Пакет SimPy: керування плануванням подій

Дискретно-подієве моделювання в Python

Dr Diogo Costa

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

Керування настанням подій

На перебіг подій у реальних задачах впливають різні ситуації.
Найтиповіші випадки:
- умовні події
- переривання подій
- очікування процесів

Ці ситуації можна змоделювати в дискретно-подійному SimPy.

Умовні події

Деякі події залежать від настання інших подій
Вони запускаються лише за виконання умови

Приклад

Клієнти приходять у крамницю одягу
```
def customer_arrivals(env, shop)
```
Шукають конкретний товар
```
env.timeout(search_time)
```

Купують лише якщо є в наявності

if shop.available[item]:

Генератор: об'єднуємо весь код

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))

Переривання подій

Деякі події можуть перериватись через:

події вищого пріоритету
добровільне переривання (наприклад, заряджання авто)
вимушене переривання (наприклад, поломка машини)

Метод

simpy_process_1.interrupt()

Приклад

Машина періодично ламається й перериває конвеєр.

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()

Очікування процесів

Деяким процесам доводиться чекати завершення інших
Часто це через обмежені ресурси
Приклад: спільні ресурси з capacity=5:
```
simpy.Resource(env, capacity=5)
```
Отже, процес може чекати, якщо всі ресурси зайняті

Приклад: Запаси пального на АЗС потрібно регулярно поповнювати

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)

Об'єднання подій побітовими операторами

Побітові оператори

Виконують побітові обчислення над цілими числами
Очікують два операнди
- Приклад: a & b, a >> b, a ^ b

У SimPy

Формують умовну подію
Між 2 подіями

Доречні побітові оператори в SimPy

Чекати на обидва процеси: __and__() або &
Чекати на будь-який процес: __or__() або |

Об'єднання подій побітовими операторами

Приклад: Глядач чекає в черзі до каси, доки не настане його/її черга або фільм не розпродадуть

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

Давайте потренуємось!

Дискретно-подієве моделювання в Python