Pachetul SimPy: Gestionarea programării evenimentelor

Simulare de evenimente discrete în Python

Dr Diogo Costa

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

Gestionarea apariției evenimentelor

Apariția evenimentelor din lumea reală poate fi influențată de mai multe situații.
Cele mai frecvente situații implică:
- evenimente condiționate
- întreruperea evenimentelor
- așteptarea proceselor

Aceste situații pot fi modelate cu SimPy ca model cu evenimente discrete.

Evenimente condiționate

Anumite evenimente depind de producerea altor evenimente
Sunt declanșate doar dacă o condiție este îndeplinită

Exemplu

Clienții ajung la un magazin de haine
```
def customer_arrivals(env, shop)
```
Caută un anumit articol
```
env.timeout(search_time)
```

Îl cumpără doar dacă este disponibil

if shop.available[item]:

Generator: codul complet

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))

Întreruperea evenimentelor

Anumite evenimente pot fi întrerupte din cauza:

Evenimentelor cu prioritate mai mare
Întreruperii voluntare (ex.: încărcarea mașinii)
Întreruperii forțate (ex.: defectarea utilajului)

Metodă

simpy_process_1.interrupt()

Exemplu

Utilajul se defectează periodic, întrerupând linia de producție.

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()

Așteptarea proceselor

Unele procese trebuie să aștepte finalizarea altora
Aceasta se întâmplă adesea deoarece resursele sunt limitate
Exemplu: resurse partajate cu capacity=5:
```
simpy.Resource(env, capacity=5)
```
Astfel, un proces poate trebui să aștepte dacă toate resursele sunt ocupate

Exemplu: Rezervele de combustibil ale unei stații de benzină trebuie reîncărcate periodic

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)

Concatenarea evenimentelor cu operatori pe biți

Operatori pe biți

Efectuează calcule pe biți asupra întregilor
Necesită doi operanzi
- Exemplu: a & b, a >> b, a ^ b

În SimPy

Generează un eveniment condiționat
Între 2 evenimente

Operatori pe biți relevanți pentru SimPy

Așteaptă ambele procese: __and__() sau &
Așteaptă oricare proces: __or__() sau |

Concatenarea evenimentelor cu operatori pe biți

Exemplu: Spectatorul așteaptă la coadă până la rândul său sau până la epuizarea biletelor

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

Să exersăm!

Simulare de evenimente discrete în Python