Simulação e Modelos - VT- 2.

Universidade Salgado de Oliveira

Simulação e Modelos - VT- 2

Projeto para construção de um simulador com duas filas e dois servidores

Desenvolva um programa numa linguagem de propósito geral, que permita a modelagem e a simulação de um sistema com duas filas e dois servidores.

Descrição do problema:

As entidades chegam ao sistema e entram em uma das filas para serem atendidas por um servidor. A figura abaixo permite visualizar este sistema. As entidades se dividem em dois tipos: 1 e 2. As do tipo 1 são atendidas pelo Servidor 1 e as do tipo 2 serão atendidas pelo Servidor 2.

[pic 1]

[pic 2]

No sistema em questão, as entidades chegam para serem atendidas de acordo com uma determinada freqüência, a qual denominaremos de Tempo Entre Chegadas (TEC). Este intervalo de tempo entre as chegadas de duas entidades subseqüentes pode ser constante (determinístico) ou aleatório, obedecendo a alguma distribuição de probabilidade. Como a chegada é única, deverá haver um processo decisório (com base probabilística) determinando se a entidade que chega é do tipo 1 ou 2.

No momento em que uma entidade toma um servidor (recurso), esta passa a ser servida pelo mesmo por um período de tempo ao qual denominamos de Tempo de Serviço (TS) ou Tempo de Processamento (TProc). Cada servidor tem seu tempo. Assim, teremos um TS1 e um TS2. Os períodos de tempo relacionados aos Serviços ou Processamentos poderão, também, ser determinísticos ou aleatórios e, neste caso, obedecer a alguma distribuição de freqüência empiricamente determinada ou a uma distribuição teórica de probabilidades.

Se ao chegar ao sistema uma entidade encontrar o servidor, a ela designada, ocupado, esta deverá aderir à fila de espera que se encontra diante dele.

O Sistema vem apresentando algumas falhas. Eventualmente, os servidores param de operar durante algum tempo. Quando isso acontece, as entidades que chegam para serem servidas por um determinado servidor, que esteja fora de operação, podem ser atendidas pelo outro, se este estiver ativo. Neste caso, todas as entidades que se encontram na fila do servidor que falhou trocam de fila. Uma vez feita a troca de fila, as entidades não podem voltar à fila original. Se uma entidade estiver sendo servida durante a ocorrência de uma falha, esta entidade deixa o servidor sem terminar seu serviço.

Dois novos tempos devem, portanto, ser incorporados ao sistema: o tempo entre falhas e o tempo em falha, para cada servidor. Assim como anteriormente, estes tempos poderão ser determinísticos ou aleatórios.

Parâmetros de medição de desempenho:

1. Número médio de entidades nas filas – Ao longo do período simulado, o número de entidades presentes nas filas dos servidores (uma variável aleatória) se altera, podendo assumir diversos valores discretos. Para obtermos uma estatística do valor esperado destas variáveis, é necessário um acompanhamento (ao longo do período simulado) dos diversos valores assumidos e dos períodos de tempo ao longo dos quais estes permanecem constantes. Em outras palavras estas são variáveis dependentes do tempo. Sua obtenção requer o cálculo de uma média ponderada, cujos pesos serão parcelas (percentuais) do tempo total da observação (tempo simulado) nos quais a variável nº de elementos na fila permaneceu em determinado estado;
2. Taxa média de ocupação dos servidores – Assim como o Número médio de entidades nas filas esta também é uma estatística dependente do tempo. Porém, a média ponderada necessária é mais facilmente calculada porque sabemos antecipadamente os possíveis estados dos servidores (livre, ocupado, falhado).
3. Tempo médio de uma entidade na fila – média aritmética dos tempos de todas as entidades que por ali passaram;
4. Tempo médio no sistema - também é uma média aritmética. O tempo despendido no sistema é contado desde o tempo em que esta entra no sistema até o momento em que, depois de servida, ela deixa o sistema. Esse tempo é computado de acordo com o tipo da entidade;
5. Contador de entidades – também deve ser computado de acordo com o tipo de entidade;
6. Falhas – compute o tempo que cada um dos servidores permaneceu em falha ao longo do período simulado. Compute também quantas vezes cada um deles falhou e o percentual de tempo em falha, com relação ao tempo total simulado;
7. Contagem de trocas – Uma vez que diante de falhas pode haver trocas de servidores, compute as estatísticas relativas ao número de trocas que as entidades realizam.

O programa construído deverá permitir que as estatísticas acima descritas sejam coletadas para que se possa fazer uma análise de desempenho deste sistema sob diferentes condições de funcionamento.

Procure fazer o seu programa:

1. O mais abrangente possível, isto é, que ele possa funcionar diante de diferentes valores associados aos parâmetros fornecidos. Considere por exemplo as seguintes possibilidades:

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