SimSharp 开源项目教程

SimSharp 开源项目教程

SimSharp Sim# is a .NET port of SimPy, process-based discrete event simulation framework 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/si/SimSharp

1. 项目介绍

SimSharp 是一个基于 .NET 平台的离散事件仿真框架，它是 Python 中 SimPy 框架的 .NET 移植版本。SimSharp 使用 C# 语言实现，旨在将 SimPy 的概念和功能引入到 .NET 生态系统中。SimSharp 通过高效的优先级队列来处理事件，能够快速计算复杂的仿真模型。

SimSharp 的主要特点包括：

• 易用性：模型可以通过简单的代码表达，无需复杂的继承或对象设计。
• 高效性：使用高效的优先级队列，能够处理大量事件。
• 跨平台：支持 .NET Framework 4.5 和 .NET Standard 2.0，适用于多种平台。

2. 项目快速启动

安装

首先，通过 NuGet 安装 SimSharp：

dotnet add package SimSharp --version 3.4.2

示例代码

以下是一个简单的 M/M/1 排队系统模型的示例代码：

using System;
using System.Collections.Generic;
using SimSharp;
using static SimSharp.Distributions;

public class MM1QueueExample
{
    private static ExponentialTime ARRIVAL = EXP(TimeSpan.FromSeconds(1.0));
    private static ExponentialTime PROCESSING = EXP(TimeSpan.FromSeconds(2.0));
    private static TimeSpan SIMULATION_TIME = TimeSpan.FromHours(1.0);

    public static IEnumerable<Event> MM1Q(Simulation env, Resource server)
    {
        while (true)
        {
            yield return env.Timeout(ARRIVAL);
            env.Process(Item(env, server));
        }
    }

    public static IEnumerable<Event> Item(Simulation env, Resource server)
    {
        using (var s = server.Request())
        {
            yield return s;
            yield return env.Timeout(PROCESSING);
            Console.WriteLine("Duration: {0}", env.Now - s.Time);
        }
    }

    public static void RunSimulation()
    {
        var env = new Simulation(randomSeed: 42);
        var server = new Resource(env, capacity: 1)
        {
            QueueLength = new TimeSeriesMonitor(env, collect: true)
        };
        env.Process(MM1Q(env, server));
        env.Run(SIMULATION_TIME);
        Console.WriteLine(server.QueueLength.Summarize());
    }

    public static void Main(string[] args)
    {
        RunSimulation();
    }
}

3. 应用案例和最佳实践

应用案例

SimSharp 可以用于多种仿真场景，例如：

• 制造系统仿真：模拟生产线上的资源分配和任务调度。
• 物流系统仿真：模拟仓库管理、运输路径规划等。
• 服务系统仿真：模拟银行、医院等服务机构的排队系统。

最佳实践

• 使用监控功能：SimSharp 提供了监控功能，可以用于跟踪仿真过程中的关键变量，如队列长度、等待时间等。
• 合理设置随机种子：通过设置随机种子，可以确保仿真结果的可重复性。
• 优化事件处理：合理使用 yield return 语句，避免不必要的等待和资源浪费。

4. 典型生态项目

SimSharp 作为一个仿真框架，可以与其他 .NET 生态项目结合使用，例如：

• Entity Framework：用于存储和查询仿真数据。
• ASP.NET Core：用于构建仿真结果的可视化界面。
• ML.NET：用于结合机器学习算法，优化仿真模型。

通过这些生态项目的结合，可以构建更加复杂和强大的仿真系统。

SimSharp Sim# is a .NET port of SimPy, process-based discrete event simulation framework 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/si/SimSharp