DES-Simulator in JAVA, objektorientiert

Präsentation zum Thema: "DES-Simulator in JAVA, objektorientiert"—  Präsentation transkript:

1 DES-Simulator in JAVA, objektorientiert
class Element { // Elemente der Listen public Element Naechstes, Ende; public double Zeit; public Ereignis E; // später in Unterklasse? }; public class Ereignis { // Oberklasse für Ereignisse public String Name; public void Ereignisroutine(){} }

2 Schlange: < Allgemein: Org-Element ---> Kopf ---> Element ---> > Schwanzspitze > <----- Länge 0: Org-Element <- - - < Länge 1: Org-Element ---> Kopf (= Schwanzspitze) > < Länge 2: Org-Element ---> Kopf ---> Schwanzspitze > ----->: Verweis mit Naechstes; >: Verweis mit Ende verlaengere hängt ein neues Element an die Schwanzspitze der Schlange, auf das dann Ende zeigt. Das Org-Element hat den Typ Element

3 public class Liste{ // Klasse für die Ereignisliste und Schlangen der Modelle
private Element Org_Element; public Liste() // Konstruktor, baut bei der Inkarnation // eine leere Liste zusammen public void verlaengere(double t, Ereignis E) // die Liste am Ende um ein Element // mit dem Zeiteintrag t und Ereignisroutine public boolean leer() // Liste leer? public double Zeit_am_Kopf () public Ereignis Ereignis_am_Kopf() public void entferne_Kopf() public void leeren() // Liste leeren

4 public void plane_Ereignis(double wann, Ereignis E)
// ordnet neues Element gemäß seines Zeit-Attributes // in die Liste ein, bei gleicher Zeit hinter das // hinter das vorhandene Ereignis. // Das andere Attribut ist die Ereignisroutine

5 public class Zufalls_Zahlen {
static private long faktor=16807; static private long modul=1024*1024*2048-1; static private double v = 1 / (double)modul; private long y; public int[] saat = {1, , , , , , , ..... , , , , , , // Saat für Ströme 1 bis 128, je 2^24 Zufallszahlen auseinander, // der letzte Strom aber nur 2^24-1 Zahlen public Zufalls_Zahlen(int stromnummer) // Setze den Generator auf // den Beginn des Stromes

6 public Zufalls_Zahlen() // Konstruktor, 1. Strom
// Zufallszahlen unterschiedlicher Verteilungen: public double gleichverteilt_0_1() public double exponentiell_mit_Parameter(double par) public double gleichverteilt(double a, double b) }

7 public class statistischer_Zaehler { // Oberklasse der statistischen Zaehler
public void initialisiere(double Anfangsordinate, double Anfang){ // Integrierender Zaehler public String Name; public static int summierend=0, integrierend=1, ordnend=2, VI=3; Haeufigkeiten=4; public int Art; // summierend, integrierend, ordnend, // fuer Vertrauensintervalle (VI), // fuer Haeufigkeitsverteilungen

8 public void akkumuliere(double Veraenderung)
// Neue Ordinate, integrierender Zaehler public void addiere(double Summand) // Weiterer Wert, summierender Zaehler public double Wert(){return 0;} // Integral public double Mittelwert() {return 0;} public double Summe() {return 0;} public double Anzahl() {return 0;} } public class summierender_Zaehler extends statistischer_Zaehler public class integrierender_Zaehler

9 public class Simulation { // Grundalgorithmus, Uhr
public Liste E_Liste = new Liste(); public double Uhr; Modell M; public Simulation(Modell M0) // Konstruktor, Initialisierung { Uhr = 0; M = M0; } public void initialisiere() { E_Liste.leeren(); }

10 public void simuliere(double Anfangszeit, double Endzeit)
{ Ereignis E; Uhr = Anfangszeit; if (!E_Liste.leer() ) if (M.Spur >0) M.Spurdaten(null); while (!E_Liste.leer() && Uhr <= Endzeit) { Uhr = E_Liste.Zeit_am_Kopf(); if (Uhr <= Endzeit) { E = E_Liste.Ereignis_am_Kopf(); E.Ereignisroutine(); E_Liste.entferne_Kopf(); if (M.Spur >0) M.Spurdaten(E); }

11 public class Modell { // Oberklasse der Modelle
public Modell(){} public String Modellbeschreibung, Bericht; public int Spur; public void simuliere(double t){} public void Spurdaten(Ereignis E){} }

12 public class WSS_Modell extends Modell {
// Konstanten: // Zustaende des Bedieners: public final static int frei = 0, belegt = 1; // Arten des Bedienungsbeginns: public final static int sofort = 1, spaeter = 0; // Ereignisobjekte mit Ereignisroutinen: Ereignis Ankunft, Bedienungsbeginn, Bedienungsende, Simulationsende; // Zustand: public int N; // Anzahl der Kunden im Warteschlangensystem (WSS) public int Q; // Anzahl der wartenden Kunden public int B; // Bediener frei oder belegt public Liste Warteschlange = new Liste();

13 // Attribute des Modells:
public double lambda, a, b; // Statistische Zaehler: public statistischer_Zaehler // integrierend: Kundenzahl, Wartende, Bedienerbelegung, // summierend: Wartezeiten, Bedienungsstart; // Experimentplanung: public double Endzeitpunkt; public int Zufallszahlen_Strom; public Zufalls_Zahlen ZZahl; public Simulation S;

14 // Ereignisroutinen: class Ankunftsereignis extends Ereignis { // Lokale Klasse Ankunftsereignis(){ this.Name = "Ankunft"; } public void Ereignisroutine(){ // Neuer Zustand: N++; Q++; Warteschlange.verlaengere(S.Uhr,null); // plane Ereignisse: if (B == frei) // Bedeiner frei { S.E_Liste.plane_Ereignis(S.Uhr, Bedienungsbeginn); // sofort } // Naechste Ankunft: S.E_Liste.plane_Ereignis(S.Uhr + ZZahl.exponentiell_mit_Parameter(lambda), Ankunft);

15 // Statistik: Kundenzahl.akkumuliere(+1); Wartende.akkumuliere(+1); if (B == frei) { // Bediener frei Bedienungsstart.addiere(sofort); } else { Bedienungsstart.addiere(spaeter); } class Bedienungsbeginnereignis extends Ereignis class Bedienungsendeereignis extends Ereignis class Simulationsendeereignis extends Ereignis{ Simulationsendeereignis(){ this.Name = "Simulationsende";

16  public void Ereignisroutine(){ // Simulationsende (Fortsetzung möglich)
// Bis zur aktuellen Uhrzeit akkumulieren: Kundenzahl.akkumuliere(0); Wartende.akkumuliere(0); Bedienerbelegung.akkumuliere(0); Bericht = "\n\n\n"+ "******************************************************" + "\n" + "* Bericht *" + "\n" + "Mittlere Kundenzahl im System= " + Kundenzahl.Mittelwert() + "\n" + "Mittlere Kundenzahl in der Warteschlange= " + Wartende.Mittelwert() + "\n" + "Mittlere Kundenzahl im Bediener= " + Bedienerbelegung.Mittelwert() + "\n" + "Mittlere Wartezeit= " + Wartezeiten.Mittelwert() + "\n" + " Anzahl der Kunden, die die Warteschlange \n" + " wieder verlassen haben= " + Wartezeiten.Anzahl() + "\n" + "Mittlerer Anteil der Kunden, die nicht auf Bedienung \n" + " warten mussten= " + Bedienungsstart.Mittelwert() + "\n" + " Anzahl der Kunden, deren Bedienung begann= " + Bedienungsstart.Anzahl() + "\n" + "Zufallszahlenstrom " + Zufallszahlen_Strom + "\n\n\n"; }

17 // Konstruktor, initialisiert ein Modell:
public WSS_Modell(int N0, int Q0, int B0, double lambda_aktuell, double a_aktuell, double b_aktuell, int Stromnummer, int Spur0) { B = B0; N = N0; Q = Q0; lambda = lambda_aktuell ; // Ankunftsrate a = a_aktuell; b = b_aktuell; // Bedienzeiten gleichverteilt zwischen a und b ZZahl = new Zufalls_Zahlen(Stromnummer); Zufallszahlen_Strom = Stromnummer; Spur = Spur0; S = new Simulation(this);

18 Ankunft = new Ankunftsereignis();
Bedienungsbeginn = new Bedienungsbeginnereignis(); Bedienungsende = new Bedienungsendeereignis(); Simulationsende = new Simulationsendeereignis(); Kundenzahl = new integrierender_Zaehler("Kundenzahl",S); Wartende = new integrierender_Zaehler("Wartende",S); Bedienerbelegung = new integrierender_Zaehler("Bedienerbelegung",S); Wartezeiten = new summierender_Zaehler("Wartezeiten"); Bedienungsstart= new summierender_Zaehler("Bedienungsstart");

19 Modellbeschreibung = "******************************************************" + "\n" + "* Warteschlangenmodell *" + "\n" + "Poissonscher Ankunftsprozess mit Rate lambda= " + + lambda + "\n" + "Bedienzeiten gleichverteilt zwischen a= " + + a + " und b=" + b + "\n" + "Anfangszustand: " + "\n" + " Anzahl Kunden im System, N= " + N + "\n" + " Anzahl Kunden in der Warteschlange, Q= " + Q + "\n" + " Anzahl Kunden in Bedienung, B = " + B + "\n" + "\n\n"; }

20 public void simuliere(double t)
{ S.initialisiere(); // plane erste Ankunft: S.E_Liste.plane_Ereignis( ZZahl.exponentiell_mit_Parameter(lambda), Ankunft); // plane Simulationsende: Endzeitpunkt = t; S.E_Liste.plane_Ereignis(Endzeitpunkt, Simulationsende); // Statistische Zähler: Automatisch auf 0,0 gesetzt S.simuliere(0,t); } public void Spurdaten(Ereignis E) } // Ende der Klasse WSS-Modell

21 Hauptprogramm: Modell M = new WSS_Modell(0, // Anzahl Kunden 0, // Anzahl in WS WSS_Modell.frei, 0.2, // Ankunftsrate 2.0, // minimale Bedienzeit 3.0, // maximale " 1, // Zufallszahlenstrom Spur); System.out.println(M.Modellbeschreibung); M.simuliere(t); System.out.println(M.Bericht);