用python写一个程序、假设选课服务器的请求响应时间服从均值为0.3秒的负指数分布,且请求处理时间的最小值为0.05秒,最大值为1.5秒,到达服务器的请求服从均值为0.2秒的负指数分布,请基于排队网络构建仿真系统,分析分别使用1台服务器,2台服务器和3台服务器为同学们提供选课服务时,前1000个学生的选课请求的平均响应时间各是多少。 注: 1. 首个请求的到达时间为0; 2. 当使用多台服务器时,到达请求以轮转的方式发送给不同的服务器; 3. 各个实验取20次仿真测试的均值为结果。

时间: 2024-02-20 17:59:23 浏览: 19
下面是一个基于排队网络构建仿真系统的 Python 程序,实现了使用1台、2台和3台服务器提供选课服务时,前1000个学生的选课请求的平均响应时间的仿真和分析: ```python import random class Request: def __init__(self, time): self.arrival_time = time self.service_time = max(0.05, min(1.5, random.expovariate(1/0.3))) class Server: def __init__(self, num): self.num = num self.busy = False self.next_free_time = 0 def is_busy(self): return self.busy def start_service(self, request): self.busy = True self.next_free_time = request.arrival_time + request.service_time def end_service(self): self.busy = False class Queue: def __init__(self): self.items = [] def is_empty(self): return self.items == [] def enqueue(self, item): self.items.insert(0, item) def dequeue(self): return self.items.pop() def simulate(num_servers): queue = Queue() servers = [Server(i) for i in range(num_servers)] arrival_time = 0 response_time_list = [] for i in range(1000): request = Request(arrival_time) queue.enqueue(request) arrival_time += random.expovariate(1/0.2) for i in range(20000): for server in servers: if not server.is_busy() and not queue.is_empty(): request = queue.dequeue() response_time = i - request.arrival_time response_time_list.append(response_time) server.start_service(request) elif server.is_busy() and server.next_free_time == i: server.end_service() average_response_time = sum(response_time_list) / len(response_time_list) return average_response_time if __name__ == '__main__': for num_servers in range(1, 4): total_response_time = 0 for i in range(20): response_time = simulate(num_servers) total_response_time += response_time average_response_time = total_response_time / 20 print(f"Using {num_servers} server(s), the average response time is {average_response_time:.3f} seconds.") ``` 程序中定义了三个类:Request、Server 和 Queue。Request 类表示一个请求,包含到达时间和处理时间;Server 类表示一个服务器,包含编号、是否忙碌和下次空闲时间;Queue 类表示一个请求队列,用于存储到达服务器的请求。 程序中的 simulate 函数用于进行仿真。首先,生成1000个请求,并按照到达时间加入请求队列。然后,进行20000个时间步长的仿真,对于每个时间步长,依次检查服务器的忙碌状态和请求队列的是否为空,如果有空闲的服务器和请求队列不为空,则从队列中取出一个请求进行服务,并计算响应时间;如果服务器正在忙碌且已经完成服务,则标记服务器为空闲。最后,计算全部请求的平均响应时间。 在主程序中,循环遍历使用1台、2台和3台服务器提供选课服务时的情况,并进行20次仿真。最后,输出平均响应时间。 希望这个程序能够帮助你实现该仿真系统,并得出正确的结果。

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