Салыстырмалы приоритетті көпшілікке қызмет көрсету жүйелерін модельдеу

Кірісінде бұрынғыдай бір ғана емсс, бірнеше талаптар ағыны бар көп каналды көпшілікке қызмет көрсету жүйелерін

қарастырайық. Осы ағындардың саны Q (q=l,2,.........,Q) болсын және

олардың әрқайсысы өзінің кездейсоқ зандылығымен сипатталсын. Бұл ағындардың әрқайсының маңыздылығы да бір-бірінен өзгеше болсын. Дәлірек айтқанда, q - номерлі ағынның талабы q+1-номерлі ағынның талабынан маңызы жоғары болсын. Сол сияқты, q+1 ағынның талабы q+2 - ші ағынның талабынан жоғары болсын.

Ал бір ағынның ішіндегі талаптардың мадыздылығы біріне-бірі пара-пар деп есептейік.

Осы жүйе келіп түскен талаптарды қызмет көрсетуге тек маңыздылығына сәйкес қабылдайды. Яғни кезекте тұрған талаптардың ішінен қызмет көрсетуге әрдайым ең маңызды ағынның талабы ғана алынады. Бірақ қызмет көрсетуге алынған талапқа, оның маңыздылығының мәніне қарамай және осы мезгілде одан маңыздырақ талаптардың келуіне қарамай, толық қызмет керсетіледі. Бұл салыстырмалы приоритетке тән тәртіп екені мәлім.

Салыстырмалы приоритетті көпшілікке қызмет көрсету жүйелерінің модельдеуші алгоритмнің құрылымы жоғарыда қаралған жүйелерден көп өзгеше болады. Оның үш себебі бар. Біріншіден, бұл құрылым бір емес, бірнеше кездейсоқ ағынды модельдеуге және соншама кезек ұйымдастыруға икемделген болуы қажет. Екіншіден, салыстырмалы приоритетке сәйкес қызмет көрсетуге алу ережесінің күрделігін ескеру керек. Ал үшіншіден, имитациялық модельдеудің нәтижесін шығарғанда маңыздылығы әртүрлі талап ағындарына сәйкес көрсеткіштерді жеке қарастыруды қамтамасыз етуі кажет.

Осы айтылған ерекшеліктерді дұрыс жүзеге асыру үшін мына әдістермен танысайық.

Ең бірінші, талаптар кезектерін модельдеу әдістерін қарастырайық, Модельдеуші алгоритмнің жұмысы тиімді болу үшін имитациялық модельдеудің бастапқы кезінде барлық Q кезектерде кем дегенде бір-бірден талап болуын қамтамасыз ету қажет. Ол үшін осы жүйенің модельдеуші алгоритмінің сұлбасын «әрбір кезекке бір талап қою» әдісін [30] іске асыратын операторлардан бастау керек. Ал осыдан кейін «кезектегі бос орынды толтыру» әдісіне көшкен жөн болады.

Осы екі әдістің керегін қолдану үшін L белгісін енгізейік:

1, егер талаптар кезегінің оқиғаларын модельдеуге “әрбір кезекке бір талап қою” әдісін қолданса;

L= 0, егер талаптар кезегінің оқиғаларын модельдеуге “кезектегі бос орынды

толтыру ” әдісін қолданса.

Бұл белгінің бастапқы мәні L=l екені анық.

Енді қарастырылып отырған жүйе көп каналды болғандықтан осы каналдарды жұмысқа қосу тәртібіне көңіл аудару жөн. Бұл тәртіп имитациялық модельдеудің бас кезеңдерінде бір ережеге, ал басқа кезеңдерде екінші ережеге бағынышты болатыны анық, Себебі бастапқы кезде барлық каналдардың бірінен соң бірінің жұмысқа қатысуын қамтамасыз ету керек. Ал осыдан кейін бірінші босаған канал жаңа жұмысқа алғашқы болып кірісуі қажет. Осы екі ережені дұрыс қолдану үшін ф белгісін енгізейік:

1,егер жұмысқа кіріспеген каналдар әлі бар болса;

Ф= 0,егер каналдардың әрқайсысы кем дегенде бір талапқа қызмет көрсеткен

болса.

Енді салыстырмалы приоритетті көпшілікке қызмет көрсету жүйесінің модельдеуші алгоритімін құрастыруға кірісейік.

Осы модельдеуші алгоритмнің сұлбасы керекті деректер мен бастапқы шарттарды программаға енгізетін 1-шi оператордан басталатыны анық. (10.4 - сурет).

Бұл деректер мен бастапқы шарттар мыналар:

- модельдеу интервалы[0, Т_М];

- осы жүйедегі каналдар саны к;

- ағындар саны Q;

- ағын талаптарының аралығын сипаттайтын кездейсоқ шамалардың заңдылықтарының параметрлері;

- қызмет көрсету уақытын белгілейтін үздіксіз кездейсоқ шамалардың үлестірім заңының параметрлері;

- барлык k каналдарының қызмет жасауға даярлық мерзімінің бастапқы мәні (t_k^бос=0);

L және ф белгілерінің бастапқы мәндері (L = 1, ф = 1) және т.б.

Талаптар ағындары ең маңызды q=1 номерлі (2- оператор) ағынның бірінші талабын модельдеуден басталады (3,4- ші операторлар).

1 енгізу L=1,K=1,ф=1,tмсв=0

2 q=1

3 модельдеу; τq

τq1>TM

6 M=M+1

M>=Q

8 jq=jq+1;j=j+1;mq=mq+1

L=1

q<Q

11 q=q+1

12 L=0

13 q=1

mq>0

q=Q

16 q=q+1

tq1<=tMбос

q=Q

19 tq1=min(tq1)

20 tq1k.y=tбос-tq1

τq1k.y<=0

22 τq1нky=0; τkб.т=tq1-tMбос

τq1k.y<=τqk.y.m

24 τq1нky= τqk.y.m;mq=mq*1

10.4- сурет

25 tq0=tq1

26 τq1нky= τq1k.y

27 модельдеуτкк.к

28 tkбос=tq1+tq1пк+τkkk

Ф=1

30 K=K+1

k<=n

32 Ф=0

33 tбасы=min{tкбасы}

34 K=K-tбасы

35 mq=mq-1;tq0=tq1

tk,бсм<=TM

37 S=S+1

38 C=C+1

39 ∑τqkym;∑τkбос

40 q=1

41 q ағын нәтижелерін өңдеу

42 баспалау

q=0

44 q=q+1

45 жалпы нәтижелерді өңдеу

46 шығару

47 Аяғы

Иә

Жоқ

Иә

Нет

Нет

Иә

Иә

жоқ

10.4-суреттің жалғасы

Ал 5,6,7- ші операторлар осы жүйені имитциялық модельдеудің аяқталу шартын тексереді. Имитациялық модельдеудің аяқталуы үшін модельдеу барысында

шарты барлық Q ағындарға орындалуы қажет (5 - ші оператор). Яғни әр ағынның соңғы талабының келу мерзімі модельдеу интервалынан асып кетуі тиісті. Осы шарт орындалған ағындар саны 6-шы операторда есептеледі. Егер бұл оператордың мәні ағындар санына тең болса (7 - оператор) кезек имитациялық модельдеудің нәтижелерін есептеу үшін 40 - шы операторға беріледі. Бұл шарт орындалмаса, кезек 13 - ші операторға тиеді.

Енді 5-ші оператордың шарты орындалмаған жағдайға оралайық.. Әрине, имитациалық модельдеудің бас кезінде бұл шарт орындалмауы тиісті. Сондықтан 8-ші оператор имитациялық модельдеудің мына көрсеткіштерін тіркейді:

- q ағынының жүйеге келіп түскен талаптарының саны (i_q);

- жүйеге келіп түскен барлық талаптар саны (j);

- әр кезекте тұрған талаптардың саны (т_q);

Келесі үш оператор (9, 10, 11) L=l шарты орындалған жағдайда «әр кезекке бір талап қою» әдісіне сәйкес, барлық Q кезекте бір-бір талап тұруын қамтамасыз етеді.

Ал L=1 және q<Q шарттары орындалмаған жағдайда кезек 13 -ші операторға беріледі және L белгісінің мәні (12-ші оператор) өзгертіледі (L=0). Сондықтан алдағы уақытта талап кезектері «бос орынды толтыру» әдісімен модельденуі тиіс.

13-ші оператордан бастап модельдеуші алгоритмнің екінші кезеңі басталады. Бұл кезекте тұрған талаптарды, олардың маңыздылғына сәйкес, қызмет көрсетуге алу тәртібі модельденеді. Салыстырмалы приоритет бойынша қызмет көрсетілуге, қарастырылып отырған кезеңге дейін жүйеге келіп түскен талаптардың ішінен ең приоритетті кезекте бірінші болып тұрған талап алынуы тиіс. Сондықтан қызмет көрсетуге лайықты талапты 1-ші кезектен бастап іздеу жөн (13-ші оператор).

Келесі, 14-ші оператор осы кезекте тұрған талаптардың бар-жоқтығын тексеріп, т_q >0 шарты орындалмаған, яғни бұл кезектің талаптары әлі келмеген жағдайда, 15 және 16 операторлар арқылы маңызы бір саты төмен келесі кезекті тексереді. Осы операциялар т_q >0 шарты әйтеуір бір кезекте орындалғанша қайталана береді.

Бұл шарт орындалған жағдайда 17-ші оператор осы кезектің бірінші талабының келген мезгілінде бос каналдарының бар-жоқтығын анықтауға кіріседі.

Егер осы талап келген мезгілде барлық каналдар бос болмаса бұл талап бірінші босаған каналға қызмет көрсетілуге алынуы тиіс.

Ал қарама-қарсы жағдайда, яғни каналдардың босаған мезгілінде q кезегінде бірде талап бомаса, каналды бос ұстамас үшін келесі маңыздығы төменірек кезектерде талаптар бар-жоқтығы тексеріледі. Ол үшін кезек 18- ші операторға беріліп, q=Q орындалмаған жағдайда 16-ші оператор арқылы маңыздылығы төмен басқа кезектерде талаптар бар-жоқтығы анықталады.

Бұл тексеріс 14, 15, 16, 17, 18-ші операторлар тізбегі арқылы әйтеуір бір кезекте шарты орындалғанша, немесе барлық Q кезекте мұндай шарт орындалмағанша жүргізіледі.

Соңғы жағдайда 18-ші оператордан 19-шы операторға көшіп, маңыздылығына қарамай, қызмет көрсетілуге ең бірінші келген талап алынуы тиіс.

20-шы оператор талаптың кезекте күткен уақытын, ал 21-ші оператор әр нақтылы жағдайда талап пен каналдың қайсысының күткенін анықтайды. Канал күткен жағдайда 22-ші оператор каналдың бос тұрған уақытын есептейді:

Ал талап күтсе 23 - ші оператор

(10.2)

шартын тексереді. - q приоритетті талаптардың қызмет көрсетуді күте алатын уақытының шекті мөлшері. (10.2) - ші шарт орындалмаса бұл талапқа қызмет көрсетілмейді, сондықтан 24 - ші оператор тиісті параметрлерге осы жағдайға сәйкес түзетулер енгізеді. Содан кейін кезек 25- ші оператор арқылы, қызмет көрсетілмеген талаптардың санын есептейтін 38 - ші операторға беріледі.

(10.2) шарты орындалған жағдайда 26 - шы оператор осы талаптың іс жүзінде кезекте күткен уақытын есептейді. 27 - ші оператор кезекті талапқа қызмет көрсету уақытының мөлшерін модельдейді, ал 28 - ші оператор осы қызмет көрсетіліп болған, яғни каналдың қайтадан босаған, мезгілін анықтайды:

Модельдеуші алгоритмнің тағы бір кезеңі 29-32-ші операторларды қамтып, талаптарға қызмет көрсетуге бастапқы кезде барлық k каналдарды бірінен соң бірін қатыстырады. Бұл операторлар тобының жұмысы φ=1 шарты орындалғанда ғана басталып, барлық канал жұмысқа тартылып болғаннан кейін φ белгісіне ноль мәнін тағайындаумен аяқталады. (32-ші оператор).

Ал 29- шы оператордың шарты орындалмаса, келесі талапқа қызмет көрсетуге ең бірінші босаған канал (33, 34- ші опраторлар) қатыстырылады, Дегенмен, қызмет көрсетуге алынған келесі талапқа толық қызмет көрсетіледі деп есептеу ушін (37- оператор).

шарты орындалуы керек (36-шы оператор). Бұл шарт орындалмаған жағдайда ол талапқа қызмет көрсетілмейді. (38-ші оператор).

37 және 38-ші операторлардан кейін кезек 39-шы оператор арқылы қайтадан 3-ші операторға келесі талаптарды модельдеуге беріледі.

Ең соңғы операторлар тобы (40-47-ші операторлар) имитациялық модельдеудің нәтижелерін өңдеуге бейімделген. Осы топтың ішіндегі бастапқы 5 оператор әр приоритеттін көрсеткіштерін бөлек өңдеуге мүмкіншілік береді. Ал 45-ші оператор жалпы көрсеткіштерді анықтайды.