Balíček SimPy: Správa plánování událostí

Diskrétní simulace událostí v Pythonu

Dr Diogo Costa

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

Správa výskytu událostí

Výskyt událostí v reálných problémech může být ovlivněn různými situacemi.
Nejčastější situace zahrnují:
- podmínkové události
- přerušení událostí
- čekání na procesy

Tyto situace lze převést do diskrétně-událostního modelu SimPy.

Podmínkové události

Některé události závisí na výskytu jiné události
Spustí se pouze při splnění podmínky

Příklad

Zákazníci přicházejí do obchodu s oblečením
```
def customer_arrivals(env, shop)
```
Hledají konkrétní zboží
```
env.timeout(search_time)
```

Koupí ho pouze pokud je dostupné

if shop.available[item]:

Generátor: spojení veškerého kódu

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))

Přerušení událostí

Některé události mohou být přerušeny z důvodu:

Nastoupení událostí s vyšší prioritou
Dobrovolného přerušení (např. nabíjení auta)
Vynuceného přerušení (např. porucha stroje)

Metoda

simpy_process_1.interrupt()

Příklad

Stroj se pravidelně porouchá a přerušuje výrobní linku.

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()

Čekání na procesy

Některé procesy musí čekat na dokončení jiných
Důvodem bývá omezená dostupnost zdrojů
Příklad: sdílené zdroje s capacity=5:
```
simpy.Resource(env, capacity=5)
```
Proces tedy musí čekat, pokud jsou všechny zdroje obsazeny

Příklad: Zásoby pohonných hmot na čerpací stanici je třeba pravidelně doplňovat

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)

Zřetězení událostí pomocí bitových operátorů

Bitové operátory

Provádějí bitové výpočty na celých číslech
Očekávají dva operandy
- Příklad: a & b, a >> b, a ^ b

V SimPy

Generuje podmínkovou událost
Mezi 2 událostmi

Relevantní bitové operátory pro SimPy

Čeká na oba procesy: __and__() nebo &
Čeká na jeden z procesů: __or__() nebo |

Zřetězení událostí pomocí bitových operátorů

Příklad: Návštěvník kina čeká ve frontě na lístek, dokud nepřijde řada nebo film nevyprodá

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

Pojďme si procvičit!

Diskrétní simulace událostí v Pythonu