离散事件系统仿真策略

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离散事件系统仿真策略

离散事件系统仿真策略：介绍三种仿真策略，即事件调度法、活动扫描、进程交互法。 主要术语：

（１） 成分（Component ）：相应于系统中的实体，用于构造模型中的各个部分，可分为两大类： 主动成分（Active-type Component ）：可以主动产生活动的成分

如排队系统中的顾客，它的到达将产生排队活动或服务活动。 被动成分（Pasive-type Component ）：本身不能激发活动，只有在主动成分作用下才产生状态变化。 （２）描述变量：成分状态、属性的描述。

（３）成分间的相互关系：描述成分之间相互影响的规则。

在一个模型中，主动成分对被动成分可能产生作用，而主动成分之间也可能产生作用。 C ＝{ α1. α2, …, αn }成分集合, αi 是第i 个成分分量(n i ≤≤1)。

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C A ={α1. α2, …, αm } 主动成分子集, αj 是第j 个主动成分分量(1n m m j <≤≤,)。 C P ={α1. α2, …, αl } 被动成分子集, αk 是第k 个被动成分分量(1≤≤

αt 成分α的状态下一发生变化的时刻, 值域为}{),(+

∞0R

)S (D α 成分α在状态变量值为S 时的条件是否满足,

)S (D α =true ，表示满足，)S (D α =false 表示不满足。 TIME 模型仿真钟的值，值域为}{),(+

∞0R 。

事件调度法(Event Scheduling)

事件调度法基本思想：用事件的观点来分析真实系统，通过定义事件及每个事件发生引起系统状态的变化，按时间顺序确定并执行每个事件发生时有关的逻辑关系。

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所有事件均放在事件表中。模型中设有一个时间控制成分，该成分从事件表中选择具有最早发生时间的事件，并将仿真钟修改到该事件发生的时间，再调用与该事件相应的事件处理模块，该事件处理完后返回时间控制成分。这样，事件的选择与处理不断地进行，直到仿真终止的条件或程序事件产生为止。 策略的非形式描述：

成分集合},,{C n A ααα 21=：主动成分集 },,{C m A ααα 21=，被动成分集

},,{C n m m P ααα 21++=

描述变量：描述每一主动成分A C ∈α的变量，α的状态αs 值域α

S ，

αs 下一变化时刻的时间变量αt

描述每一被动成分P C ∈α的变量，α的状态αs ，值域αS

(被动成分的状态变化只有在主动成分作用下才能发生,

其发生时间由主动成分来确定, 因而不需要时间变量。) 描述所有成分的属性的变量： 参数集合P={p 1, p 2, …, p r }

成分间的相互关系

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每个主动成分A C ∈α的影响受主在α作用下其状态变化的描述, 称为事件处理流程; 各成分处理的优先级, 即同时发生时的处理顺序(解结规则)。

注意, 在事件调度法中, 一般主动成分也同时具有被动成分属性, 以便接受其它主动成分的作用。

事件调度法算法如下:

执行初始化操作, 包括: 置初始时间t=t 0, 结束时间t t e ∞= 事件表初始化, 置系统初始事件 成分状态初始化

)s ,s ),t ,s (),t ,s ((S n m m m αααααα 111+=

操作事件表, 包括 取出具有}C t min{)s (t A ∈=αα事件记录

修改事件表

推进仿真钟 TIME=t (s) While(TIME<=t ∞)则执行 Case 根据事件类型i

i =1执行第1类事件处理程序*

（*第i 类事件处理程序对成分的状态变化进行建模，而且要进行统计计算） i =2执行第2类事件处理程序 …

i =m 执行第m 类事件处理程序

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endcase

取出具有}C t min{)s (t A ∈=αα事件记录**

（**若具有}C t min{)s (t A ∈=αα事件记录有若干个，则按解结规则处理）

置仿真时间 TIME=t (s)

endwhile***

（***该算法中未包括仿真结束后对结果的分析等内容）

活动扫描法(Activity Scanning)

事件调度法中仿真钟的推进仅仅依据}C t min{)s (t A ∈=αα准则，而该事件发生的任何条件的测试必须在该事件处理程序内部去处理。如果条件满足，该事件发生，否则，则推迟或取消该事件发生。

从本质上来说，事件调度法是一种“预定事件发生时间”的策略。这样，仿真模型中必须预定系统中下一最先发生的事件。该策略对于活动持续时间确定性较强（可以是服从某种分布的随机变量）的系统是比较方便的。

当事件的发生不仅与时间有关，而且与其它条件有关，即只有满足某些条件时才会发生。在这种情况下，事件调度法策略的弱点则表现出来了，由于这类系统的活动持续时间的不确定性，因而无法预定活动的开

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始或终止时间。

活动扫描法的基本思想是：用活动的观点建模。系统由成分组成，而成分包含着活动，这些活动的发生必须满足某些条件；每一个主动成分均有一个相应的活动子例程；仿真过程中，活动的发生时间也做为条件之一，而且是较之其它条件具有更高的优先权。

设)S (D α表示成分α在系统状态S 下的条件是否满足()S (D α=true 则表示满足，)S (D α=false 则表示不满足)，αt 表示成分α的状态下一发生变化的时刻，活动扫描法每一步要对系统中所有主动成分进行扫描，当：

(i) αt ≤仿真钟当前值TIME ，且(ii) )S (D α=true 时, 执行该成分α的活动子例程。 所有主动成分扫描一遍后，则又按同样顺序继续进行扫描，直到仿真结束。

显然，活动扫描法由于包括了对事件发生时间的扫描，因而它也具有事件调度法的功能。 实现措施：