Rad

Banka

Program   EXE

Dĺžku intervalu medzi dvoma príchodmi a tiež dĺžku trvania obsluhy generujeme pri plánovaní nových udalostí náhodne. Pri tom je však potrebné pozna rozdelenie pravdepodobnosti príslušných náhodných veličín! Aj keď táto problematika patrí skôr na hodinu "modelovania a simulácie" a vyžaduje tiež aspoň základné vedomosti z teórie pravdepodobnosti, aspoň naznačíme spôsob generovania náhodných číselných postupností v našom programe:

• Predpokladáme, že intervaly medzi príchodmi i dĺžka obsluhy majú tzv. exponenciálne rozdelenie so strednými hodnotami 75 a 120 sekúnd (zo zadania).
• Pomocou rand získame nejaké celé číslo z intervalu 0..RAND_MAX
• My však potrebujeme náhodné číslo z intervalu <0, 1). Preto použijeme makro real_rand
• Takto získané náhodné číslo je z tzv. rovnomerného rozdelenia na intervale <0, 1). Musíme ho pomocou funkcie exp_rand transformova na náhodné číslo z požadovaného rozdelenia
• Okrem toho tiež potrebujeme zabezpeči nezávislos dvoch náhodných číselných postupností. Na to využijeme štandardnú funkciu srand, ktorá umožňuje nastavi počiatočnú hodnotu generátora. V premenných SeedPrich, SeedObsl si budeme pamäta pre každú postupnos posledné vygenerované číslo, aby sme mohli pokračova pri generovaní ďalšieho "tam kde sme skončili". V hlavnom programe voláme preto podľa potreby jednu z funkcií GenerujDalsiPrichod a GenerujDlzkuObsluhy

/* pripojenie potrebných hlavičkových súborov */
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <conio.h>
#include <time.h>
#include <math.h>

/* makro */
#define real_rand(cislo)  ((double) (cislo)/(RAND_MAX + 1.0));

/* symbolické konštanty  - zo zadania */
#define StrPrich      75.0
#define StrObsl       120.0
#define MaxDlzkaRadu  30

/* definícia typov */
typedef enum {
  PrichodZakaznika, KoniecObsluhy
} TypUdalosti;

typedef enum {
  false, true
} boolean;

typedef struct udalost {
  TypUdalosti typ;
  double cas;
  struct udalost *nasl;
} TUdalost;

/* globálne premenné */
TUdalost *Zac;          /* ukazovateľ na začiatok osi */
TUdalost *AktUdal;      /* ukazovateľ na aktuálnu udalos? */
TypUdalosti  TypAktUdal;
double SimulCas;

/* premenné a funkcie súvisiace s náhodným generovaním */
unsigned  SeedObsl, SeedPrich;
double exp_rand(unsigned *Seed, double StrHodnota);
double GenerujDalsiPrichod();
double GenerujDlzkuObsluhy();

---------------------------------------------------------------------------------
void vloz(TUdalost *NovaUdal) /* vloženie novej udalosti na správne miesto */
{
   double CasNovej;
   TUdalost *p1, *p2;

   CasNovej = NovaUdal->cas;
   p1 = Zac->nasl;
   p2 = Zac;

   while (p1->cas <= CasNovej) {
     p2 =  p1; 
     p1 =  p1->nasl;
   }  
   
   p2->nasl =  NovaUdal;
   NovaUdal->nasl = p1;
}
---------------------------------------------------------------------------------
void zrus_os() /* uvoľnenie pamäte po uplynutí simulačného času */
{
   TUdalost *p1, *p2;

   p1 = Zac->nasl;
   while (p1 != Zac) {
     p2 = p1;
     p1 = p1->nasl;
     free((void*)p2);
   }
   free((void*)Zac);
   Zac = NULL;
}
---------------------------------------------------------------------------------
void main()  /* hlavný program */
{
   int PocZak     = 0;   /* počet všetkých zákazníkov */
   int PocCakZak  = 0;   /* počet tých, ktorí museli po príchode čaka? */
   int PocObslZak = 0;   /* počet obslúžených */
   int PocOdmietZak = 0; /* počet odmietnutých */
   int DlzkaRadu  = 0;   /* počet ľudí v rade */

   double CasCakCelkom = 0.0;  /* celkový čas, ktorí museli čaka? všetci zákazníci spolu */   

   double PredchAktCas = 0.0;  /* čas predchádzajúcej udalosti */
   double AktCas;   /* čas aktuálnej udalosti */
   double DeltaCas; /* dĺžka časového intervalu od prechádzajúcej udalosti po aktuálnu */
   int ObsluhaVolna = true;

   /* vstup */
   clrscr();
   printf("Simulacny cas (v sekundach): ");
   scanf("%lf", &SimulCas);

   randomize();  SeedPrich = rand();
   randomize();  SeedObsl  = rand();

   /* konštrukcia prázdnej časovej osi */
   Zac =  (TUdalost*)malloc(sizeof(TUdalost));
   Zac->cas = 1.7E38; 
   Zac->nasl = Zac;
   
   /* naplánovanie príchodu prvého zákazníka */
   AktUdal = (TUdalost*)malloc(sizeof(TUdalost));
   AktUdal->typ = PrichodZakaznika;
   AktUdal->cas = GenerujDalsiPrichod();
   
   /* vloženie novej udalosti do frontu*/
   vloz(AktUdal);
   
   /* simulácia */
   do {
     AktUdal = Zac->nasl;
     Zac->nasl = AktUdal->nasl;
     AktCas = AktUdal->cas;
     DeltaCas = AktCas  - PredchAktCas;
     if (DlzkaRadu > 0) CasCakCelkom += DlzkaRadu * DeltaCas;
     TypAktUdal = AktUdal->typ;
     if (TypAktUdal == PrichodZakaznika) {
        if (DlzkaRadu  < MaxDlzkaRadu) {
          PocZak++;
          if (ObsluhaVolna) {
            AktUdal->cas += GenerujDlzkuObsluhy();
            AktUdal-> typ =  KoniecObsluhy;
            vloz(AktUdal);
            ObsluhaVolna = false;
            AktUdal = (TUdalost*)malloc(sizeof(TUdalost));
          }
          else {
             DlzkaRadu++;
             PocCakZak++;
          }
        }	
        else  PocOdmietZak++;
        
        AktUdal->cas = AktCas + GenerujDalsiPrichod();
        AktUdal->typ = PrichodZakaznika;
        vloz(AktUdal);
     }
     else {                /* koniec obsluhy */
        PocObslZak++;
        if (DlzkaRadu > 0) {
          AktUdal->cas += GenerujDlzkuObsluhy();
          AktUdal->typ = KoniecObsluhy;
          vloz(AktUdal);
          DlzkaRadu--;
        }
        else {
           free((void*)AktUdal);
           ObsluhaVolna = true;
        }
     }
     PredchAktCas = AktCas;
   
   } while(Zac->nasl->cas <= SimulCas);

   zrus_os();
   
   /* výstup */
   clrscr();
   printf(" \nV Y S L E D K Y \n\n");
   printf("Zakaznik cakal v rade priemerne: ");
   printf("%0.4lf s\n", (PocCakZak == 0) ? 0 : CasCakCelkom/PocCakZak);
   printf("Priemerna dlzka radu pred okienkom: %0.4lf\n", CasCakCelkom/SimulCas);
   printf("Celkovy pocet zakaznikov, ktori prisli do banky: %d\n", PocZak);
   printf("Pocet odmietnutych zakaznikov: %d\n", PocOdmietZak);
   printf("Pocet skutocne obsluzenych zakaznikov: %d\n", PocObslZak);
   getch();
}
---------------------------------------------------------------------------------
double exp_rand(unsigned *Seed, double StrHodnota)
{
    srand(*Seed);    /* nastavenie poslednej vygenerovanej hodnoty*/
    *Seed = rand();  /* ďalšie náhodné číslo */
    double  cislo = real_rand(*Seed);    /* číslo z <0, 1) */ 
    return (-StrHodnota * log(1-cislo)); /* transformácia */
}

/* funkcie zabezpečujúce nezávislos? dvoch postupností náhodných čísel */
double GenerujDalsiPrichod()
{
   return(exp_rand(&SeedPrich, StrPrich));
}

double GenerujDlzkuObsluhy()
{
   return(exp_rand(&SeedObsl, StrObsl));
}