时序控制系统及自动目标测试
Санкт-Петербургский государственный политехнический университет
Институт компьютерных наук и технологий
所有的文件都应该有一根时间线(TimeLine)来贯穿，同时请求(request)应作为事件(event)的最小单位，CMO 系统中的所有事务都应该是对于请求而言
需要一下的功能模块：
- 事件（Event）
- 时间线（TimeLine）同时带有日志功能
- 请求（Request）
- 源（Source）
- 缓冲区（Buffer）
- 处理机（Device）
各模块类型的简要概述：
原文：
- ИБ - бесконечный (источники)
- ИЗ2 - равномерный (законы распределения)
- ПЗ1 – экспоненциальный (законы распределения времени прибор)
- Д10З3 - на свободное место (записи в буфер, если есть место)
- Д10О5 – вновь пришедшая (дисциплины отказа)
- Д2П1 - приоритет по номеру прибора (выбор прибора)
- Д2Б4 - приоритет по номеру источника, по одной заявке (выбор заявки из буфера)
- ОД1 - календарь событий, буфер и текущее состояние (отображение динамики функционирования модели)
- ОР1 - сводная таблица результатов (отображение результатов)
中文：
- ИБ：源的类型为无限源（一直生成请求）
- ИЗ2：每个源生成请求的间隔为等长的
- ПЗ1：对于每个处理机处理请求的时长为负指数增长
- Д10З3：对于请求插入缓冲区的规则为，按照顺序选择缓冲区,插入空闲的缓冲区。不存在转移队列
- Д10О5：如果没有空闲的处理机及缓冲区，请求应直接离开系统，并且不得改变缓冲区的任何状态
- Д2П1：处理机的优先级和源的优先级都由其编号决定，选择优先级最大的处理机进行处理请求
- Д2Б4：从缓冲区中选择请求的规则为，选择优先级最高的请求（请求的优先级就是源的编号），如果缓冲区中有多个同优先级的请求，优先选择最后进入缓冲区的
- ОД1：手动测试模式，输出日志、缓冲区及当前的事件
- ОР1：自动测试模式，输出测试结果
时间线应该作为穿插各功能模块的线，带有日志功能以方便后续的统计及图表生成
开发说明：
- 使用单例模式，每次程序运行应该只有一条时间线
- 从 0 开始计时（计数），每次增加一个时间单位。每单位的时间是多长应在初始化时进行确定
- 程序运行后应通过时间线中的时间对 buffer/device/source 进行判断，看里面是否记录有需要执行的任务
- 包含一个日志，记录发生了的事件，并将其写入文件（使用列表存储）
属性：
- 当前时间 （只允许递增！）
- 记录事件的列表（日志）
- 时间的步长（每单位时间是多久）
- 是否开启调试模式
记录系统中发生的单个事件，作为时间线（程序）的最小单位
属性：
- 当前时间
- 事件类型
- 生成请求
- 请求进入缓冲区
- 请求离开缓冲区
- 请求进入处理机
- 请求离开处理机
- 请求被取消
- 本 CMO 生成的第几个请求
- 生成这个请求的源ID
- 请求在他的生成源的ID
- 缓冲区ID
- 处理机ID
- 系统中当前空闲缓冲区的数量
- 系统中当前空闲处理机的数量
由源生成，作为一个对象可以在源、缓冲区、处理机之间相互传递
包含的属性：
- [Static] 整个系统累计生成的请求的数量
- [Static] 整个系统累计取消的请求的数量
- 产生这个请求的源
- 这个请求在它源中的ID
- 在整个 CMO 中的唯一 ID
用于生成请求
- static 当前 CMO 中的源的总数
- 源 ID
- 源的优先级
- 下一个请求发生的时间
- 本源的服务时间（各请求在源的停留时间总和）
- 时间线（用户传入）
- static 当前 CMO 中的缓冲区总数
- 缓冲区 ID
- 缓冲区优先级
- 当前在缓冲区中的请求
- 上一个/当前 请求进入缓冲区的时间
- 本缓冲区中存留过的请求总数
- 本缓冲区的服务时间（各请求在缓冲区的停留时间总和）
- 时间线（用户传入）
用于处理请求
- static 当前 CMO 中的处理机总数
- 处理机 ID
- 处理机优先级
- 当前在处理机中的请求
- 上一个/当前 请求进入处理机的时间
- 当前请求处理结束的时间（未来）
- 本处理机中处理过的请求总数
- 本处理机的服务时间（各请求在处理机中的停留时间总和）
- 时间线（用户传入）
处理机的处理时间应该为负指数增长，即越往后的请求，处理越快
公式：
$$ 处理时间 = MaxTime \cdot X^{-LAMBDA} $$
MaxTime- 最大的处理时间，即第一个请求所需的时间（$MaxTime > 0$）X- 第几个请求（$X > 0, X∈Z $）LAMBDA- 参数，越接近 1，函数递减的就越快（$0 < LAMBDA < 1$）
示例：
-
$$ 处理时间 = 100 \cdot X^{-0.1} $$ 
-
$$ 处理时间 = 100 \cdot X^{-0.2} $$
-
$$ 处理时间 = 100 \cdot X^{-0.3} $$
-
$$ 处理时间 = 100 \cdot X^{-0.4} $$
-
$$ 处理时间 = 100 \cdot X^{-0.5} $$
需求场景：每天会到来300位客户，如何在客户的离开率不大于5%，用户的等待时长不超过30分钟的情况下花费最小的钱建设银行
Из них: 500 000 рублей на каждый новый зал ожидания, 2 000 000 на каждое новое окно и персонал
| Техническая система | Система обслуживания клиентов банка |
|---|---|
| Источник | Клиенты, которые занимаются различными видами бизнеса. Например, банковские карты, интернет-банкинг, вклады, снятие наличных и консультационные услуги. Каждый источник представляет клиента, который занимается одним видом бизнеса, и эти клиенты имеют разные приоритеты, например, те, кто занимается банковскими картами, имеют более высокий приоритет, чем те, кто консультирует бизнес. Всего существует 5 тип клиента в нашем случае. |
| Буфер | Буфер - это зона ожидания в банке, считайте, что это место (диван). Если один из диванов занят, то никакой другой клиент не может занять его |
| Прибор | Прибор - это окно в банке, используемые для обработки бизнеса клиентов, причем время обработки бизнеса увеличивается в геометрической прогрессии по мере приближения времени закрытия. |
| Дисциплина постановки в буфер | 如果一个客户到达银行，此时等候室有空位，那么他就会占用这个等候室。Если клиент прибыл, а комната ожидания (диван) оказалась свободной, то клиент займет эту комнату ожидания (диван) |
| Дисциплина выбора из буфера | 优先选择优先级大的，也就是业务比较重要的客户。Приоритетом для клиента является тип бизнеса, которым он хочет заниматься. Приоритет отдается клиентам, чей тип бизнеса важен для обработки бизнеса. |
| Дисциплина отказа | 如果一个到达的客户发现银行中所有的窗口都被占用了，而且等候室（沙发）也没有空位，说明整个银行现在非常的繁忙。那么这个客户就会离开。Если прибывший клиент обнаруживает, что все окна в банке заняты, а в зале ожидания нет свободных мест (дивана), это означает, что весь банк сейчас очень занят. Тогда этот клиент уйдет |
| Дисциплина постановки на обслуживание | 如果银行中有多个空闲的窗口，那么优先选择优先级大的窗口。通常窗口的优先级是由银行的经理指定的。Если в банке имеется более одного свободного окна, то предпочтение отдается окну с наивысшим приоритетом. Обычно приоритет окна назначается менеджером банка |
对应到 CMO 系统中：
| CMO 系统模块 | 实际问题中的模块 | 描述 |
|---|---|---|
| 请求（Request） | 客户 | 到达银行的客户 |
| 源（Device） | 客户的来源 | 办理不同业务的客户。比如办理银行卡、办理网上银行、存款、取款、咨询业务。每一个源就代表办理一种业务的客户，这些客户的优先级是不一样的，比如办理银行卡的优先级就要大于咨询业务的。 |
| 缓冲区（Buffer） | 银行中的等待室 | 缓冲就是银行中的等待区，可以考虑成这是一个位置（沙发）。如果其中一个沙发被占用了，那么其他客户就不能再占用 |
| 处理机（Device） | 银行中的柜台和工作人员 | 处理机就是银行中的窗口，用于处理客户的业务，业务处理时间随着下班时间的临近成负指数增长 |
发生的情况：
| CMO 系统描述 | 实际问题 |
|---|---|
| 请求产生 | 客户到达银行 |
| 请求进入缓冲区 | 客户通过取号机区号，进行排队（进入等候室） |
| 请求离开缓冲区，进入处理机 | 此时有空闲的柜台，客户离开等候室，进入柜台处理业务 |
| 请求离开处理机 | 客户的业务完成，客户离开银行 |
| 请求被取消 | 银行此时处于繁忙状态，即所有的柜台都繁忙，并且等候室也没有空位 |
其中：
- 建设一个等候室需要花费 500 000卢布
- 建设一个柜台及聘用相关人员需要 2 000 000 卢布
- 模拟银行每天需要处理 300 位客户
- 客户的离开率不得高于1%
经过建模模拟后取得结果，得到最优解：
<style> </style> <script language="JavaScript"> </script>| 源的数量 | 等候区数量 | 服务窗口数量 | 请求被取消概率 | 总花费 |
| 5 | 1 | 1 | 0.54485 | 2500000 |
| 5 | 2 | 1 | 0.34437 | 3000000 |
| 5 | 3 | 1 | 0.25166 | 3500000 |
| 5 | 4 | 1 | 0.21262 | 4000000 |
| 5 | 1 | 2 | 0.51827 | 4500000 |
| 5 | 5 | 1 | 0.20598 | 4500000 |
| 5 | 2 | 2 | 0.27243 | 5000000 |
| 5 | 6 | 1 | 0.20266 | 5000000 |
| 5 | 3 | 2 | 0.14618 | 5500000 |
| 5 | 7 | 1 | 0.19934 | 5500000 |
| 5 | 4 | 2 | 0.08306 | 6000000 |
| 5 | 8 | 1 | 0.19601 | 6000000 |
| 5 | 1 | 3 | 0.50831 | 6500000 |
| 5 | 5 | 2 | 0.06977 | 6500000 |
| 5 | 9 | 1 | 0.19269 | 6500000 |
| 5 | 2 | 3 | 0.25249 | 7000000 |
| 5 | 6 | 2 | 0.06645 | 7000000 |
| 5 | 10 | 1 | 0.18937 | 7000000 |
| 5 | 3 | 3 | 0.11296 | 7500000 |
| 5 | 7 | 2 | 0.06312 | 7500000 |
| 5 | 4 | 3 | 0.04651 | 8000000 |
| 5 | 8 | 2 | 0.0598 | 8000000 |
| 5 | 1 | 4 | 0.50498 | 8500000 |
| 5 | 5 | 3 | 0.03322 | 8500000 |
| 5 | 9 | 2 | 0.05648 | 8500000 |
| 5 | 2 | 4 | 0.24252 | 9000000 |
| 5 | 6 | 3 | 0.0299 | 9000000 |
| 5 | 10 | 2 | 0.05316 | 9000000 |
| 5 | 3 | 4 | 0.09967 | 9500000 |
| 5 | 7 | 3 | 0.02658 | 9500000 |
| 5 | 4 | 4 | 0.02658 | 10000000 |
| 5 | 8 | 3 | 0.02326 | 10000000 |
| 5 | 1 | 5 | 0.50498 | 10500000 |
| 5 | 5 | 4 | 0.01329 | 10500000 |
| 5 | 9 | 3 | 0.01993 | 10500000 |
| 5 | 2 | 5 | 0.2392 | 11000000 |
| 5 | 6 | 4 | 0.00997 | 11000000 |
| 5 | 10 | 3 | 0.01661 | 11000000 |
| 5 | 3 | 5 | 0.09302 | 11500000 |
| 5 | 7 | 4 | 0.00664 | 11500000 |
| 5 | 4 | 5 | 0.01993 | 12000000 |
| 5 | 8 | 4 | 0.00332 | 12000000 |
| 5 | 1 | 6 | 0.50498 | 12500000 |
| 5 | 5 | 5 | 0.00664 | 12500000 |
| 5 | 9 | 4 | 0 | 12500000 |
| 5 | 2 | 6 | 0.23588 | 13000000 |
| 5 | 6 | 5 | 0.00332 | 13000000 |
| 5 | 10 | 4 | 0 | 13000000 |
| 5 | 3 | 6 | 0.0897 | 13500000 |
| 5 | 7 | 5 | 0 | 13500000 |
| 5 | 4 | 6 | 0.01661 | 14000000 |
| 5 | 8 | 5 | 0 | 14000000 |
| 5 | 1 | 7 | 0.50498 | 14500000 |
| 5 | 5 | 6 | 0.00332 | 14500000 |
| 5 | 9 | 5 | 0 | 14500000 |
| 5 | 2 | 7 | 0.23256 | 15000000 |
| 5 | 6 | 6 | 0 | 15000000 |
| 5 | 10 | 5 | 0 | 15000000 |
| 5 | 3 | 7 | 0.08638 | 15500000 |
| 5 | 7 | 6 | 0 | 15500000 |
| 5 | 4 | 7 | 0.01329 | 16000000 |
| 5 | 8 | 6 | 0 | 16000000 |
| 5 | 1 | 8 | 0.50498 | 16500000 |
| 5 | 5 | 7 | 0 | 16500000 |
| 5 | 9 | 6 | 0 | 16500000 |
| 5 | 2 | 8 | 0.23256 | 17000000 |
| 5 | 6 | 7 | 0 | 17000000 |
| 5 | 10 | 6 | 0 | 17000000 |
| 5 | 3 | 8 | 0.08306 | 17500000 |
| 5 | 7 | 7 | 0 | 17500000 |
| 5 | 4 | 8 | 0.00997 | 18000000 |
| 5 | 8 | 7 | 0 | 18000000 |
| 5 | 1 | 9 | 0.50498 | 18500000 |
| 5 | 5 | 8 | 0 | 18500000 |
| 5 | 9 | 7 | 0 | 18500000 |
| 5 | 2 | 9 | 0.23256 | 19000000 |
| 5 | 6 | 8 | 0 | 19000000 |
| 5 | 10 | 7 | 0 | 19000000 |
| 5 | 3 | 9 | 0.08306 | 19500000 |
| 5 | 7 | 8 | 0 | 19500000 |
| 5 | 4 | 9 | 0.00997 | 20000000 |
| 5 | 8 | 8 | 0 | 20000000 |
| 5 | 1 | 10 | 0.50498 | 20500000 |
| 5 | 5 | 9 | 0 | 20500000 |
| 5 | 9 | 8 | 0 | 20500000 |
| 5 | 2 | 10 | 0.23256 | 21000000 |
| 5 | 6 | 9 | 0 | 21000000 |
| 5 | 10 | 8 | 0 | 21000000 |
| 5 | 3 | 10 | 0.08306 | 21500000 |
| 5 | 7 | 9 | 0 | 21500000 |
| 5 | 4 | 10 | 0.00997 | 22000000 |
| 5 | 8 | 9 | 0 | 22000000 |
| 5 | 5 | 10 | 0 | 22500000 |
| 5 | 9 | 9 | 0 | 22500000 |
| 5 | 6 | 10 | 0 | 23000000 |
| 5 | 10 | 9 | 0 | 23000000 |
| 5 | 7 | 10 | 0 | 23500000 |
| 5 | 8 | 10 | 0 | 24000000 |
| 5 | 9 | 10 | 0 | 24500000 |
| 5 | 10 | 10 | 0 | 25000000 |
| 中文 | 俄语 |
|---|---|
| 此刻生成了一个请求 | В этот момент создается заявка |
| 请求进入缓冲区 | Заявка на буфер |
| 请求离开缓冲区 | Заявка на выход из буфера |
| 请求进入处理机 | Заявка на прибора |
| 请求离开处理机 | Заявка на выход из прибора |
| 请求被取消 | Заявка отказан |