Устройство для моделирования систем массового обслуживания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБ ЛИК 9) (111 8 С 06 Р 15/20 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ЦГ Р; ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕТЕПЬСТВ А 8 ТОРСНОМ(54) устРОйСТВО дЛЯ МодеЛИРОВ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ юл. к ский А, Черномо(57) Изобретен тельной техник эовано для мод в системах мас (СМО). Цель из функциональных ычисл ие относится к е и может быть польсов анияширениеа счет опелирования дисциплины группово яана маделироРа очере 3(53) 681,3(088.8) (56) Авторское с Ю 1088002, кл. 0Авторское сви У 1312599, кл. С идетель 06 Р 15 етельст 06 Р 15 тво СССР 20, 1983. о СССР 20, 1985. елирования про сового обслужи обретения - ра возможностей1368887 диспетчеризации в обслуживании заявок, Устройство имеет М каналов моделирования очереди, каждый из которыхсодержит блок 1 сдвига, реверсивныйсчетчик 2, генератор 3 импульсовзаявок, триггер 4, элемент 5 И-НЕ,элементы 6,8,1,2 И, элемент9 ИЛИ-НЕ, двоичный счетчик 7. Устройство также содержит генератор 11тактовых импульсов, формирователь 12сигналов разрешения обслуживания,элемент 13 ИЛИ-НЕ, М групп 14 элеменИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования процессов в системах массового обслуживания.Цель изобретения - расширение 5 функциональных возможностей за счет моделирования дисциплины групповой диспетчеризации в обслуживании заявок.На фиг.1 приведена структурная схема устройства 1 на фиг.2 - схема формирователя сигналов разрешения обслуживания, на фиг.3 - схема блока опроса; на фиг.4 - схема блока приоритетов; на фиг.5 - схема блока распределения приоритетов.Устройство содержит М каналов моделирования очереди, каждый из которых состоит из блока 1 сдвига, реверсивного счетчика 2, генератора 3 им пульсов заявок, триггера 4, элемента И-НЕ 5, первого элемента И 6, двоичного счетчика 7, третьего элемента И 8, элемента ИЛИ-НЕ 9, второго элемента И 10, устройство содержит так 25 же генератор 11 тактовых импульсов, формирователь 12 сигналов разрешения обслуживания, элемент ИЛИ-НЕ 13, М групп 14 элементов И, блок 15 опроса, первый элемент ИЛИ 16, выход 17 выда-чи заявок на обслуживание, блок 18 приоритетов, второй элемент ИЛИ 19, второй элемент И 2 П, блок 2 1 распределения приоритетов, третий элемент ИЛИ 22, выход 23 отсутствия заявок и 35 очередях, выход 24 превьппеиия времени тов И, блок 15 опроса, элементы 16,19 ИЛИ, блок 18 приоритетов, блок 21распределения приоритетов. Устройствореализует групповую дисциплину обслуживания каналов моделирования очереди и позволяет моделировать функциони.рование замкнутых многоканальныхСМ с конечным числом однородных источников заявок, имеющих буферныенакопители и обслуживаемых в соответствии с ситуационной дисциплинойгрупповой диспетчеризации. 5 ил,2пребывания заявок в очереди, вход 25 запуска и установочный вход 26,Реверсивный счетчик 2 предназначен для имитации состояний очереди источника. Этот счетчик содержит информацию о количестве заявок, находящихся в системе.Счетчик / 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 буферного накопителя этого источника, т.е. он содержит информацию о количестве свободных ячеек в этом буферном накопителе. Разрядность счетчика определяется двоичным числом, равным емкости буферного накопителя источника заявок. Если содержимое счетчика максимальной емкости, то в буферном накопителе источника есть обслуженные заявки, и генератор 3 может выдавать с определенной частотой заявки в систему. Если содержимое равно максимальному числу, тосоответственно, буферный накопитель источника пуст и элемент И-НЕ 5 запрещает работугенератора 3.Частота выдачи импульсов заявок генератором 3 настраивается согласно интенсивности обработки заявок источником в реальной системе.Формирователь 12 сигналов разрешения обслуживания выполняет функции запуска блока 15 опроса и блока 21 распределения приоритетов.3 1368887 4Формирователь 12 сигналов раэреше- тупающему на тактовый вход блока 1 ния обслуживания (фиг.З) содержит сдвига, в этом блоке осуществляется элементы И-НЕ 27, дифференцирующие режим последовательного занесения инэлементы 28, триггеры 29, схемы рас формации со сдвигом вправо, так как ширения импульса до заданной величи- в начальный момент работы устройства ны 30 и 31 и элемент ИЛИ 32. в блоке 15 опроса на выходе триггераБлок 15 опроса предназначен для 33 поддерживается "0". В счетчиках выполнения опроса состояний разрядов 2 и 7 регистрируются поступившие в блока 1 сдвига в каждом канале моде систему заявки, Если их количество лирования очереди. в счетчике 7 равно емкости буферногоБлок 15 опроса содержит триггер накопителя источника, то на выходе 33, элемент 34 задержки, элемент элемента И-НЕ 5 будет "0 , и элемент. ИЛИ 35,и регистр 36 задержки. Коли- И 8 запретит вход заявок в блок 1 чество информационных выходов блока 15 сдвига. Таким образом, имитируется 15 опроса выбирается в зависимости от аварийная ситуация простоя источника, разрядности блоков 1 сдвига. когда его буферный накопитель пуст,Блок 18 приоритетов предназначендля выделения одного из выбранных В определенное время на запускаюдля обслуживания приоритетных кана щий вход 25 приходит сигнал о разрелов моделирования очереди и содержит шении обслуживания. Этот сигнал при элементы И 37, элементы ИЛИ 38 и эле- наличии тактового импульса входит в менты НЕ 39, формирователь 12 сигналов разрешенияБлок 2 1 распределения приоритетов обслуживания, проходит цепочку эле(фиг.5) служит для назначения ситуа ментов 29,27, 28, 30, 32 (фиг.2),. ционных приоритетов каналам моделиро- сбрасывает триггер 4 в каждом канале вания очереди в зависимости от состо" моделирования очереди и запускает яния их очередей и фиксирования про- блок 15 опроса. В этот же момент вреведенного распределения приоритетов мени с установочного входа 26 прихов течение времени обслуживания всех 30 дит единичный сигнал и через элемент заявок из очереди выбранного канала. ИЛИ 22 запускает блок 21 распределеБлок 2 1 состоит из коммутатора 40 ния приоритетов. В следующем такте и дешифратора 41. Коммутатор 40 содер блок 15 опроса выдает логические жит группы 42 элементов И, группу единицы на входы блоков 1 сдвига во элементов И 43 по М элементов И в всех каналах моделирования очереди каждой группе и элементы НЕ 44. а также соответственно на первые вхоДешифратор 41 содержит элементы ды элементов И всех групп 14 элемен- ИЛИ-НЕ 45, элементы И 46, группу эле- тов И. При поступлении сигнала в блок ментов ИЛИ 47 и группу триггеров 48, 21 первые М элементов И 3 аналиэируВ связи с тем, что структурное по ют состояние реверсивных счетчиков 2 строение и принцип работы каналов мо- и вьделяет каналы моделирования очеделирования очереди идентичен, работу реди с наивысшим ситуационным приориустройства рассмотрим на примере пер- тетом, т.е. каналы, которые имеют все вого канала. заявки в системе. Если такие каналыУстройство работает следующим об отсутствуют, включаются в работу вторазом. рые М элементов И 43, которые выделяС выхода генератора 3 импульсов ют каналы с числом заявок, на единицу заявок через элемент И 8 на информа- меньшим, и т.д, В блоке 21 описанный ционный выход блока 1 сдвига поступа- анализ проводится параллельно, Однако ют импульсы-заявки, имиТирующие 50 дешифратор 41 обеспечивает фильтрацию входной поток заявок от первого ис- поступающих с коммутатора 40 сигналов точника. Элемент И-НЕ 5 осуществляет в соответствии с приведенной последоподдержание в системе определенного вательностью проверки состояний реколичества заявок от источника, Таким версивных счетчиков 2. таким образом, образом, имитируется входной поток 55 на выходах элементов ИЛИ 47 вырабатызаявок от источников. с ограниченной вается двоичный код из "0" и "1" емкостью буферных накопителей. (либо из одних "нулей", если н систеПо положительному перепаду такто- ме вообще нет заявок), который под- ного импульса от генератора 11, пос- держивается на выходах блока 21 рас 1368887пределения приоритетон группой триггеров 48. Данный двоичный код поступает на входы блока 18 приоритетов.Этот блок позволяет выбрать на обслу 5 живание из нескольких приоритетных каналов только один канал, имеющий наименьший порядковый номер, те. на его выходах поддерживается код из нулей и одной единицы (либо из 10 одних "нулей" ) . Этот код поступает на вторые входы элементов И всех групп 14 элементов И, вследствие чего сигналы опроса с информационных выходов блока 15 опроса проходят че рез ту группу 14 элементов И, на которую подана "1" от блока 18, и на выходах остальных групп 14 элементов И формируются "нули". Таким образом, опрашивается тот канал моделирования 2 О очереди, который имеет наивысший ситуационный приоритет.При поступлении сигналов опроса на разрядные входы блока 1 сдвига из канала выбирается первая по очереди 25 заявка на обслуживание 1 логическая "1" подается на соответствующий вход элемента ИЛИ 16 и на вход триггера 4 и исключается из очереди) . В блоках сдвига остальных каналов моделирова ния.очереди информация не изменяется и на соответствующие входы элемента ИЛИ 16 и триггеров 4 подаются "нули". По окончании обслуживания заявкина запускающий вход 25 приходит сигнал о разрешении обслуживания, которьй, как и первоначальный запускающийсигнал, поступает в формирователь 12,а также во все каналы моделирования 4 Оочереди.Он проходит через элемент И 6только того канала, заявка которогобыла обслужена (триггер 4 н выходеподдерживает единицу )и осуществляет 45режим вычитания в реверсивном счетчике 2,Далее в работе устройства могутвозникнуть дне возможные ситуации;1. Реверсинный счетчик 2 послевыполнения режима вычитания содержитненулевое число, т.е. в системе находится от данного канала несколькозаявок. Тогда элемент ИЛИ-НЕ 9 выдаетна выход логический 0 и соответственно на выходе элемента И 10 также"ноль; В результате этого, на нходыэлемента ИЛИ 19 подаются одни "нули"(в цругих каналах элементы И 10 фор мируются на своих выходах тольконули , так как их соответствующие триггеры 4 поддерживают на выходах уровень логического "нуля" ), С выхода элемента ИЛИ 19 на второй вход элемента И 20 поступает нулевой сигнал, а на второй - единичный сигнал от формирователя 12 сигналов разрешения обслуживания. В результате этого, на вход блока 2 1 распределения ситуационных приоритетов поступает нулевой сигнал, и данный блок на выходе имеет тот же двоичный код, что и в предыдущем цикле, Таким образом, блок 15 опроса вновь производит опрос очереди ранее выбранного канала.2. Ренерсивный счетчик 2 после выполнения режима вычитания содержит код 00,т.е. в данном случае имитируется освобождение очереди источника заявок. Тогда элемент ИЛИ-НЕ 9 формирует на выходе логическую " 1", которая проходит элемент И 10 и поступает на вход элемента ИЛИ 19. В результате этого сигнал с формирователя 12 проходит не только н блок 15 опроса, но и через элемент ИЛИ 22 в блок 21, в котором происходит сброс всех триггеров н нулевое состояние, и на выходах блока 21 вырабатывается новое распределение ситуационных приоритетов между каналами моделирования очереди (т.е, новый двоичный код). Таким образом, опрашивается очередь нового канала.Также единичный сигнал с выхода элемента ИЛИ-НЕ 9 поступает на вход счетчика 7 и сбрасывает его в нулевое состояние, т.е. происходит имитация заполнения заявками буферного накопителя обслуженного источнцка заявок.Сигналы с выходов блока 18 приоритетов поступают также на соответствующие входы элемента ИЛИ-НЕ 13 который в случае отсутствия заявок во всех очередях выдает " 1" в формирователь 12 сигналов разрешения обслуживания. По приходу тактового импульса этот сигнал проходит и запускает блок 15 опроса и через элемент ИЛИ 22 - блок 21 распределения приоритетов, в результате чего происходит повторный опрос блоков 1 сдвига.По окончании каждого опроса блок 15 выдает логический "0" на входыблоков 1 сдвига, в результате чего по приходу тактового импульса н них возобновляется занесение заянок.13 б 8887 Таким образом, устройство реализует групповую дисциплину обслуживания каналов моделирования очереди и позволяет моделировать функционирование5 замкнутых многоканальных СМО с конечным числом однородных источников заявок, имеющих буферные накопители и обслуживаемых в соответствии с ситуационной дисциплиной групповой диспет черизации. Устройство для моделирования сис тем массового обслуживания, содержащее генератор тактовых импульсов, формирователь сигналов разрешения обслуживания, первый элемент ИЛИ-НЕ, блок опроса, первый элемент ИЛИ, М групп 20 элементов И, где М - число обслуживаемых потоков заявок, блок приоритетов, состоящий из (М) элементов НЕ, (М) элементов ИЛИ и (М) элементов И, выход 1-го элемента НЕ (1=1, М) 25 соединен с первым входом 1-го элемента И, выход )-го элемента ИЛИ (1=1, М) подключен к входу (1+1)-го злемейта НЕ и первому входу (1+1)-го элемента ИЛИ, блок распределения 30 приоритетов, состоящий из коммутатора и дешифратора, входы которого подключены соответственно к выходам коммутатора, первый выход дешифратора блока распределения приоритетов соединен с входом первого элемента НЕ и первым входом первого элемента ИЛИ блока приоритетов, К-й выход дешифратора блока распределения приоритетов (К=2, М) соединен с вторым вхо дом (К)-го элемента И и с вторым входом (К)-го элемента ИЛИ блока распределения приоритетов, М-й выход дешифратора блока распределения приоритетов подключен к второму входу 45 (М)-го элемента И блока приоритетов, М-каналов моделирования очереди, каждый из которых содержит блок сдвига, реверсивный счетчик, генератор импульсов заявок, триггер, элемент И-НЕ 50 первый элемент И, первый вход которого соединен с прямым выходом триггера, второй вход первого элемента И является входом запуска. устройства, а выход соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, суммирующий вход которого подключен к выходу пер. вого разряда блока сдвига, информационный выход которого соединен с Формула изобретения единичным входом триггера и с соответствующим входом первого элементаИЛИ устройства, тактовый вход блокасдвига подключен к соответствующемувыходу группы генератора тактолыхимпульсов, а группа информационныхвходов подключена к выходам соответствующей группы элементов И, первыевходы одноименных элементов И всехгрупп объединены и соединены соответственно с выходами группы блока опроса, второй выход которого подключенк входу разрешения параллельного ввода ийформации блока сдвига всех каналов моделирования очереди, первый выход дешифратора блока распределенияприоритетов соединен с вторыми входа.ми элементов И первой группы, выход1-го элемента И блока приоритетовподключен к вторым входам элементовИ (1.+1)-й группы, выход генераторатактовых импульсов соединен с тактовым входом формирователя сигналовразрешения обслуживания, установочныйвход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ-НЕ,а вход запускаформирователя сигналов разрешенияобслуживания соединен с входом устройства, первый информационный выходформирователя сигналов разрешенияобслуживания подключен к входу запус.ка блока опроса, выходы реверсивныхсчетчиков каждого канала моделирования очереди подключены соответственно к информационным входам коммутатора блока распределения приоритетов,первый выход формирователя сигналовразрешения обслуживания соединен свходом запуска блока опроса, второйи третий выходы формирователя сигналов разрешения обслуживания являютсясоответственно выходом отсутствиязаявок в очередях устройства и выходом превышения времени пребываниязаявок в очереди устройства, а выходпервого элемента ИЛИ устройства является выходом выдачи заявок на обслуживание устройства, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей,за счет моделирования дисциплиныгрупповой диспетчеризации в обслуживании заявок, оно дополнительно содержит второй и третий элементы ИЛИ,второй элемент И, а каждый канал моделирования очереди дополнительносодержит двоичный счетчик, второй итретий элементы И, элемент ИЛИ-НЕ,(Риг. У причем в каждом канале моделирования очереди разрядные выходы реверсивного счетчика подключены соответственно к входам элемента ИЛИ-НЕ выход коФ5 торого соединен с,первым входом второго элемента И своего канала моделирования очереди и входом сброса двоичного счетчика, разрядные выходы которого подключены соответственно к входам элемента И-НЕ, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И своего канала моделирования очереди, второй вход которого подключен к выходу генератора импуль сов заявок, а выход третьего элемента И подключен к информационному входу блока сдвига, выход первого разряда которого соединен с информационным входом двоичного счетчика, прямой эО выход триггера в каждом канале моделирования очереди соединен с вторым входом второго элемента И своего канала моделирования очереди, выходы вторых элементов И всех каналов моде лирования очереди соединены соответственно с входами второго элемента ИЛИ устройства, выход которого подключен к первому входу второго элемента И устройства, второй вход которого подключен к первому выходуформирователя сигналов разрешенияобслуживания, выход второго элемента И устройства соединен с первымвходом третьего элемента ИЛИ устройства, второй вход которого подключенк второму выходу формирователя сигналов разрешения обслуживания, а третий вход третьего элемента ИЛИ является входом запуска устройства, выход третьего элемента ИЛИ подключенк управляющему входу коммутатора блока распределения приоритетов, первыйвход первого элемента ИЛИ-НЕ устройства соединен с первым выходом дешифратора блока распределения приоритетов, а остальные входы первого элемента ИЛИ-НЕ устройства подключенысоответственно к выходам элементов Иблока приоритетов, нулевые входы триггеров всехканалов моделирования очередисоединены с первьм выходом формирователя сигнала разрешения обслуживания.1368887ЮЮ УЮТшФ душтушуш Составитель В. ФукаловТехред М.Ходанич Корректор А, Обручар Редактор А, Ворович Заказ 297/51 Тираж 704 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5