SimPy-paketet: hantera schemaläggning av händelser

Diskret händelsesimulering i Python

Dr Diogo Costa

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

Hantera händelseförlopp

Händelser i verkliga problem kan påverkas av flera situationer.
De vanligaste situationerna är:
- villkorliga händelser
- avbrott av händelser
- väntan på processer

Dessa situationer kan modelleras i SimPy:s diskreta händelsemodell.

Villkorliga händelser

Vissa händelser beror på att andra händelser inträffar
De utlöses bara om ett villkor uppfylls

Exempel

Kunder anländer till en klädbutik
```
def customer_arrivals(env, shop)
```
Söker efter ett visst plagg
```
env.timeout(search_time)
```

Köper bara om varan finns i lager

if shop.available[item]:

Generator: all kod samlad

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))

Avbrott av händelser

Vissa händelser kan avbrytas av:

Händelser med högre prioritet
Frivilliga avbrott (t.ex. laddning av bil)
Tvingande avbrott (t.ex. maskinfel)

Metod

simpy_process_1.interrupt()

Exempel

Maskinen går sönder periodvis och avbryter produktionslinjen.

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()

Väntan på processer

Vissa processer måste vänta på att andra ska slutföras
Det beror ofta på att resurser är begränsade
Exempel: delad resurs med capacity=5:
```
simpy.Resource(env, capacity=5)
```
En process kan alltså behöva vänta om alla resurser används

Exempel: Bränsleförrådet på en bensinstation behöver fyllas på regelbundet

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)

Kombinera händelser med bitvisa operatorer

Bitvisa operatorer

Utför bitvisa beräkningar på heltal
Kräver två operander
- Exempel: a & b, a >> b, a ^ b

I SimPy

Genererar en villkorshändelse
Mellan 2 händelser

Relevanta bitvisa operatorer för SimPy

Väntar på båda processerna: __and__() eller &
Väntar på endera processen: __or__() eller |

Kombinera händelser med bitvisa operatorer

Exempel: En biobesökare väntar i biljettkön tills det är hans/hennes tur eller biljetter tar slut

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

Nu kör vi en övning!

Diskret händelsesimulering i Python