Pacchetto SimPy: gestione della pianificazione degli eventi

Simulazione a eventi discreti in Python

Dr Diogo Costa

Adjunct Professor, University of Saskatchewan, Canada & CEO of ImpactBLUE-Scientific

Gestire il verificarsi degli eventi

Il verificarsi degli eventi nei problemi reali può essere influenzato da varie situazioni.
Le più comuni riguardano:
- eventi condizionali
- interruzione di eventi
- attesa di processi

Queste situazioni si traducono in un modello a eventi discreti SimPy.

Eventi condizionali

Alcuni eventi dipendono dal verificarsi di altri
Si attivano solo se è soddisfatta una condizione

Esempio

I clienti arrivano in un negozio di abbigliamento
```
def customer_arrivals(env, shop)
```
Cercano un articolo specifico
```
env.timeout(search_time)
```

Lo comprano solo se disponibile

if shop.available[item]:

Generatore: riunire tutto il codice

def customer_arrivals(env, shop):


    while True:

        yield env.timeout(search_time)


        # Only buy item if available
        if shop.available[item]:
            env.process(shop_buyer(env, item, 
                    num_items, shop))

Interruzione di eventi

Alcuni eventi possono essere interrotti da:

Eventi a priorità più alta
Interruzione volontaria (es. ricarica auto)
Interruzione forzata (es. guasto macchina)

Metodo

simpy_process_1.interrupt()

Esempio

La macchina si rompe periodicamente, interrompendo la linea di produzione.

def break_machine(env):

  # Break machine every now and then.
  while True:

    # Time between machine fails
    yield env.timeout(fail_time())


    # Machine fail: interrupt process
    simpy_process_1.interrupt()

Attesa di processi

Alcuni processi devono aspettare che altri finiscano
Succede spesso perché le risorse sono limitate
Esempio: risorse condivise con capacity=5:
```
simpy.Resource(env, capacity=5)
```
Quindi un processo può dover aspettare se tutte le risorse sono occupate

Esempio: Le riserve di carburante di una stazione vanno rifornite regolarmente

with gas_station.request() as request:

  # Request one of the gas pumps
  yield request


  # Once pump is available: pump fuel 
  liters_request = 10
  yield fuel_reserve.get(liters_request)

  # The "actual" refueling takes time
  refuel_duration = liters_request 
                      / refuel_speed


  yield env.timeout(refuel_duration)

Concatena eventi con operatori bitwise

Operatori bitwise

Fanno calcoli bit a bit su interi
Richiedono due operandi
- Esempio: a & b, a >> b, a ^ b

In SimPy

Genera un evento condizione
Tra 2 eventi

Operatori bitwise rilevanti per SimPy

Attende entrambi i processi: __and__() o &
Attende uno dei processi: __or__() o |

Concatena eventi con operatori bitwise

Esempio: Lo spettatore aspetta in coda finché tocca a lui/lei o finché il film è esaurito

with counter.request() as my_turn:


  # Wait until turn or movie is sold out
  result = yield my_turn | counter.sold_out[movie]


  # If tickets available
  if my_turn in result:
    theater.num_moviegoers[movie] += 1
    return


  # If tickets sold out
  if my_turn not in result:
    theater.num_renegers[movie] += 1
    return

Passons à la pratique !

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