирования очереди соединен с вторым входом пер вого элемента ИЛИ первого канала обслуживания блока приоритетного обслуживания, а выходы элементов И каналов выбора приоритета блока выбора приоритетов соединены соответственно 15 с вторыми входами первых элементовИЛИ каналов обслуживания, начиная с второго блока приоритетного обслуживания, а выход второго элемента ИЛИ устройства является выходом заявок, 20 не принятых к обслуживанию и прерванных в обслуживании устройства.1319 О 43 Составитель В,фукалоТехред И. Попович Корректор Л.Пилипенко едактор уги каз Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород,ул.Проектная,4 514/44 Ти ВНИИПИ Госуд по делам 113035, Москаж 672 Подписнорственного комитета СССРзобретений и открытийа, Ж, Раушская наб д.4