Устройство для моделирования систем массового обслуживания

 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для моделирования процессов обслуживания в сложных системах. Цель изобретения - расширение функциональных -возможностей за.счет воспроизведения режима абсолютного приоритета обслуживания без потерь поступивших заявок. Устройство содержит блок моделирования очереди, состоящий из элементов И, ИЛИ, задержки и реверсивных счетчиков очереди заявок высокого и низкого приоритета, блок поиска свободных каналов, состоящий из элементов И, ИЛИ, задержки, запрета и TptirrepoB, и блок обслуживания , состоящий из злементов И, ШЩ, . задержки, триггеров, счетчиков обслуженных заявок высокого и низкого приоритета, счетчика вытесненных заявок, счетчиков заявок высокого и низкого приоритета, не принятых к обслуживанию с первого раза. 3 ил. с S (Л с |С ;о о оэ 4 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (59 4. G 06 F 15/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2l) 3901850/24-24 (22) 27.05.85 (46) 15.02.87. Бюл. У 6 (72) Ю. Н. Беленов и В. С. Л10бинский (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 610112, кл. G 06 Р 15/20, 1975;

Авторское свидетельство СССР

11 1242983, кл. G 06 F 15/20, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для моделирования процессов обслуживания в сложных. системах. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей sa. счет воспро„„Я0„„1290344 А1 изведения режима абсолютного приоритета обслуживания беэ потерь поступивших заявок. Устройство содержит блок моделирования очереди, состоящий из элементов И, ИЛИ, задержки и реверсивных счетчиков очереди заявок высокого и низкого приоритета, блок поиска свободных каналов, состоящий иэ элементов И, ИЛИ, задержки, запрета и триггеров, и блок обслуживания, состоящий из элементов И, HJIH задержки, триггеров, счетчиков обслуженных заявок высокого и низкого приоритета, счетчика вытесненных заявок, счетчиков заявок высокого и низкого приоритета, не принятых к обслуживанию с первого раза. 3 ил.

1 129

Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для моделирования лроцессов обслуживания и может быть использовано при исследовании сложных систем, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет воспроизведения режима абсолютного приоритета в обслуживании без потерь поступивших заявок.

На фиг. 1 приведена схема блока моделирования очереди; на фиг, 2— схема блока поиска свободных каналов; на фиг. 3 — схема блока обслуживания.

Блок 1 моделирования очереди содержит вход 2 заявок высокого и вход

3 заявок низкого приоритета, реверсивные счетчики очереди заявок высокого 4 и низкого 5 приоритета, третий 6 и четвертый 7 элементы И, пер-. вый 8 и третий 9 элементы задержки, пятый 10 и шестой 11 элементы. И, первый 12 и второй 13 элементы ИЛИ, второй 14 и четвертый 15 элементы задержки, .четвертый 16, седьмой 17, третий 18 и пятый 19 элементы ИЛИ,. реверсивные счетчики очереди заявок высокого 20 и низкого 21 приоритета, восьмой элемент ИЛИ 22, второй 23 и первый 24 элементы И, шестой элемент

ИЛИ 25, седьмой элемент И 26, нходы и выходы 27-32 элементов.

Блок 33 поиска свободных каналов содержит первый элемент ИЛИ 34, первый элемент 35 запрета, первый триггер 36, второй элемент 37 запрета, второй триггер 38, второй элемент

ИЛИ 39, третий элемент 40 запрета, четвертый триггер 41, третий триггер

42, первый элемент 43 задержки, первый 44 и второй 45 элементы И, пятый триггер 46, второй элемент 47 задержки, шестой 48 и седьмой 49 элементы И, третий 50, восьмой 51, четвертый 52, девятый 53, пятый 54 и десятый 55 элементы И, третий 56 и четвертый 57 элементы ИЛИ, входы и выходы 58-63 элементов блока.

Блок 64 обслуживания содержит пер вый элемент ИЛИ 65, первый триггер

66, первый элемент И 67, второй элемент ИЛИ 68, первый элемент 69 задержки, пятый элемент ИЛИ 70, третий триггер. 71 четвертый элемент И 72, шестой элемент ИЛИ 73, третий элемент

74 задержки, седьмой элемент ИЛИ 75, 0344

2 второй триггер 76, девятый 77 и восьмой 78 элементы И, второй элемент

79 задержки, десятый 80 и седьмой 811 элементы И, девятый элемент,ИЛИ 82, четвертый триггер 83, второй 84 и третий 85 элементы И, третий элемент

ИЛИ 86, пятый 87 и шестой 88 элементы И, четвертый элемент ИЛИ 89, восьмой элемент ИЛИ 90, счетчики обслуженных заявок высокого 91 и низкого 92 приоритета, счетчик 93 вытесненных заявок, счетчики заявок высокого 94 и низкого 95 приоритета, не принятые к обслуживанию с первого раза, выходы 96 и 97 элементов блока, первый 98 и второй 99 генераторы случайных импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Приоритетные и обычные заявки появляются на входах 2 и 3 соответственно и регистрируются реверсивными счетчиками 20 и 21. Кроме того, на суммирующие входы этих счетчиков могут поступать заявки с выхода блока обслулжвания как не прошедшие обслужинание. Эти заявки вначале поступают на нычитающие входы реверсивных счетчиков (приоритетные заявки по цепи: выход 30, элемент ИЛИ 16, обычные — выход 32, элемент ИЛИ 17) .

Через элементы 8 и 9 задержки и входы элементов ИЛИ 12 и 13 заявки вновь регистрируются ренерсивными счетчиками..С целью ликвидации потерь заявок при возможном их совпадении на входах элементов ИЛИ 12, 13 используются элементы И 10 и 11 и элементы 14 и 15 задержки.

Реверсинные счетчики 20 и 21 настраиваются на определенную длину очереди, регистрируемую элементами

И 23, 24. При достижении определенной длины очереди с элементов И 23, 24 поступают сигналы на инверсные входы элементов И 6, 7, что предотвращает поступление заявок в систему (система с отказами при достижении очередью определенной длины).

Для того чтобы в устройство поиска свободного канала поступала одна заявка (приоритетная или обычная), предусмотрен элемент 26 запрета, который закрывает выход для обычных заявок, если имеется приоритетная заявка. Следовательно, в блок поиска свободного канала по входу 27 может поступать только приоритетная заяв1290344

3 ка, а по входу 28 — только обычная.

Блок поиска свободного канала распределяет поступающие заявки между двумя каналами обслуживания. Каждый канал может в,один и тот же момент времени обслуживать или приоритетную заявку, или обычную. Если оба канала заняты обслуживанием обычных или приоритетных заявок, то вновь поступающая обычная заявка поступает 10 опять в блок моделирования очереди (реверсивный счетчик 21). Если оба канала заняты обслуживанием приоритетных заявок, то вновь поступающая приоритетная заявка становится в оче- !5 редь приоритетных заявок (реверсивный счетчик 20) . Если заняты оба канала и хотя бы один из них занят обслуживанием обычной заявки, то поступающая приоритетная заявка вытесняет обыч- 20 ную из канала обслуживания. В этом случае обычная заявка не снимается иэ очереди.

Поступающая по входу 27 или 28 любая заявка ищет свободный канал..

За занятостью каналов следят триггеры 36, 42 и 46. Триггеры 38 и 41 обеспечивают распознавание приоритетности заявки. Если оба канала свободны, то триггеры блока поиска сво- 30 бодного канала находятся в нулевом состоянии..Поступающая заявка через элемент ИЛИ 34, открытый элемент 35 запрета переводит триггер 36 в единичное состояние, в котором он находится до тех пор, пока заявка не уйдет в канал обслуживания.

Если свободен первый канал, заявка через элемент И 45 поступает на входы элементов И 50 и 51. Если за- 40 явка приоритетная, то триггер 38, переходя в единичное состояние, pasрешает вход заявки в первый канал обслуживания через элемент И 50 и выход

58, После этого триггер 38 переходит 45 в нулевое состояние. Если заявка обычная, то триггер 41 переходит в единичное состояние и обеспечивает ,прохождение заявки через элемент

И 51 и выход 59. 50

Когда первый канал обслуживания занят заявкой, триггер 42 переходит в единичное состояние и находится в нем до тех пор, пока не закончится обслуживание заявки. Чтобы обеспечить нахождение сигнала в свободный второй канал при свободном первом, предусмотрена предварительная установка

4 триггера. 36 в нулевое состояние, прежде чем от триггера 42 через элемент

43 задержки будет подан сигнал занятости канала на один вход элемента

И 44. В этом случае следующая поступающая заявка при занятом первом канале, переводя триггер 36 в единичное состояние, проходит через элемент

И 44 к входам элементов И 48, 49.

Если второй канал свободен, то заявка через элемент И 49 и соответствующий элемент И 52 для приоритетных или И 53 для обычных заявок поступает в канал. Триггер 46 переходит в единичное состояние, в котором находится до тех пор, пока не освободится канал

В этом случае триггер 36 переходит в нулевое состояние, прежде чем разрешающий сигнал через элемент 47 задержки поступит на вход элемента

И 48.

Если оба канала заняты, заявка, поступающая после очередной установки триггера 38 в единичное состояние, проходит через элементы И 44, 48 и далее через элемент И 54 для приоритетных заявок на выход 62 и через элемент И 55 для обычных заявок на выход 63. С выхода 63 обычные заявки поступают вновь во входное устройство и регистрируются счетчиком 95. С выхода 62 приоритетные заявки при занятых каналах поступают в блок обслуживания на узел из триггеров 76 и

83 и элементов И 77, 78, 80 и 81.

Если триггеры 76 и 83 находятся в единичном состоянии, то это означает, что в каналах — приоритетные заявки, и поэтому вновь поступившая приоритетная заявка по цепи: выход 62, элемент И 77, элемент И 80 регистрируется счетчиком 94 и возвращается в схему очереди приоритетных заявок входного устройства (вход 29). Триггеры 38 и 41 переходят в нулевое состояние после подачи сигналов с элементов ИЛИ 56 и 57 при прохождении заявок через соответствующие выходы устройства поиска свободного канала.

Рассмотрим работу блока обслуживания.

Если канал занят обслуживанием какой-либо заявки, то триггер 66 или 71 находится в единичном состоянии до тех пор, пока с соответствующего генератора случайных импульсов не поступит импульс, свидетельствующий о конце обслуживания заявки.

После этого триггер 66 или 71 пере1290

5. ходит в нулевое состояние по цепи обратной связи через элемент ИЛИ 68 или 73, Одновременно .подается сигнал на установку в нулевое состояние триггера 42 или 46 блока поиска свободного канала по цепи 96 или 97.

Регистрация конца обслуживания заявки производится для приоритетных заявок счетчиком 91, а обычных — счетчиком 92. В этом случае сигнал о сня- 10 тии заявок из очереди подается для приоритетных заявок по цепи 30, а для обычных заявок — по цепи 31, откуда сигнал поступает на вычитающий вход соответствующего реверсивного счетчика.

Если первый канал занят обслуживанием обычной заявки, а второй— приоритетной, то по приходе приори- 20 тетной заявки триггер 76 находится в нулевом состоянии, сигнал с элемента

И 78 поступает на элемент 69 задержки и элемент ИЛИ 68 первого канала.

При этом триггер 66 переходит в нулевое состояние, а затем по цепи: элемент 69 задержки, элемент ИЛИ 65 триггер переводится в единичное состояние, т.е. происходит вытеснение из обслуживания обычной заявки, ко- 30 торая остается в памяти схемы очереди обычных заявок как необслуженная.

Триггер 76 фиксирует прохождение приоритетной заявки в первый канал, переходя в единичное состояние после сигнала по цепи: выход элемента И 78, элемент 79 задержки, элемент ИЛИ 75, Элемент 79 задержки введен для того, чтобы вначале триггеры 36 и 38 перешли в нулевое состояние, а затем 40 триггер 76 — в единичное состояние, чем предотвращается передача сигнала через элемент И 77 в схему, Кроме того, счетчиком 93 фиксируется происшедшее в первом канале вытеснение обычной заявки. Аналогичные действия происходят, если оба канала заняты обслуживанием обычных заявок, а вновь пришедшая заявка — приоритетная.

Если первый канал занят обслуживанием приоритетной заявки, а второй .— .обычной, то вновь пришедшая приоритетная заявка застанет триггер 76 в единичном состоянии. Сигнал проходит по цепи: выход 62, элементы И 77, 81, HJIH 82, .переводя триггер 83 в единичное состояние. Вытеснение обычной заявки из, второго канала проходит по цепи: выход И 81, элемент ИЛИ 73, ну344

6 левой вход триггера 71, После этого триггер переходит в единичное состояние пс цепи: элемент 74- задержки, элемент ИЛИ 70, единичный вход триггера 71, что свидетельствует о занятости канала приоритетной заявкой.

Факт вытеснения заявки фиксируется счетчиком 93 по цепи: элемент 74 задержки, элемент ИЛИ 90, счетчик 93.

Сигналы о конце обслуживания приоритетных заявок фиксируются счетчиком 91 через элементы ИЛИ 86, И 84 для первого канала и элемент И 87 для второго канала. Сигналы о конце обслуживания обычных заявок фиксируются счетчиком 92 через элементы ИЛИ89, И 85 для первого канала и элемент

И 88 для второго канала. Элементами

И 84, 85 управляет триггер 76, а элементами И 87, 88 — триггер 83.

Таким образом, в результате моделирования по показаниям счетчиков известно общее число приоритетных заявок, поступивших в систему (счетчик

4); обшее число обычных заявок, поступивших в систему (счетчик 5); число заявок, не принятых к обслуживанию с первого раза, приоритетных (счетчик 94) и обычных (счетчик 95); число обычных заявок, вытесненных из каналов приоритетными заявками (счетчик 93); число обслуженных при-, оритетных (счетчик 91) и обычных (счетчик 92) заявок. Имея такие данные, при соблюдении условий статистического моделирования по количеству заявок можно определить вероятность состояний моделируемой CMO.

Формула изобретения

Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее блок моделирования очереди, состоящий из реверсивного счетчика очереди заявок высокого приоритета, реверсивного счетчика очереди заявок низкого приоритета, разрядные выходы которых: подключены к входам соответственно первого и второго элементов

И, третий и четвертый элементы И, первые входы которых являются соответственно входами заявок высокого и низкого приоритета устройства, выход третьего элемента И соединен со счетным входом счетчика заявок высокого приоритета и первым входом пер-! вого элемента ИЛИ, выход четвертого

7 12903

20

40 элемента И подключен к счетному входу счетчика заявок низкого приоритета и первому входу второго элемента

ИЛИ, третий и четвертый элементы ИЛИ, блок поиска свободных каналов, состоящий из двух элементов ИЛИ, блок обслуживания, состоящий из. первого и второго генераторов случайных импульсов, первого и второго элементов

И, счетчика обслуженных заявок высокого приоритета и счетчика обслуженных заявок низкого приоритета, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет воспроизведения режима абсолютного приоритета в обслуживании без потерь поступивших заявок, блок моделирования очереди дополнительно содержит с пятого по седьмой элементы И, четыре элемента задержки, с третьего по восьмой элементы ИЛИ, блок поиска свободных каналов дополнительно содержит третий и четвертый элементы ИЛИ, три элемента запрета, пять триггеров, два элемента задержки, десять элементов И, блок обслуживания дополнительно включает девять элементов ИЛИ, с третьего по десятый элементы И, три элемента задержки, четыре триггера, счетчик вытесненных заявок, счетчик заявок высокого приоритета, не принятых к обслуживанию с первого раза, счетчик заявок низкого приоритета, не принятых к обслуживанию с первого раза, причем в блоке моделирования очереди инверсный вход третьего элемента И соединен с выходом первого элемента

И, а его выход соединен с первым входом пятого элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого элемента задержки и к второму входу первого элемента ИЛИ, выход пятого элемента И соединен с входом второго элемента задержки, выход которого подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента

ИЛИ, а выход — с суммирующим входом реверсивного счетчика очереди заявок высокого приоритета, вычитающий вход которого подключен к,выходу четвертого элемента ИЛИ, инверсный вход четвертого элемента И соединен с выходом второго элемента И, а выход четвертого элемента И соединен с первым входом шестого элемента И, .второй вход которого подключен к выходу третьего элемента задержки.и вто45

44 8 рому входу второго элемента ИЛИ, выход шестого элемента И соединен с входом четвертого элемента задержки, выход которого подключен к первому входу пятого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, а его выход — с суммирующим входом реверсивного счетчика очереди низкого приоритета заявок, разрядные выходы которого соединены соответственно с входами шестого элемента ИЛИ, вычитающий вход реверсивного счетчика очереди заявок низкого приоритета подключен к выходу седьмого элемента ИЛИ, выход шестого элемента ИЛИ подключен к прямому входу седьмого элемента И, инверсный вход которого соединен с выходом восьмого элемента ИЛИ, входы которого подключены соответственно к разрядным выходам реверсивного счетчика очереди заявок высокого приоритета, в блоке поиска свободных каналов выход первого элемента ИЛИ соединен с информационным входом первого элемента запрета, выход которого подключен к первому входу первого триггера, выход которого соединен с управляющим входом первого элемента запрета и первыми входами первого и второго элементов И, выход второго элемента запрета соединен с первым входом второго триггера, выход которого подключен к управляющему входу второго элемента эапрета и первым входам третьего, четвертого и пятого элементов И, выход первого элемента И соединен с первыми входами шестого и седьмого элементов И, а выход второго элемента И подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, второму входу третьего элемента И, первому входу восьмого элемента И и первому входу третьего триггера, первый выход которого через первый элемент задержки подключен к второму входу первого элемента

И, а второй выход третьего триггера соединен с вторым входом второго элемента И, выходы третьего, четвертого и пятого элементов И подключены соответственно к входам третьего элемента ИЛИ, выход которого соеди-. нен с вторым входом второго триггера, выход третьего элемента задержки соединен с первым входом четвертого триггера, выход которого подключен к управляющему входу третьего элемента запрета, второму входу восьмого элемента И и первым входам девятого

44 10

ro элемента И, выход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ и входам первогв и второго элементов задержки, выходы которых подключены к первым входам соответственно первого и восьмого элементов

ИЛИ, выход второго элемента задержки соединен с первым входом седьмого элемента ИЛИ, второй выход второго триггера соединен с вторым входом второго элемента И и первым входом девятого элемента И, выход которого подключен к второму входу седьмого элемента И и первому входу десятого элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика заявок высокого приоритета, не принятых к обслуживанию с первого раза, выход седьмого элемента И подключен к второму входу шестого элемента ИЛИ, входу третьего элемента задержки и первому входу девятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом четвертого триггера, второй выход которого подключен к вторым входам пятого и десятого элементов И, выход третьего элемента задержки соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ и вторым входом восьмого элемента

ИЛИ, выход которого подключен к счетному вхсду счетчика вытесненных заявок, выход шестого элемента ИЛИ соединен с вторым входом третьего триггера, а выход второго генератора случайных импульсов соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход первого элемента И блока обслуживания соединен с вторым входом третьего триггера блока поиска свободных каналов, выход третьего элемента И которого подключен к второму входу седьмого элемента ИЛИ блока обслуживания, выход третьего элемента ИЛИ которого соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ блока моделирования очереди, выход восьмого элемента ИЛИ которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и информационным входом второго элемента запрета

O блока поиска свободных каналов, выход восьмого элемента И которого подключен к третьему входу первого элемента ИЛИ блока обслуживания, выход четвертого элемента И которого подклю5 чен к второму входу пятого триггера блока поиска свободных каналов, выход четвертого элемента И которого соединен с вторыми входами пятого и девятого элементов ИЛИ блока обслу9 . 12903 и десятого элементов И, первый выход пятого триггера через второй элемент задержки соединен с вторым входом шестого элемента И, выход которого подключен. к вторым входам пятого и десятого элементов И и второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого. соединен с вторым входом первого триггера, выходы восьмого, девятого и десятого элементов И соединены соответственно с входами четвертого .элемента ИЛИ, второй выход пятого триггера подключен к второму входу седьмого элемента И, выход которого соединен с вторыми входами четвертого и девятого элементов И, первым входом пятого триггера и третьим входом второго элемента ИЛИ, в блоке обслуживания выход первого элемента

ИЛИ соединен с первым входом первого триггера, второй вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, выход первого триггера соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого генератора случайных импульсов, выход первого элемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и первыми входами второго и третьего элементов И, выход второ. го элемента И подключен к первому входу второго триггера и первому входу третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом счетчика обслуженных заявок высокого приоритета, выход третьего элемента

И соедииен с первым входом четвертого ,элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом счетчика обслуженных заявок низкого приоритета, выход пятого элемента ИЛИ .подключен к первому входу третьего триггера, выход которого соединен с первым входомчетвертого элемента И, выход которого подключен к первому входу шестого элемента ИЛИ и первым входам пятого и шестого элементов И, выход пятого элемента И соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ и первым входом четвертого триггера, первый выход которого подключен к первому входу седьмого элемента И и второму входу шестого элемента И, выход которого соединен .с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выход седьмого элемента ИЛИ подключен к второму входу второго триггера, первый выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И и первым входом восьмо-1290344

)2 живания, выход десятого элемента И которого подключен к входу первого элемента задержки и второму входу четвертого элемента ИЛИ блока моделирования очереди, выход седьмого элемента И которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и информационным входом третьего элемента запрета блока поиска свободных каналов, выход девятого элемента И которого подключен к третьему входу пятого элемента ИЛИ блока обслуживания, выход четвертого элемента ИЛИ которого соединен с первым входом седьмого элемента ИЛИ блока моделирования очереди, второй вход седьмого элемента ИЛИ и вход третьего элемента задержки блока моделирования очереди соединены с выходом десятого элемента И блока поиска свободных каналов и счетным входом счетчика

5 заявок низкого приоритета, не принятых к обслуживанию с первого раза, блока обслуживания, выход пятого элемента И блока поиска свободных каналов соединен с вторыми входами

10 восьмого и девятого элементов И блока обслуживания, второй вход седьмого элемента ИЛИ которого подключен к выходу третьего элемента И блока поиска свободных каналов, выход чет15 вертого элемента ИЛИ которого подключен к второму входучетвертого триггера, блока поиска свободных канала.

1290344

1 290344

ФигЗ

Составитель В. Фукалов

Редактор И. Рыбченко Техред Л.Сердюкова Корректор О. Луговая

Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 7904/48

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4