系统仿真-第-5-章-加工系统

工业工程与管理系IndustrialEngineering&Management第五章加工系统§5-1链式存储分配§5-2加工系统模型§5-3仿真程序设计§5-4仿真的输出和讨论工业工程与管理系IndustrialEngineering&Management引言•排队系统仿真方法的回顾•库存系统仿真方法的回顾•计算机软件系统技术发展的启示排队系统仿真是借助于一张汇总了各个动态实体在系统中活动的统计表进行的。实体的属性较为单一。顾客到达时间间隔服务时间到达时刻服务开始时刻服务结束时刻等待时间逗留时间服务员空闲时间1—40040402818890143641414180454131518213605822323250226342626300417853434390548744141450429254345502701033465053470∑463594418优点：直观、清晰；缺点：占用的储存空间大，难以适用复杂系统的需要库存系统仿真采用了过程仿真的方法，仿真是随给定的方针逻辑图进行的，各个随机数的产生采用了过程中产生的方法。适用于实体的数量少、属性简单的系统。优点：运行过程的全面跟踪，运行系统所占的储存空间少；缺点：计算复杂，特别是对较大型系统的仿真，该方法几乎无法进行。计算机储存器的变迁：1）早期的计算机储存系统的储存设计：顺序储存分配。2）目前计算机储存系统的储存设计：链式储存分配。第5章加工系统工业工程与管理系IndustrialEngineering&Management顺序储存分配方法顺序储存储存器......文件开始文件结束文件体储存器文件1...文件2...文件3......特点：储存文件呈串联状，一个连着一个优点：储存空间的利用率高缺点：文件修改困难，储存器的移动频繁，效率较低第5章加工系统工业工程与管理系IndustrialEngineering&Management链式储存分配方法文件块12...文件块32...储存器文件块11...文件块13...文件块21...地址表特征：各个文件块独立存在于储存器中，文件的识别储存于地址的链表中。文件的增加，就增加增加模块的地址；文件的修改，在同一模块中，链表不发生变化；模块之外，则修改链表中的地址；文件删除，则腾出删除模块，其他文件可以存入。优点：储存器的操作量少、灵活，数据存储无物理地址的规定或要求缺点：链表的管理的技术要求较高，计算分配复杂记录每一个文件的起始地址、终止地址，上一模块的终止地址、下一模块的起始地址第5章加工系统工业工程与管理系IndustrialEngineering&Management链式储存的定义记录的地址号前导记录的地址号（该记录前一个记录的储存号）。如果当前记录为首条记录，则前导记录号为“0”后续记录的地址号（该记录后一个记录的储存号）。如果当前记录为末条记录，则后续记录号为“0”记录主体定义名称。记录的唯一标识。记录的各个属性记录的各个属性记录的各个属性记录的各个属性记录的各个属性链式储存是利用一个记录表将各个动态实体存放在一个数组中，数组的每一行对应于一个动态实体，用一个在数据表中的唯一标识进行定义，数组的其它列对应于实体的属性。实体记录仿真运行过程中，运用类似计算机中的指针在实体表中根据链接的关系进行记录的逐条搜索和运行。1）首先寻找前导为零的记录，作为搜索的开始点；2）然后根据记录表的前导与后续关系进行逐条的仿真；3）直到后续记录为零，仿真结束。5.1链式存储分配工业工程与管理系IndustrialEngineering&Management链式储存的种类•双向链式储存•单向链式储存在链式储存表中，如果存在记录前导记录与后续记录不同时为零时，这样的链式储存表称为“双向链式储存表”。双向链式储存表是一个完整的表格，它是通过表上的指针移动实现记录的仿真跟踪。其优点是仿真过的动态实体可以再次用来参与仿真。在链式储存表中，如果记录前导记录与后续记录只用其中一个记录（一般运用前导记录）进行仿真时，这样的链式储存表称为“单向链式储存表”。单向链式储存表的运行方式是通过记录在表上的移动，将仿真完成的记录移出仿真表，这样仿真所对应的记录始终是表上的首条记录，因此，没有必要运用指针进行操作。最终，仿真结束时，仿真表成为一个空表。5.1链式存储分配工业工程与管理系IndustrialEngineering&Management例题排队系统：对等待服务的顾客进行链式仿真的建模。假设仿真表中每一个记录只有“到达时间”这一属性。仿真总时间为25秒。设任何时候系统队列中的顾客数不会超过5位，在仿真时间中队列中有三名顾客到达，到达的时间分别为10，15和25秒。记录地址号前导地址后续地址记录名称到达时间130张三25203赵一10321曹二1545个排队容量5个目前排队顾客数35.1链式存储分配工业工程与管理系IndustrialEngineering&Management记录地址号前导地址后续地址记录名称到达时间130张三25203赵一10321曹二1545例题(续)102515表0头行2310尾头行450可用空间表这是双向链式存储分配方法。仿真的进行是依靠指针进行的。仿真过程中，仿真表中的数据将保留在系统中。5.1链式存储分配工业工程与管理系IndustrialEngineering&Management例题(续)相应的记录将按照FIFO方式加到表里。由于可用空间表的头指针为4，到达顾客的记录被放在数组第4行，同时把可用空间表的头指针置到5，即第4行的后续链的值。因为新的记录将被加到表尾，所以行1中记录的后续链置4，行4中新记录的前导链置1，新记录的后续链置零，同时表的尾指针置4。假定仿真的下一事件是一次顾客到达事件，发生在时间=40秒。102515表0头行2310尾头行450可用空间表5.1链式存储分配工业工程与管理系IndustrialEngineering&Management例题(续)102515表0头行2310尾头行50可用空间表404记录地址号前导地址后续地址记录名称到达时间134张三25203赵一10321曹二15410李四405对顾客的服务完成后的记录，顾客就将离开系统，此时上表中的对应记录就被置“空”。该记录可以用作新的顾客到达。如：在50秒时，第一个顾客的服务完成。可得到下表：5.1链式存储分配工业工程与管理系IndustrialEngineering&Management例题(续)记录地址号前导地址后续地址记录名称到达时间134张三25203赵一10321曹二15410李四40501200.25表0头行3120尾头行40可用空间表3422015.1链式存储分配工业工程与管理系IndustrialEngineering&Management记录地址号前导地址后续地址记录名称到达时间10张三25203赵一1031曹二1545例题(续)102515表0头行2310尾头行450可用空间表在单向链式存储分配方法中，仿真的进行是依靠数据记录的移动进行的。仿真过程中，仿真表中的数据逐步减少，直到仿真数据表为“空”。记录地址号前导地址后续地址记录名称到达时间103赵一1020张三2532曹二1545记录地址号前导地址后续地址记录名称到达时间12曹二1520张三25345记录地址号前导地址后续地址记录名称到达时间10张三252345记录地址号前导地址后续地址记录名称到达时间123455.1链式存储分配工业工程与管理系IndustrialEngineering&Management例题再重温一下第四章库存系统，例题有4个事件引起系统的状态改变：事件编号事件名称事件描述状态1货到所订货物从供应商到达公司库存上升2销售顾客对产品的需求库存下降3结束在仿真了n个月后仿真结束库存不变4订货月初清库（以及有可能的订货）库存不变我们可用链式存储分配来进行仿真。我们构筑下表：事件编号事件名称1货到2销售3结束4订货借助这一表进行仿真5.1链式存储分配工业工程与管理系IndustrialEngineering&Management库存例题在时间=0时：事件类型发生订货事件4没有已订货但未到货的事件在时间0时：有销售事件发生2有到货事件发生1有订货事件发生4在时间=120月底时：仿真结束3事件类型事件属性1到货2销售3结束4订货仿真开始事件4仿真结束事件3仿真过程事件4事件2事件15.1链式存储分配工业工程与管理系IndustrialEngineering&Management库存例题•假设初始状态(假设系统中有的记录的最大个数为4)仿真记录记录号前导记录后续记录事件类型事件发生时间1024021320.2532031204订货到达时间=0.6，则插入一条记录：410.6该记录的发生时间=0.6，介于记录2与记录三之间。则它的前导是记录2，它的后续是记录3，该条新添记录位于第四记录。仿真记录记录号前导记录后续记录事件类型事件发生时间1024021420.25340312042310.65.1链式存储分配工业工程与管理系IndustrialEngineering&Management库存例题随着仿真的进行，仿真完成的记录将被删除，“腾出”空间让后续的记录“入住”。当1记录仿真完成后，“腾出”空间：仿真记录记录号前导记录后续记录事件类型事件发生时间1024021420.25340312042310.6仿真记录记录号前导记录后续记录事件类型事件发生时间120420.25340312042310.6假设随后到达的事件记录是：到达一个月的月初，进行盘点，视库存情况，进行订货。即：事件4（发生在时间=1）仿真记录记录号前导记录后续记录事件类型事件发生时间14120420.25340312042310.6430410215.1链式存储分配工业工程与管理系IndustrialEngineering&Management链式储存分配•该方式充分运用了系统中同时存在记录数量的个数，从而达到大幅度减少储存空间的目的；•通过链式储存分配，减少了存储数据的多余操作次数，增加了计算运行速度。5.1链式存储分配工业工程与管理系IndustrialEngineering&Management5.2加工系统模型•什么是加工系统？•加工系统的基本特点有哪些？•加工系统是一个复杂的离散系统，通常是运用试运行、跑合的方法进行调整的•离散系统仿真方法给系统的发展带来了生机工业工程与管理系IndustrialEngineering&Management加工系统加工系统是以生产、制造某一种或一类产品而集合在一起的机器、设备、装置、物料等生产资料的集合。如：机械加工系统各种加工设备各种刀具、夹具生产工艺生产计划生产质量管理生产材料生产人员......影响加工系统的因素：1)系统中各个元素的生产能力（生产数量、生产时间）2)系统中各个元素的数量3)生产技术的状况4)系统的调度管理策略5.2加工系统模型工业工程与管理系IndustrialEngineering&Management加工系统的基本特点加工系统总体的经济性加工产品的多样性生产工艺的类同性加工元素之间的同步性生产工步的交叉性产品生产成本由加工系统决定，为了获得最大的利润加工过程的经济性是至关重要的。产品的生产过程中需要投入很多设备，设备的利用率提高，设备的能力充分发挥，是系统经济性的具体体现，因此，一旦一个加工系统诞生，人们追求的是：最多、最快地生产出产品，同样的设备需要生产出尽可能多的同类产品或相似工艺产品。在同一个生产系统中生产的产品多少具有工艺的相似性或同类性。生产的正常进行离不开同步作业，否则，加工系统的生产现场无序、产品积压等混乱现象足以使加工系统走向困惑。不同产品的生产工艺是有差异的。同一场地的生产，加工工艺的交叉是必然的。5.2加工系统模型工业工程与管理系IndustrialEngineering&Management加工系统是一个复杂的离散系统加工系统是一个复杂的离散系统从上面对加工系