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第五章 离散事件系统仿真PPT课件


下次事件时间推进机制原理图
状态
在某一确定时刻,系统的状态是系统中所有实体 的属性的集合
离散事件系统的基本要素
实体
永久实体:永久驻留在系统中,是系统处于活 动的必要条件
临时实体:仅在系统中存在一段时间,按一定 规律到达
例:单机器加工系统中,工件是临时实体,机 器是永久实体
两者的关系:临时实体按一定规律出现在仿真 系统中,引起永久实体状态变化,又在永久实体 作用下离开系统,如此整个系统呈现出动态变化 的过程
该推进机制中,仿真时钟的增量不定,取决于 被仿真系统。
固定步长时间推进机制的特点
每次步长推进,都要进行事件检查,占用计算 和判断的时间,影响仿真效率。步长∆t越小, 问题越严重。
该机制将发生在同一步长内的事件都视为发生 在该步长的末 尾,即认为它们是同步的。由此 产生误差,影响仿真精度。步长∆t越大,误差 越严重。
进程
相当于系统的子系统,包含若干个事件及活动间的逻辑关 系和时序关系
例:一个工件到达系统→排队→机器为之加工→加工完毕 后离去的过程,可视为一个进程。
事件、活动和进程三者之间的关系如图
事件、活动和进程三者之间的关 系
仿真时钟
离散事件动态系统的状态本来就只在离散时间点上发生变 化,因而不需要进行离散化处理。
始发点:动物园 终点站:枚乘东路 初始事件:从动物园出发 状态:车上乘客数量(随机变量) 活动:两站之间的行驶过程和时间(注意在行
驶过程中状态是不会发生变化的) 事件:到站和离站
离散事件系统仿真的部件 与结构
离散事件仿真模型都有许多通用的部件,并用 一种逻辑结构将这些部件组织起来以便于编码 、调试。
定时子程序:该程序根据时间表来确定下一事件,并将仿 真时钟推进到下一事件的发生时间。
初始化子程序:在仿真开始时对系统进行初始化工作。
事件子程序:一个事件子程序对应于一种类型的事件,它 在相应的事件发生时,就转入该事件的处理子程序,并更 新系统状态。
仿真报告子程序:在仿真结束后,用来计算和打印仿真结 果。
典型的离散系统
订票系统、库存系统、加工制造系 统、交通系统、计算机系统、网络 系统等
单服务台 排队系统
系统工作时间长度固定 顾客到达时间随机 服务员服务时间随机 工作情况,以决定是否增加服
务台要求通过仿真估计系统
属性
属性的集合来描述实体的状态
用来反映实体的某些性质
例:单机器加工过程中,工件是一个实体,材质 、形状、颜色、到达时间、加工时间、离开时间 就是属性
第五章 离散事件系统仿真
组员:王茂馨、汤丹、施天娇 、马慧蓉、刘珠珠、刘素瑞、 刘璠、钱漾、蔡跃宇、金臻、
景象
知识点
基本概念
离散事件的基本要素 离散事件系统仿真模型的部件和结构 离散事件系统特点
仿真时钟的推进机制 离散事件系统仿真策略
基本概念
离散事件系统 系统的状态仅在离散的时间点上方式变化的系 统,而且这些离散时间点一般是不确定。 面向事件:反映系统各部分相互作用的一些事 件,模型为反映事件状态的数集,仿真结果是产 生处理这些事件的时间历程 连续系统:时间常为均匀间隔计时;系统动力 学模型由表征系统变量间关系的方程描写,结果 常为变量随时间的变化历程
主程序:调用定时子程序,控制整个系统的仿真过程,并 确定一下事件,产地控制给各事件子程序以更新系统状态 。
离散事件系统的特点
模型的多数变量在一定时间内保持常数,且仅 在某些时刻才发生改变,这些变量称之为逐段 常数变量。
模型的一些变量随着仿真时钟的推进,逐步线 性递减直到为零,这些变量叫做递减时标变量 。
活动
导致系统状态变化的一个过程为活动
活动表示两个可区分事件之间的过程,标志着系 统状态的转移
例:工件开始加工到该工件加工完毕后离开生产 线可视为一个活动,在此过程中机器处于忙状态
事件
引起系统状态发生变化的行为
离散事件系统本质是由事件驱动的
例:工件的到达,系统状态中机器的状态 可能由闲变为忙,或是队列状态发生变化 。工件加工完毕离开系统,此事件可能使 机器的状态由忙变闲,同时生产线上现有 工件数减一。
模型状态发生变化的时刻,也就是某个递减时 标变量仿真进程中将仿真时间从一 个时刻推进到另一个时刻的方法, 以便 模拟动态系统的运行过程。
离散事件系统仿真的时间推进机制
✓ 固定步长时间推进制(fixed-increment time advance mechanism)
离散事件系统一般不以时间推动,但事件间有时序关系, 仿真中仍必须有控制时间的部件
由于引起状态变化的事件发生时间的随机性,仿真钟的推 进步长则完全是随机的
两个相邻发生的事件之间系统状态不会发生任何变化,因 而仿真钟可以跨过这些不活动周期
仿真钟推进呈现跳跃性,推进速度具有随机性
离散系统仿真事例 ——淮安22路公交汽车
部件
系统状态:它由一组系统状态变量构成,用它来描述系统 在不同时刻的状态。
仿真时钟:用来提供仿真时间的当前时刻的变量,它描述 了系统内部的变化。
时间表:在仿真过程中按时间顺序所发生的事件类型和时 间对应的一张表。
统计计数器:由于控制与储存关于仿真过程中的结果的统 计信息,在计算机仿真中经常设计一些工作单位来进行统 计中的计数用,这些工作单元就叫做统计计数器。
该推进方式要求每次推进都要扫描所有 正在执行的活动,以 检查此时间区间内 是否有事件发生。
固定步长时间推进机制原理图
T:仿真时钟 ∆t :步长
仿真时钟推进机制
下次事件时间推进机制
仿真时钟按照下一个事件预计将要发 生 的时刻,以不等的时间间隔向前推进。 即仿真时钟每次都跳 跃性地推进到下一 事件发生的时刻上去。
✓ 下次事件时间推进机制(next event advance mechanism)
✓ 混合时间推进机制(mixed time advance mechanism)
固定步长时间推进机制
在仿真过程中仿真时钟每次递增一个固 定的步长。该步长在仿真开始之前,根 据模型特点确定,在仿真过程中保持不 变。
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