排队论经典程序MM1代码

修理店仿真报告

一．问题：

①修理店空闲的概率；

②店内有三个顾客的概率；

③店内至少有一个顾客的概率；

④在店内顾客的平均数；

⑤顾客在店内的平均逗留时间；

⑥顾客必须在店内消耗15分钟以上的概率。

二．求解问题的方法：

①修理店空闲的概率:

(sim_time-area_server_status) / sim_time);

②店内有三个顾客的概率:

area_3_in_q/sim_time);

③店内至少有一个顾客的概率:

abv_1/sim_time);

④在店内顾客的平均数:

area_num_in_h/sim_time);

⑤顾客在店内的平均逗留时间:

(total_of_delays+total_of_server)/

num_custs_delayed );

⑥顾客必须在店内消耗15分钟以上概率:

abv_15/num_custs_delayed);

三。求解过程中计算统计量的方法：

①area_server_status += server_status * time_since_last_event;

②//店内有三个顾客的概率

if(server_status == BUSY)

//服务台忙,则有队列中有两个顾客

if(num_in_q == 2)

area_3_in_q += time_since_last_event;

③//店内至少有一个顾客的概率

if(server_status == BUSY) //服务台忙,则店内至少有一个顾客

abv_1 += time_since_last_event;

④//在店内顾客的平均数

if(server_status == BUSY) //服务台忙,总的顾客数为排队顾客数加一

area_num_in_h += (num_in_q+1) * time_since_last_event;

⑤total_of_server += time_next_event[2]-sim_time;//总的服务时间加一个服务时间为新的服务总时间

delay = sim_time - time_arrival[1];//排队时间=当前时间-这个人来的时间

total_of_delays += delay;

⑥//离开时总的消耗时间大于15,必须在店内消耗15分钟以上的顾客数加一

if((delay+time_next_event[2]-sim_time)>15)

abv_15++;

//到达时总的服务时间大于15,必须在店内消耗15分钟以上的顾客数加一

if((time_next_event[2]-sim_time)>15)

abv_15++;

程序代码：

/* External definitions for single-server queueing system. */

#include

#include

/*#include "lcgrand.h" Header file for random-number generator. */

#define Q_LIMIT 100 /* Limit on queue length.队伍最长100人*/

#define BUSY 1 /* Mnemonics for server's being busy 忙碌状态*/

#define IDLE 0 /* and idle.空闲状态 */

int next_event_type, //下一个事件类型

num_custs_delayed, //已模拟的顾客数

num_delays_required, //模拟的顾客数

num_events,//事件数

num_in_q, //队列中的顾客数

server_status;//服务状态

float area_num_in_q,//有顾客的时间

area_server_status,//总的服务时间

mean_interarrival,//平均顾客到达时间间隔

mean_service,//平均服务时间

sim_time, //模拟时间

time_arrival[Q_LIMIT + 1], //到来的时间

time_last_event, //上一个事件的时间

time_next_event[3],//下一个事件的时间

total_of_delays; //总的排队时间

/////////////////////////////////////////////////////////// /////////////////////////

//添加的变量

float abv_15, //15分钟以上的顾客数量 total_of_server, //所有顾客的总的服务时间

area_3_in_q, //有3个顾客的时间

abv_1, //至少有一个顾客的时间

area_num_in_h; //顾客总数

///////////////////////////////////////////////////////////

/////////////////////////

FILE *infile, *outfile;

/* The following 3 declarations are for use of the random-number generator

lcgrand and the associated functions lcgrandst and lcgrandgt for seed

management. This file (named lcgrand.h) should be included in any program

using these functions by executing

#include "lcgrand.h"

before referencing the functions. */

float lcgrand(int stream);

void lcgrandst(long zset, int stream);

long lcgrandgt(int stream);

void initialize(void);

void timing(void);

void arrive(void);

void depart(void);

void report(void);

void update_time_avg_stats(void);

float expon(float mean);

main() /* Main function. */

{

/* Open input and output files. */

infile = fopen("mm1.in", "r");

outfile = fopen("mm1.out", "w");

/* Specify the number of events for the timing function. */

num_events = 2;//两种事件

/* Read input parameters. */

fscanf(infile, "%f %f %d", &mean_interarrival, &mean_service,

&num_delays_required);

/* Write report heading and input parameters. 输出*/

fprintf(outfile, "Single-server queueing system\n\n"); fprintf(outfile, "Mean interarrival time%11.3f minutes\n\n",

mean_interarrival);

fprintf(outfile, "Mean service time%16.3f minutes\n\n", mean_service);

fprintf(outfile, "Number of customers%14d\n\n", num_delays_required);

/* Initialize the simulation.初始化仿真 */

initialize();//初始化

/* Run the simulation while more delays are still needed.没服务完，仿真继续 */

while (num_custs_delayed < num_delays_required) {//当已服务顾客数小于1000时

/* Determine the next event. 确定下一事件*/

timing();

/* Update time-average statistical accumulators.时间记录更新 */

update_time_avg_stats();

/* Invoke the appropriate event function. 根据事件的不同，调用不同的函数*/

switch (next_event_type) {

case 1:

arrive();//到达

break;

case 2:

depart();//离开

break;

}

}

/* Invoke the report generator and end the simulation. */ report();

fclose(infile);

fclose(outfile);

return 0;

}

void initialize(void) /* Initialization function. */

{

/* Initialize the simulation clock. 仿真时间置为0*/

sim_time = 0.0;

/* Initialize the state variables.最开始状态初始化 */

server_status = IDLE;//服务空闲

num_in_q = 0; //队伍里无人排队

time_last_event = 0.0; //上一个事件的时间，最开始肯定是

0开始

/* Initialize the statistical counters. */

num_custs_delayed = 0; //已经服务的人数

total_of_delays = 0.0;//总的排队时间

area_num_in_q = 0.0;//有顾客的时间

area_server_status = 0.0;//总的服务时间

/////////////////////////////////////////////////////////// //////////////////////

//添加的变量的初始化

area_3_in_q = 0.0;//有3个顾客的时间

abv_1 = 0.0;//有顾客的时间

area_num_in_h = 0.0;//顾客的总数

total_of_server = 0.0;//所有顾客的所有的服务的时间

abv_15 = 0.0;//消耗15分钟以上的顾客数

/////////////////////////////////////////////////////////// //////////////////////

/* Initialize event list. 初始化事件列表Since no customers are present, the departure

(service completion) event is eliminated from

consideration. 无顾客存在和离开*/

time_next_event[1] = sim_time +

expon(mean_interarrival);//下一事件是来的时间

time_next_event[2] = 1.0e+30; //下一事件是离开的时间

}

void timing(void) /* Timing function. */

{

int i;

float min_time_next_event = 1.0e+29; //

像指针一样的对于当前服务的人来说下一个事件的时间

next_event_type = 0;

/* Determine the event type of the next event to occur.

接下来将要发生的事件的类型 */

for (i = 1; i <= num_events; ++i)

if (time_next_event[i] < min_time_next_event) {//下

一事件是来的时间跟离开时间比较

min_time_next_event = time_next_event[i];

next_event_type = i;

}

/* Check to see whether the event list is empty. */

if (next_event_type == 0) {

/* The event list is empty, so stop the simulation. 无

事件，停止仿真过程*/

fprintf(outfile, "\nEvent list empty at time %f",

sim_time);

exit(1);

}

/* The event list is not empty, so advance the simulation

clock. 有事件，进行仿真过程*/

sim_time = min_time_next_event; //仿真的时间就是当前事件的时间

}

void arrive(void) /* Arrival event function. */

{

float delay;

/* Schedule next arrival.计划下一次的到来 */

time_next_event[1] = sim_time + expon(mean_interarrival);

/* Check to see whether server is busy. 检测是否在服务状态*/

if (server_status == BUSY) {

/* Server is busy, so increment number of customers in queue. 在服务则排队多一人*/

++num_in_q;

/* Check to see whether an overflow condition exists.

检测人数是否超出*/

if (num_in_q > Q_LIMIT) {

/* The queue has overflowed, so stop the simulation. */

fprintf(outfile, "\nOverflow of the array time_arrival at");

fprintf(outfile, " time %f", sim_time);

exit(2);

}

/* There is still room in the queue, so store the time of arrival of the

arriving customer at the (new) end of time_arrival. 队列中仍有空间时，记录新到达的时间*/

time_arrival[num_in_q] = sim_time;//在这个时间的时候有这么多的排队人数，用于计算3顾客的问题

}

else { //服务空闲的状况

/* Server is idle, so arriving customer has a delay of zero. (The

following two statements are for program clarity and do not affect

the results of the simulation.) */

delay = 0.0;

total_of_delays += delay; //总的排队时间

/* Increment the number of customers delayed, and make server busy. */

++num_custs_delayed; //已经模拟的顾客数加1

server_status = BUSY; //人到来，服务开始

/* Schedule a departure (service completion). 服务完成*/

time_next_event[2] = sim_time + expon(mean_service);//这个人离开的时间为现在时间+服务时间

/////////////////////////////////////////////////////////// //////////////////////

//总的服务时间加上当前服务时间,更新总的服务时间

total_of_server += time_next_event[2]-sim_time;//总的服务时间加一个服务时间为新的服务总时间

//总的服务时间大于15,必须在店内消耗15分钟以上的顾客数加一if((time_next_event[2]-sim_time)>15)//如果这个人服务时间超过15分钟则耗费15分钟人数加1

abv_15++;

/////////////////////////////////////////////////////////// //////////////////////

}

}

void depart(void) /* Departure event function. 讨论离开事件*/

{

int i;

float delay;

/* Check to see whether the queue is empty.检测队列是否为空 */

if (num_in_q == 0) {

/* The queue is empty so make the server idle and eliminate the

departure (service completion) event from consideration. 队列空，服务空闲*/

server_status = IDLE;

time_next_event[2] = 1.0e+30; //离开的时间无限大（无人离开）

}

else {

/* The queue is nonempty, so decrement the number of customers in

queue. 有人离开，队列人数减少*/

--num_in_q;

/* Compute the delay of the customer who is beginning service and update

the total delay accumulator. */

delay = sim_time - time_arrival[1];//排队时间=当前时间-这个人来的时间

total_of_delays += delay;

/* Increment the number of customers delayed, and schedule departure.已经服务人数+1 */

++num_custs_delayed; //服务人数加1

time_next_event[2] = sim_time + expon(mean_service);//当前接受服务的人的离开时间

/////////////////////////////////////////////////////////// //////////////////////

//总的服务时间加上当前服务时间,更新总的服务时间

total_of_server += time_next_event[2]-sim_time;

//总的消耗时间大于15,必须在店内消耗15分钟以上的顾客数加一

if((delay+time_next_event[2]-sim_time)>15)

abv_15++;

/////////////////////////////////////////////////////////// //////////////////////

/* Move each customer in queue (if any) up one place.有人离开，队列前移 */

for (i = 1; i <= num_in_q; ++i)

time_arrival[i] = time_arrival[i + 1];//人的到达时间也前移

}

}

void report(void) /* Report generator function. */

{

/* Compute and write estimates of desired measures of performance. */

fprintf(outfile, "\n\nAverage delay in queue%11.3f minutes\n\n",

total_of_delays / num_custs_delayed);

fprintf(outfile, "Average number in queue%10.3f\n\n",

area_num_in_q / sim_time);

fprintf(outfile, "Server utilization%15.3f\n\n",

area_server_status / sim_time);

fprintf(outfile, "Time simulation ended%12.3f minutes", sim_time);

printf("统计量:\n");

/////////////////////////////////////////////////////////// /////////////

//总时间减去服务台忙的时间除以总时间,得到服务台空闲的概率

printf("①修理店空闲的概率:%24.3f\n",

(sim_time-area_server_status) / sim_time);

printf("②店内有三个顾客的概率:%20.3f\n",

area_3_in_q/sim_time);

printf("③店内至少有一个顾客的概率:%16.3f\n",

abv_1/sim_time);

printf("④在店内顾客的平均数:%22.3f\n",

area_num_in_h/sim_time);

printf("⑤顾客在店内的平均逗留时间:%16.3f\n",