第三章_離散仿真

1、第三章第三章 離散系統(tǒng)仿真離散系統(tǒng)仿真概述概述l離散系統(tǒng)的狀態(tài)只是在離散系統(tǒng)的狀態(tài)只是在離散時(shí)間點(diǎn)離散時(shí)間點(diǎn)上發(fā)生變化，上發(fā)生變化，而且這些離散時(shí)間點(diǎn)一般是而且這些離散時(shí)間點(diǎn)一般是隨機(jī)隨機(jī)的。的。l離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型通常用離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型通常用流程圖流程圖或網(wǎng)絡(luò)圖來(lái)或網(wǎng)絡(luò)圖來(lái)描述。描述。l離散仿真的目的是實(shí)體的活動(dòng)以找出離散仿真的目的是實(shí)體的活動(dòng)以找出(分析分析)系系統(tǒng)的統(tǒng)的(潛在潛在)行為。行為。離散仿真離散仿真l事件事件(event)時(shí)間因變量隨時(shí)間因變量隨(事件事件)時(shí)間離散變時(shí)間離散變化?；?。因變量因變量時(shí)間時(shí)間基本概念基本概念l實(shí)體實(shí)體 構(gòu)成系統(tǒng)的各種構(gòu)成系統(tǒng)的各種成分成分稱為實(shí)體

2、，是系統(tǒng)的研究對(duì)象。稱為實(shí)體，是系統(tǒng)的研究對(duì)象。 臨時(shí)實(shí)體、永久實(shí)體。臨時(shí)實(shí)體、永久實(shí)體。l屬性屬性 反映實(shí)體的某些反映實(shí)體的某些性質(zhì)性質(zhì)。l狀態(tài)狀態(tài) 在某一確定時(shí)間點(diǎn)，系統(tǒng)的狀態(tài)是系統(tǒng)中所有實(shí)體屬在某一確定時(shí)間點(diǎn)，系統(tǒng)的狀態(tài)是系統(tǒng)中所有實(shí)體屬性的性的集合集合?；靖拍罨靖拍頻事件事件 引起系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生引起系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化變化的行為，它是在某一時(shí)間點(diǎn)上的的行為，它是在某一時(shí)間點(diǎn)上的瞬間行為瞬間行為。l活動(dòng)活動(dòng) 實(shí)體在某一狀態(tài)的實(shí)體在某一狀態(tài)的持續(xù)過(guò)程持續(xù)過(guò)程。l進(jìn)程進(jìn)程 進(jìn)程由和實(shí)體相關(guān)的進(jìn)程由和實(shí)體相關(guān)的事件事件及若干及若干活動(dòng)活動(dòng)組成，一個(gè)進(jìn)程描組成，一個(gè)進(jìn)程描述了它所包括的事件及活動(dòng)間

3、的相互述了它所包括的事件及活動(dòng)間的相互邏輯邏輯關(guān)系和關(guān)系和時(shí)序時(shí)序關(guān)關(guān)系。系。車輛到達(dá)事件車輛到達(dá)事件服務(wù)開始事件服務(wù)開始事件服務(wù)結(jié)束事件服務(wù)結(jié)束事件服務(wù)活動(dòng)服務(wù)活動(dòng)進(jìn)程進(jìn)程排隊(duì)活動(dòng)排隊(duì)活動(dòng)事件、活動(dòng)、進(jìn)程三者之間的關(guān)系事件、活動(dòng)、進(jìn)程三者之間的關(guān)系基本概念基本概念l仿真時(shí)鐘仿真時(shí)鐘 仿真時(shí)鐘用于表示仿真時(shí)間的變化，仿真時(shí)鐘推進(jìn)的時(shí)仿真時(shí)鐘用于表示仿真時(shí)間的變化，仿真時(shí)鐘推進(jìn)的時(shí)間間隔稱為時(shí)間步長(zhǎng)。間間隔稱為時(shí)間步長(zhǎng)。 時(shí)間步長(zhǎng)法、事件步長(zhǎng)法時(shí)間步長(zhǎng)法、事件步長(zhǎng)法l統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)器 離散系統(tǒng)的狀態(tài)隨事件的不斷發(fā)生呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，離散系統(tǒng)的狀態(tài)隨事件的不斷發(fā)生呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，這種動(dòng)態(tài)變化

4、過(guò)程在統(tǒng)計(jì)意義下才有參考價(jià)值。這種動(dòng)態(tài)變化過(guò)程在統(tǒng)計(jì)意義下才有參考價(jià)值。 統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)器用于記錄仿真規(guī)程中系統(tǒng)性能的統(tǒng)計(jì)信息。統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)器用于記錄仿真規(guī)程中系統(tǒng)性能的統(tǒng)計(jì)信息。離散仿真模型建立步驟離散仿真模型建立步驟l定義系統(tǒng)的參變量集合，構(gòu)造定義系統(tǒng)的參變量集合，構(gòu)造系統(tǒng)映象系統(tǒng)映象；l定義事件類型及其發(fā)生時(shí)點(diǎn)；定義事件類型及其發(fā)生時(shí)點(diǎn)；l定義每一定義每一事件事件時(shí)間發(fā)生狀態(tài)變化的點(diǎn)；時(shí)間發(fā)生狀態(tài)變化的點(diǎn)；l描述系統(tǒng)中實(shí)體的描述系統(tǒng)中實(shí)體的活動(dòng)活動(dòng)；l構(gòu)造狀態(tài)轉(zhuǎn)移函數(shù)或算法；構(gòu)造狀態(tài)轉(zhuǎn)移函數(shù)或算法；l通過(guò)系統(tǒng)流圖描述整個(gè)通過(guò)系統(tǒng)流圖描述整個(gè)過(guò)程過(guò)程。構(gòu)造初始映象構(gòu)造初始映象l找一個(gè)盡可能簡(jiǎn)單的系統(tǒng)

5、狀態(tài)作為初始狀態(tài)；找一個(gè)盡可能簡(jiǎn)單的系統(tǒng)狀態(tài)作為初始狀態(tài)；l從一個(gè)遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)但容易構(gòu)造的狀態(tài)開始進(jìn)從一個(gè)遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)但容易構(gòu)造的狀態(tài)開始進(jìn)行模擬，當(dāng)運(yùn)行一段時(shí)間之后，系統(tǒng)的狀態(tài)會(huì)行模擬，當(dāng)運(yùn)行一段時(shí)間之后，系統(tǒng)的狀態(tài)會(huì)接近或處于穩(wěn)定狀態(tài)（平衡狀態(tài)）。接近或處于穩(wěn)定狀態(tài)（平衡狀態(tài)）。離散仿真中的關(guān)鍵問(wèn)題離散仿真中的關(guān)鍵問(wèn)題l事件取舍事件取舍： 確定改變系統(tǒng)狀態(tài)的事件集，并將它們用邏輯關(guān)系聯(lián)系起來(lái)。確定改變系統(tǒng)狀態(tài)的事件集，并將它們用邏輯關(guān)系聯(lián)系起來(lái)。 系統(tǒng)仿真就是靠系統(tǒng)仿真就是靠按順序執(zhí)行按順序執(zhí)行聯(lián)系這些事件的邏輯來(lái)實(shí)現(xiàn)的。聯(lián)系這些事件的邏輯來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 l活動(dòng)掃描活動(dòng)掃描： 要描述系統(tǒng)中實(shí)體

6、的活動(dòng)，設(shè)定引起活動(dòng)開始及結(jié)束的條件。啟要描述系統(tǒng)中實(shí)體的活動(dòng)，設(shè)定引起活動(dòng)開始及結(jié)束的條件。啟動(dòng)或結(jié)束活動(dòng)的事件不由建模者設(shè)定，而隨仿真推進(jìn)而自動(dòng)進(jìn)行。動(dòng)或結(jié)束活動(dòng)的事件不由建模者設(shè)定，而隨仿真推進(jìn)而自動(dòng)進(jìn)行。為保證活動(dòng)得到記錄，每一次推進(jìn)均需要掃描活動(dòng)中的實(shí)體集。為保證活動(dòng)得到記錄，每一次推進(jìn)均需要掃描活動(dòng)中的實(shí)體集。 由于需要在每一次推進(jìn)中掃描每一活動(dòng)，這種方法的效率不太高。由于需要在每一次推進(jìn)中掃描每一活動(dòng)，這種方法的效率不太高。l過(guò)程定位過(guò)程定位： 提供整個(gè)仿真過(guò)程中實(shí)體流的一種用仿真語(yǔ)言描述的方法。提供整個(gè)仿真過(guò)程中實(shí)體流的一種用仿真語(yǔ)言描述的方法。系統(tǒng)仿真的推進(jìn)系統(tǒng)仿真的推進(jìn)l時(shí)

7、間步長(zhǎng)法時(shí)間步長(zhǎng)法 以固定的時(shí)間間隔進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；以固定的時(shí)間間隔進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；l事件步長(zhǎng)法事件步長(zhǎng)法 按下一類最早發(fā)生事件的發(fā)生時(shí)間推進(jìn)。按下一類最早發(fā)生事件的發(fā)生時(shí)間推進(jìn)。t時(shí)間步長(zhǎng)法時(shí)間步長(zhǎng)法l在進(jìn)行系統(tǒng)仿真的同時(shí)，把整個(gè)仿真過(guò)程分為許多在進(jìn)行系統(tǒng)仿真的同時(shí)，把整個(gè)仿真過(guò)程分為許多相相等等的的時(shí)間間隔時(shí)間間隔，程序按此步長(zhǎng)前進(jìn)的時(shí)鐘就是仿真時(shí)，程序按此步長(zhǎng)前進(jìn)的時(shí)鐘就是仿真時(shí)鐘。鐘。l在每個(gè)時(shí)間間隔做如下處理：在每個(gè)時(shí)間間隔做如下處理：l該步內(nèi)若無(wú)事件發(fā)生，則仿真時(shí)鐘再推進(jìn)一個(gè)單該步內(nèi)若無(wú)事件發(fā)生，則仿真時(shí)鐘再推進(jìn)一個(gè)單位時(shí)間；位時(shí)間；u若在該步內(nèi)有若干個(gè)事件發(fā)生，則認(rèn)為這些事件均發(fā)生若在該步內(nèi)

8、有若干個(gè)事件發(fā)生，則認(rèn)為這些事件均發(fā)生在這一步的結(jié)束時(shí)刻，同時(shí)必須規(guī)定當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí)在這一步的結(jié)束時(shí)刻，同時(shí)必須規(guī)定當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí)各類事件處理的優(yōu)先順序。各類事件處理的優(yōu)先順序。掃描與處理方法掃描與處理方法l對(duì)每一類事件或每一個(gè)主導(dǎo)實(shí)體設(shè)置一個(gè)模擬時(shí)鐘，對(duì)每一類事件或每一個(gè)主導(dǎo)實(shí)體設(shè)置一個(gè)模擬時(shí)鐘，以此記錄和控制實(shí)體活動(dòng)的延續(xù)時(shí)間。以此記錄和控制實(shí)體活動(dòng)的延續(xù)時(shí)間。l對(duì)系統(tǒng)實(shí)體進(jìn)行掃描；對(duì)系統(tǒng)實(shí)體進(jìn)行掃描；l對(duì)系統(tǒng)事件進(jìn)行掃描；對(duì)系統(tǒng)事件進(jìn)行掃描；l對(duì)事件和實(shí)體結(jié)合起來(lái)進(jìn)行掃描。對(duì)事件和實(shí)體結(jié)合起來(lái)進(jìn)行掃描。l改變狀態(tài)，預(yù)測(cè)下一事件改變狀態(tài)，預(yù)測(cè)下一事件。時(shí)間步長(zhǎng)時(shí)間步長(zhǎng)法流程圖法流程圖事

9、件步長(zhǎng)法事件步長(zhǎng)法l仿真時(shí)鐘不斷地從一個(gè)事件發(fā)生時(shí)間推進(jìn)到下一個(gè)仿真時(shí)鐘不斷地從一個(gè)事件發(fā)生時(shí)間推進(jìn)到下一個(gè)最早發(fā)生事件的發(fā)生時(shí)間。最早發(fā)生事件的發(fā)生時(shí)間。l以以事件發(fā)生的時(shí)間點(diǎn)相互間隔事件發(fā)生的時(shí)間點(diǎn)相互間隔作為步長(zhǎng)，按照時(shí)間作為步長(zhǎng)，按照時(shí)間的進(jìn)展，一步一步地對(duì)系統(tǒng)的行為進(jìn)行仿真，直到的進(jìn)展，一步一步地對(duì)系統(tǒng)的行為進(jìn)行仿真，直到預(yù)定的仿真時(shí)間為止。預(yù)定的仿真時(shí)間為止。l事件表按照事件發(fā)生時(shí)間事件表按照事件發(fā)生時(shí)間先后先后順序安排事件，將仿順序安排事件，將仿真過(guò)程看作一個(gè)事件點(diǎn)序列。真過(guò)程看作一個(gè)事件點(diǎn)序列。l事件控制部件始終從事件表中選擇事件控制部件始終從事件表中選擇最早發(fā)生最早發(fā)生時(shí)間的

10、時(shí)間的事件記錄，然后將仿真時(shí)鐘該事件發(fā)生的時(shí)刻。事件記錄，然后將仿真時(shí)鐘該事件發(fā)生的時(shí)刻。時(shí)鐘推進(jìn)舉例時(shí)鐘推進(jìn)舉例l模擬運(yùn)行模擬運(yùn)行150個(gè)時(shí)間單位，顧客到達(dá)事件、顧客服務(wù)個(gè)時(shí)間單位，顧客到達(dá)事件、顧客服務(wù)完畢離去事件，完畢離去事件，Ti到達(dá)時(shí)間間隔，到達(dá)時(shí)間間隔，Si第第i個(gè)顧客服務(wù)時(shí)個(gè)顧客服務(wù)時(shí)間，間，Di第第i個(gè)顧客等待時(shí)間，個(gè)顧客等待時(shí)間，Ci= Ti+Si+Di第第i個(gè)顧客離個(gè)顧客離開系統(tǒng)的時(shí)間開系統(tǒng)的時(shí)間, qi第第i個(gè)顧客排隊(duì)的隊(duì)長(zhǎng)，個(gè)顧客排隊(duì)的隊(duì)長(zhǎng)，bi模擬時(shí)鐘推模擬時(shí)鐘推進(jìn)到第進(jìn)到第i次的時(shí)間，次的時(shí)間，Zi第第i個(gè)事件發(fā)生時(shí)服務(wù)員的狀態(tài)。個(gè)事件發(fā)生時(shí)服務(wù)員的狀態(tài)。 Ti=1

11、5,32,24,40,22,； Si=43,36,34,28,l 初始狀態(tài)：初始狀態(tài)： q0=0, Z0=0l求：求： bi 、Ci、離散系統(tǒng)仿真程序的結(jié)構(gòu)離散系統(tǒng)仿真程序的結(jié)構(gòu)l狀態(tài)變量狀態(tài)變量；l時(shí)鐘變量時(shí)鐘變量；l事件表事件表（按時(shí)間順序記錄仿真過(guò)程中將要發(fā)生的事件）（按時(shí)間順序記錄仿真過(guò)程中將要發(fā)生的事件）l統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)器l初始化子程序初始化子程序l時(shí)鐘推進(jìn)子程序時(shí)鐘推進(jìn)子程序 （由事件表確定下一事件，然后將將仿真時(shí)鐘推進(jìn)到該事件（由事件表確定下一事件，然后將將仿真時(shí)鐘推進(jìn)到該事件發(fā)生的時(shí)間）發(fā)生的時(shí)間）l調(diào)度子程序調(diào)度子程序（將仿真過(guò)程中產(chǎn)生的未來(lái)事件插入事件表）（將仿真過(guò)程中

12、產(chǎn)生的未來(lái)事件插入事件表）離散系統(tǒng)仿真程序的結(jié)構(gòu)離散系統(tǒng)仿真程序的結(jié)構(gòu)l事件子程序事件子程序 每一類事件對(duì)應(yīng)一個(gè)事件子程序，相應(yīng)的事件發(fā)生時(shí)就每一類事件對(duì)應(yīng)一個(gè)事件子程序，相應(yīng)的事件發(fā)生時(shí)就轉(zhuǎn)入該事件子程序進(jìn)行處理，更新系統(tǒng)狀態(tài)，產(chǎn)生新的轉(zhuǎn)入該事件子程序進(jìn)行處理，更新系統(tǒng)狀態(tài)，產(chǎn)生新的事件。事件。l統(tǒng)計(jì)報(bào)告子程序統(tǒng)計(jì)報(bào)告子程序l隨機(jī)數(shù)發(fā)生器隨機(jī)數(shù)發(fā)生器l主程序主程序 調(diào)用時(shí)鐘推進(jìn)子程序，控制轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的事件子程序，調(diào)用時(shí)鐘推進(jìn)子程序，控制轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的事件子程序，完成仿真程序的總體控制。完成仿真程序的總體控制。離散系統(tǒng)仿真離散系統(tǒng)仿真程序流程圖程序流程圖離散系統(tǒng)仿真策略離散系統(tǒng)仿真策略l建立描述

13、系統(tǒng)行為的仿真模型建立描述系統(tǒng)行為的仿真模型 由于系統(tǒng)采用偽隨機(jī)數(shù)，可以得到確定的狀態(tài)轉(zhuǎn)移函由于系統(tǒng)采用偽隨機(jī)數(shù)，可以得到確定的狀態(tài)轉(zhuǎn)移函數(shù)，模型采用流程圖或網(wǎng)絡(luò)圖的形式。數(shù)，模型采用流程圖或網(wǎng)絡(luò)圖的形式。l仿真策略仿真策略 仿真策略決定仿真模型的結(jié)構(gòu)仿真策略決定仿真模型的結(jié)構(gòu)模型描述中采用的主要術(shù)語(yǔ)模型描述中采用的主要術(shù)語(yǔ)l成分成分 相當(dāng)于系統(tǒng)中的實(shí)體，用于構(gòu)造模型中的各個(gè)部分。相當(dāng)于系統(tǒng)中的實(shí)體，用于構(gòu)造模型中的各個(gè)部分。u主動(dòng)成分主動(dòng)成分 （可以主動(dòng)產(chǎn)生活動(dòng)的成分）（可以主動(dòng)產(chǎn)生活動(dòng)的成分） u被動(dòng)成分被動(dòng)成分 （本身不激發(fā)活動(dòng)，只有在主動(dòng)成分作用下才能產(chǎn)（本身不激發(fā)活動(dòng)，只有在主動(dòng)成分

14、作用下才能產(chǎn)生狀態(tài)變化）生狀態(tài)變化）l描述變量描述變量 成分狀態(tài)、屬性的描述。成分狀態(tài)、屬性的描述。l成分間的相互關(guān)系成分間的相互關(guān)系 描述成分之間相互影響的規(guī)律。描述成分之間相互影響的規(guī)律。模型描述中采用的符號(hào)模型描述中采用的符號(hào)lC=a1,a2,an為成分集合；為成分集合； lCA=a1,a2,am為主動(dòng)成分子集合；為主動(dòng)成分子集合；lCP=a1,a2,ah為被動(dòng)成分子集合；為被動(dòng)成分子集合；lSa為成分為成分a的狀態(tài)變量；的狀態(tài)變量；lP=p1,p2,pr為參數(shù)（屬性）集合；為參數(shù)（屬性）集合；lta為成分為成分a的狀態(tài)下一發(fā)生變化的時(shí)刻的狀態(tài)下一發(fā)生變化的時(shí)刻;lDa(S)為成分為成分

15、a在狀態(tài)變量值在狀態(tài)變量值S時(shí)的條件變量時(shí)的條件變量;lTIME為模擬時(shí)鐘的值。為模擬時(shí)鐘的值。典型仿真策略典型仿真策略l事件調(diào)度法事件調(diào)度法l活動(dòng)描述法活動(dòng)描述法l進(jìn)程交互法進(jìn)程交互法事件調(diào)度法事件調(diào)度法l通過(guò)定義事件及每個(gè)事件發(fā)生對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)的變化，按通過(guò)定義事件及每個(gè)事件發(fā)生對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)的變化，按時(shí)間順序時(shí)間順序確定并執(zhí)行每個(gè)事件發(fā)生時(shí)有關(guān)的邏輯關(guān)系。確定并執(zhí)行每個(gè)事件發(fā)生時(shí)有關(guān)的邏輯關(guān)系。l所有事件均放在所有事件均放在事件表事件表中，模型中設(shè)有一個(gè)中，模型中設(shè)有一個(gè)時(shí)間控制時(shí)間控制機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)從事件表中選取最早發(fā)生時(shí)刻的事件。，該機(jī)構(gòu)從事件表中選取最早發(fā)生時(shí)刻的事件。l以以事件種類事件

16、種類為控制依據(jù)，不同種類事件的處理進(jìn)入相為控制依據(jù)，不同種類事件的處理進(jìn)入相應(yīng)的事件處理模塊，并在時(shí)間處理完畢返回時(shí)間控制應(yīng)的事件處理模塊，并在時(shí)間處理完畢返回時(shí)間控制機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)。事件調(diào)度法模型的基本結(jié)構(gòu)事件調(diào)度法模型的基本結(jié)構(gòu)事件調(diào)度算法事件調(diào)度算法l初始時(shí)間初始時(shí)間t= t0、事件表初始化、置系統(tǒng)初始事件、事件表初始化、置系統(tǒng)初始事件;l成分表初始化成分表初始化S =(Sa1,ta1), (Sam,tam), Sam+1, San);l操作事件表，取出操作事件表，取出t =min ta|aCA ，修改事件表，修改事件表;l推進(jìn)時(shí)鐘推進(jìn)時(shí)鐘 TIME= t(s);lWhile (TIMETI

17、MElFRESENT(S)=a|ta=TIMElPAST(S)=a|taTIMElTIME=min(ta|a FUTURE(S)活動(dòng)掃描法的算法活動(dòng)掃描法的算法l初始時(shí)間初始時(shí)間t= t0、設(shè)置主動(dòng)成分的模擬時(shí)鐘、設(shè)置主動(dòng)成分的模擬時(shí)鐘ta(i);l成分狀態(tài)初始化成分狀態(tài)初始化S =(Sa1,ta1), (Sam,tam), Sam+1, San);l設(shè)置系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)置系統(tǒng)時(shí)鐘 TIME= t0;lWhile (TIME= t)，執(zhí)行掃描，執(zhí)行掃描 for j=最高優(yōu)先數(shù)到最低優(yōu)先數(shù)最高優(yōu)先數(shù)到最低優(yōu)先數(shù) 將優(yōu)先數(shù)為將優(yōu)先數(shù)為j的成分置成的成分置成i if （ tai(i)= TIME 且且 D

18、ai(S)= true） 執(zhí)行活動(dòng)子例程執(zhí)行活動(dòng)子例程 endif endfor TIME=min(ta|aFUTURE(S)l endwhile按活動(dòng)掃描法建立的排對(duì)系統(tǒng)模型按活動(dòng)掃描法建立的排對(duì)系統(tǒng)模型進(jìn)程交互法進(jìn)程交互法l進(jìn)程由事件的時(shí)間序列及若干活動(dòng)組成進(jìn)程由事件的時(shí)間序列及若干活動(dòng)組成l具有上述兩種方法的特點(diǎn)，接近具有上述兩種方法的特點(diǎn)，接近實(shí)際實(shí)際系統(tǒng)，編系統(tǒng)，編程實(shí)現(xiàn)非常程實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜復(fù)雜l采用進(jìn)程描述系統(tǒng)，將模型的采用進(jìn)程描述系統(tǒng)，將模型的主動(dòng)成分主動(dòng)成分所發(fā)生所發(fā)生的事件及活動(dòng)按照時(shí)間順序進(jìn)行組合形成的事件及活動(dòng)按照時(shí)間順序進(jìn)行組合形成進(jìn)程進(jìn)程表表，一個(gè)成分一旦進(jìn)入進(jìn)程，它將

19、完成進(jìn)程的，一個(gè)成分一旦進(jìn)入進(jìn)程，它將完成進(jìn)程的全部活動(dòng)。全部活動(dòng)。進(jìn)程交互法進(jìn)程交互法l采用兩張事件表，采用兩張事件表，當(dāng)前事件表當(dāng)前事件表、將來(lái)事件表將來(lái)事件表；l當(dāng)仿真時(shí)鐘推進(jìn)，滿足條件的所有事件記錄從將當(dāng)仿真時(shí)鐘推進(jìn)，滿足條件的所有事件記錄從將來(lái)事件表移到當(dāng)前事件表，取出每個(gè)事件記錄，來(lái)事件表移到當(dāng)前事件表，取出每個(gè)事件記錄，判斷所屬判斷所屬進(jìn)程進(jìn)程與與位置位置，當(dāng)發(fā)生條件真，發(fā)生包含，當(dāng)發(fā)生條件真，發(fā)生包含該事件的該事件的活動(dòng)活動(dòng)，并讓該進(jìn)程盡可能地推進(jìn)，直至，并讓該進(jìn)程盡可能地推進(jìn)，直至結(jié)束。結(jié)束。l時(shí)間控制以主導(dǎo)實(shí)體進(jìn)入該進(jìn)程的的時(shí)間序列及時(shí)間控制以主導(dǎo)實(shí)體進(jìn)入該進(jìn)程的的時(shí)間序列

20、及其經(jīng)歷該進(jìn)程的各項(xiàng)活動(dòng)的時(shí)間順序，走向控制其經(jīng)歷該進(jìn)程的各項(xiàng)活動(dòng)的時(shí)間順序，走向控制主要以主要以斷點(diǎn)斷點(diǎn)為依據(jù)。為依據(jù)。以進(jìn)程為基礎(chǔ)的排隊(duì)系統(tǒng)模型以進(jìn)程為基礎(chǔ)的排隊(duì)系統(tǒng)模型幾種仿真策略的比較幾種仿真策略的比較l系統(tǒng)描述系統(tǒng)描述u事件調(diào)度法中，只有主動(dòng)成分才能施加作用；事件調(diào)度法中，只有主動(dòng)成分才能施加作用；u事件調(diào)度法中，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性表現(xiàn)為主動(dòng)成事件調(diào)度法中，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性表現(xiàn)為主動(dòng)成分不斷產(chǎn)生事件；分不斷產(chǎn)生事件；u活動(dòng)掃描法中表現(xiàn)為主動(dòng)成分產(chǎn)生活動(dòng)；活動(dòng)掃描法中表現(xiàn)為主動(dòng)成分產(chǎn)生活動(dòng)；u進(jìn)程交互法中則是通過(guò)成分在其進(jìn)程中一步一進(jìn)程交互法中則是通過(guò)成分在其進(jìn)程中一步一步地推進(jìn)描述。步地推

21、進(jìn)描述。 幾種仿真策略的比較幾種仿真策略的比較l建模要點(diǎn)建模要點(diǎn)u事件調(diào)度法中，用戶要對(duì)所定義的全部事件進(jìn)行建事件調(diào)度法中，用戶要對(duì)所定義的全部事件進(jìn)行建 模，條件測(cè)試只能在事件處理子程序中進(jìn)行；模，條件測(cè)試只能在事件處理子程序中進(jìn)行；u 活動(dòng)掃描法設(shè)置了一個(gè)條件子例程用于條件測(cè)試，活動(dòng)掃描法設(shè)置了一個(gè)條件子例程用于條件測(cè)試，還設(shè)置了一個(gè)活動(dòng)掃描模塊，該模塊對(duì)所定義的活還設(shè)置了一個(gè)活動(dòng)掃描模塊，該模塊對(duì)所定義的活動(dòng)進(jìn)行建模；動(dòng)進(jìn)行建模；u 進(jìn)程交互法將一個(gè)進(jìn)程分成若干步，每一步包括進(jìn)程交互法將一個(gè)進(jìn)程分成若干步，每一步包括條件測(cè)試及執(zhí)行活動(dòng)兩部分。條件測(cè)試及執(zhí)行活動(dòng)兩部分。 幾種仿真策略的比較

22、幾種仿真策略的比較l時(shí)鐘推進(jìn)時(shí)鐘推進(jìn)u事件調(diào)度法中，控制機(jī)構(gòu)從事件表中取出事件調(diào)度法中，控制機(jī)構(gòu)從事件表中取出最早發(fā)生最早發(fā)生時(shí)間的事件時(shí)間的事件記錄，將時(shí)鐘推進(jìn)到該時(shí)刻，執(zhí)行該事件處理子程序；記錄，將時(shí)鐘推進(jìn)到該時(shí)刻，執(zhí)行該事件處理子程序；u 活動(dòng)掃描法除系統(tǒng)時(shí)鐘外，每一個(gè)主動(dòng)成分還有活動(dòng)掃描法除系統(tǒng)時(shí)鐘外，每一個(gè)主動(dòng)成分還有成分模擬子時(shí)成分模擬子時(shí)鐘鐘，控制機(jī)構(gòu)選取那些，控制機(jī)構(gòu)選取那些大于大于當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)鐘且所有成分模擬時(shí)鐘當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)鐘且所有成分模擬時(shí)鐘最小最小的那個(gè)成分模擬時(shí)鐘，將系統(tǒng)時(shí)鐘推進(jìn)到該時(shí)鐘；的那個(gè)成分模擬時(shí)鐘，將系統(tǒng)時(shí)鐘推進(jìn)到該時(shí)鐘；u 進(jìn)程交互法中，一旦某個(gè)進(jìn)程被執(zhí)行，要求

23、盡可能走下去，但進(jìn)程交互法中，一旦某個(gè)進(jìn)程被執(zhí)行，要求盡可能走下去，但并并不改變不改變系統(tǒng)時(shí)鐘。如果該進(jìn)程未完成，記錄中斷時(shí)間及事件系統(tǒng)時(shí)鐘。如果該進(jìn)程未完成，記錄中斷時(shí)間及事件類型放入將來(lái)事件表。類型放入將來(lái)事件表。幾種仿真策略的比較幾種仿真策略的比較l執(zhí)行控制執(zhí)行控制u事件調(diào)度法按下一最早發(fā)生時(shí)間選擇事件記錄；事件調(diào)度法按下一最早發(fā)生時(shí)間選擇事件記錄；u 活動(dòng)掃描法對(duì)全部活動(dòng)掃描，只有活動(dòng)掃描法對(duì)全部活動(dòng)掃描，只有Dai(S)=true且且taiTIME的活動(dòng)才能被執(zhí)行；的活動(dòng)才能被執(zhí)行；u 進(jìn)程交互法對(duì)當(dāng)前事件表中所有的記錄掃描，根進(jìn)程交互法對(duì)當(dāng)前事件表中所有的記錄掃描，根據(jù)該事件在其進(jìn)

24、程中的指針進(jìn)行條件判斷。當(dāng)據(jù)該事件在其進(jìn)程中的指針進(jìn)行條件判斷。當(dāng)Dai(S)=true 執(zhí)行該進(jìn)程，并一直執(zhí)行下去，否則記執(zhí)行該進(jìn)程，并一直執(zhí)行下去，否則記下斷點(diǎn)。下斷點(diǎn)。 幾種仿真策略的比較幾種仿真策略的比較l事件調(diào)度法建模靈活，建模工作量大；事件調(diào)度法建模靈活，建模工作量大；l活動(dòng)掃描法對(duì)于各成分相關(guān)性很強(qiáng)的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)活動(dòng)掃描法對(duì)于各成分相關(guān)性很強(qiáng)的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)模型效率較高，但執(zhí)行程序結(jié)構(gòu)復(fù)雜；模型效率較高，但執(zhí)行程序結(jié)構(gòu)復(fù)雜；l進(jìn)程交互法建模最直觀，模型表示接近實(shí)際系進(jìn)程交互法建模最直觀，模型表示接近實(shí)際系統(tǒng)特別適用于可以預(yù)測(cè)、順序比較確定的系統(tǒng)，統(tǒng)特別適用于可以預(yù)測(cè)、順序比較確定的系統(tǒng)，但

25、流程控制復(fù)雜，建模靈活性不好。但流程控制復(fù)雜，建模靈活性不好。適用性適用性l系統(tǒng)中的各個(gè)成分相關(guān)性較少，宜采用事件調(diào)系統(tǒng)中的各個(gè)成分相關(guān)性較少，宜采用事件調(diào)度法，反之宜采用活動(dòng)掃描法；度法，反之宜采用活動(dòng)掃描法；l系統(tǒng)成分的活動(dòng)比較規(guī)則，宜采用進(jìn)程交互法。系統(tǒng)成分的活動(dòng)比較規(guī)則，宜采用進(jìn)程交互法。排隊(duì)系統(tǒng)仿真排隊(duì)系統(tǒng)仿真l某個(gè)時(shí)刻要求服務(wù)的的數(shù)量超過(guò)服務(wù)機(jī)構(gòu)的容量。某個(gè)時(shí)刻要求服務(wù)的的數(shù)量超過(guò)服務(wù)機(jī)構(gòu)的容量。l到達(dá)模式：顧客按怎樣的規(guī)律到達(dá)；到達(dá)模式：顧客按怎樣的規(guī)律到達(dá)；l服務(wù)機(jī)構(gòu)：同一時(shí)刻有多少服務(wù)臺(tái)可接納顧客；服務(wù)機(jī)構(gòu)：同一時(shí)刻有多少服務(wù)臺(tái)可接納顧客；l排隊(duì)規(guī)則：服務(wù)臺(tái)完成當(dāng)前的服務(wù)后，

26、從對(duì)列選擇下排隊(duì)規(guī)則：服務(wù)臺(tái)完成當(dāng)前的服務(wù)后，從對(duì)列選擇下一個(gè)實(shí)體服務(wù)的原則。一個(gè)實(shí)體服務(wù)的原則。到達(dá)模式到達(dá)模式l平均到達(dá)間隔時(shí)間平均到達(dá)間隔時(shí)間Ta=T/n；l平均到達(dá)率平均到達(dá)率 =1/Ta ；l到達(dá)間隔時(shí)間分布函數(shù)；到達(dá)間隔時(shí)間分布函數(shù)；1-F(t)l到達(dá)時(shí)間變化系數(shù)到達(dá)時(shí)間變化系數(shù)Sa/Ta ；服務(wù)機(jī)構(gòu)服務(wù)機(jī)構(gòu)l一個(gè)或多個(gè)服務(wù)員，沒有服務(wù)員；一個(gè)或多個(gè)服務(wù)員，沒有服務(wù)員；l多個(gè)服務(wù)臺(tái)，并列、串列、混合；多個(gè)服務(wù)臺(tái)，并列、串列、混合；l單獨(dú)服務(wù)，成批服務(wù)；單獨(dú)服務(wù)，成批服務(wù)；l服務(wù)時(shí)間，確定、隨機(jī)；服務(wù)時(shí)間，確定、隨機(jī)；排隊(duì)規(guī)則排隊(duì)規(guī)則l先到先服務(wù)先到先服務(wù)FIFO；l后到先服務(wù)后到先

27、服務(wù)LIFO；l隨機(jī)服務(wù)隨機(jī)服務(wù)SIRO；l優(yōu)先權(quán)服務(wù)優(yōu)先權(quán)服務(wù)PR；l最短處理時(shí)間先服務(wù)最短處理時(shí)間先服務(wù)SPT。系統(tǒng)容量系統(tǒng)容量l有限；有限；l無(wú)限無(wú)限。排隊(duì)模型分類排隊(duì)模型分類lA/B/C/D/E A:到達(dá)模式；到達(dá)模式；B:服務(wù)模式；服務(wù)模式；C:并行服務(wù)員的數(shù)目；并行服務(wù)員的數(shù)目； D:系統(tǒng)容量；系統(tǒng)容量；E:排隊(duì)規(guī)則。排隊(duì)規(guī)則。l常見的到達(dá)和服務(wù)間隔時(shí)間分布：常見的到達(dá)和服務(wù)間隔時(shí)間分布：M(指數(shù)分指數(shù)分布布)、 G(確定型分布確定型分布)、 M(一般隨機(jī)分布一般隨機(jī)分布)；lM/M/1/FIFO排隊(duì)系統(tǒng)的特征量排隊(duì)系統(tǒng)的特征量l服務(wù)員利用率服務(wù)員利用率P=平均服務(wù)時(shí)間平均服務(wù)時(shí)間

28、/平均到達(dá)間隔時(shí)間；平均到達(dá)間隔時(shí)間；l系統(tǒng)中平均顧客數(shù)系統(tǒng)中平均顧客數(shù)P/1- P；l系統(tǒng)內(nèi)排隊(duì)等待的顧客數(shù)系統(tǒng)內(nèi)排隊(duì)等待的顧客數(shù)P2/1- P ；l顧客在系統(tǒng)內(nèi)的停留時(shí)間；顧客在系統(tǒng)內(nèi)的停留時(shí)間；l平均等待時(shí)間；平均等待時(shí)間；l系統(tǒng)出現(xiàn)大于系統(tǒng)出現(xiàn)大于n個(gè)顧客的概率。個(gè)顧客的概率。研討研討l多隊(duì)多服務(wù)臺(tái)排隊(duì)系統(tǒng)模擬多隊(duì)多服務(wù)臺(tái)排隊(duì)系統(tǒng)模擬 以多出納臺(tái)銀行系統(tǒng)為例（換對(duì)原則）以多出納臺(tái)銀行系統(tǒng)為例（換對(duì)原則）l系統(tǒng)中的成分系統(tǒng)中的成分l成分狀態(tài)變量成分狀態(tài)變量l系統(tǒng)中的初始狀態(tài)系統(tǒng)中的初始狀態(tài)l顧客到達(dá)間隔時(shí)間服從的分布顧客到達(dá)間隔時(shí)間服從的分布 l服務(wù)時(shí)間服從的分布服務(wù)時(shí)間服從的分布 事件

29、事件l顧客到達(dá)銀行顧客到達(dá)銀行l(wèi)顧客完成服務(wù)后離開顧客完成服務(wù)后離開l顧客換對(duì)顧客換對(duì)l銀行關(guān)閉銀行關(guān)閉系統(tǒng)指標(biāo)系統(tǒng)指標(biāo)l平均等待時(shí)間平均等待時(shí)間l平均對(duì)長(zhǎng)平均對(duì)長(zhǎng)l最大等待時(shí)間最大等待時(shí)間l最大對(duì)長(zhǎng)最大對(duì)長(zhǎng)多級(jí)串聯(lián)封閉式排隊(duì)系統(tǒng)模擬多級(jí)串聯(lián)封閉式排隊(duì)系統(tǒng)模擬l基于主導(dǎo)實(shí)體活動(dòng)掃描法的模擬模型基于主導(dǎo)實(shí)體活動(dòng)掃描法的模擬模型l從一種稱為主導(dǎo)實(shí)體的模擬子時(shí)鐘中，找出具有最小從一種稱為主導(dǎo)實(shí)體的模擬子時(shí)鐘中，找出具有最小時(shí)鐘值的主導(dǎo)實(shí)體，處理該主導(dǎo)實(shí)體的活動(dòng)。時(shí)鐘值的主導(dǎo)實(shí)體，處理該主導(dǎo)實(shí)體的活動(dòng)。l主導(dǎo)實(shí)體的活動(dòng)或狀態(tài)改變時(shí)，子時(shí)鐘便更新一次時(shí)主導(dǎo)實(shí)體的活動(dòng)或狀態(tài)改變時(shí)，子時(shí)鐘便更新一次時(shí)鐘值。鐘值。港口裝運(yùn)模擬系統(tǒng)港口裝運(yùn)模擬系統(tǒng)l某海港共有某海港共有N個(gè)倉(cāng)庫(kù)，個(gè)倉(cāng)庫(kù)，1個(gè)碼頭，個(gè)碼頭，m輛起重車從輛起重車從倉(cāng)庫(kù)運(yùn)向碼頭裝船。倉(cāng)庫(kù)運(yùn)向碼頭裝船。lN=2, m=12,14,16,18,20