有一次下班去吃飯,在乘坐電梯時,聽到一群人在討論某某東西是用什么開發的,可能真的是閑來無事,就談到電梯,有一人說是C語言,也有人說是JAVA......是不是學了某一技識訓知識,看到什么東西都會聯想到它是否用了這一技術呢?看到一個軟體產品,一般用戶會想去了解這個產品怎么使用,而程式員除了想知道這個軟體怎么使用之外,還為去考慮這個軟體產品怎么實作的,有沒有被我說中的程式員啊?而且,據說程式員等電梯的時候都想過調度演算法,我只想說:這位朋友,你真相了!
然而什么是調度演算法呢?

1.傳統電梯調度演算法
1.1先來先服務演算法(FCFS)
先來先服務(FCFS-First Come First Serve)演算法,是一種隨即服務演算法,它不僅僅沒有對尋找樓層進行優化,也沒有實時性的特征,它是一種最簡單的電梯調度演算法,
它根據乘客請求乘坐電梯的先后次序進行調度,此演算法的優點是公平、簡單,且每個乘客的請求都能依次地得到處理,不會出現某一乘客的請求長期得不到滿足的情況[12],
這種方法在載荷較輕松的環境下,性能尚可接受,但是在載荷較大的情況下,這種演算法的性能就會嚴重下降,甚至惡化,
人們之所以研究這種在載荷較大的情況下幾乎不可用的演算法,有兩個原因:
任何調度演算法在請求佇列長度為1時,請求速率極低或相鄰請求的間隔為無窮大時使用先來先服務演算法既對調度效率不會產生影響,而且實作這種演算法極其簡單,
先來先服務演算法可以作為衡量其他演算法的標準,
1.2最短尋找樓層時間優先演算法(SSTF)
最短尋找樓層時間優先(SSTF-Shortest Seek Time First) [14]演算法,它注重電梯尋找樓層的優化,
最短尋找樓層時間優先演算法選擇下一個服務物件的原則是最短尋找樓層的時間,這樣請求佇列中距當前能夠最先到達的樓層的請求信號就是下一個服務物件,
在多載荷的情況下,最短尋找樓層時間優先演算法的平均回應時間較短,但回應時間的方差較大,原因是佇列中的某些請求可能長時間得不到回應,出現所謂的“餓死”現象,
1.3掃描演算法(SCAN)
掃描演算法(SCAN)是一種按照樓層順序依次服務請求,它讓電梯在最底層和最頂層之間連續往返運行,在運行程序中回應處在于電梯運行方向相同的各樓層上的請求,
它進行尋找樓層的優化,效率比較高,但它是一個非實時演算法,掃描演算法較好地解決了電梯移動的問題,在這個演算法中,每個電梯回應乘客請求使乘客獲得服務的次序是由其發出請求的乘客的位置與當前電梯位置之間的距離來決定的,所有的與電梯運行方向相同的乘客的請求在一次電向
上運行或向下運行的程序中完成,免去了電梯頻繁的來回移動,
掃描演算法的平均回應時間比最短尋找樓層時間優先演算法長,但是回應時間方差比最短尋找樓層時間優先演算法小,從統計學角度來講,掃描演算法要比最短尋找樓層時間優先演算法穩定,
1.4 LOOK 演算法
LOOK演算法[18]是掃描演算法的一種改進,對LOOK演算法而言,電梯同樣在最底層和最頂層之間運行,
但當LOOK演算法發現電梯所移動的方向上不再有請求時立即改變運行方向,而掃描演算法則需要移動到最底層或者最頂層時才改變運行方向,
1.5 SAFT 演算法
SATF(Shortest Access Time First)[15,19]演算法與SSTF演算法的思想類似,唯一的區別就是SATF演算法將SSTF演算法中的尋找樓層時間改成了訪問時間,
這是因為電梯技術發展到今天,尋找樓層的時間已經有了很大的改進,但是電梯的運行當中等待乘客上梯時間卻不是人為可以控制,
SATF演算法考慮到了電梯運行程序中乘客上梯時間的影響,

2 實時電梯調度演算法
2.1最早截止期優先調度演算法
最早截止期優先(EDF-Earliest Deadline First)調度演算法是最簡單的實時電梯調度演算法,它的缺點就是造成電梯任意地尋找樓層,導致極低的電梯吞吐率,
它與FCFS調度演算法類似,EDF演算法是電梯實時調度演算法中最簡單的調度演算法,
它回應請求佇列中時限最早的請求,是其它實時電梯調度演算法性能衡量的基準和特例,
2.2 SCAN-EDF 演算法
SCAN-EDF演算法是SCAN演算法和EDF演算法相結合的產物,
SCAN-EDF 演算法先按照EDF演算法選擇請求列隊中哪一個是下一個服務物件,而對于具有相同時限的請求,則按照SCAN演算法服務每一個請求,
它的效率取決于有相同deadline 的數目,因而效率是有限的,
2.3 PI 演算法
PI(Priority Inversion)演算法將請求佇列中的請求分成兩個優先級,它首先保證高優先級佇列中的請求得到及時回應,再搞優先級佇列為空的情況下在相應的優先級佇列中的請求,
2.4 FD-SCAN 演算法
FD-SCAN(Feasible Deadline SCAN)[17]演算法首先從請求佇列中找出時限最早、從當前位置開始移動又可以滿足其時限要求的請求,作為下一次SCAN的方向,
并在電梯所在樓層向該請求信號運行的程序中回應處在與電梯運行方向相同且電梯可以經過的請求信號,
這種演算法忽略了用SCAN演算法相應其它請求的開銷,因此并不能確保服務物件時限最終得到滿足,
3 電梯調度的高水平研究
以上兩個小結介紹了幾種在目前本人的能力上能進行研究的、簡單的電梯調度演算法,但是并不是說目前電梯調度只發展到這個層次,
目前電梯的控制技術已經進入了電梯群控的時代,
隨著微機在電梯系統中的應用和人工智能技術的發展,智能群控技術得以迅速發展起來,
由此,電梯的群控方面陸續發展出了一批新方法,包括:基于專家系統的電梯群控方法、基于模糊邏輯的電梯群控方法、基于遺產演算法的電梯群控方法、基于勝景網路的電梯群控方法和基于模糊神經網路的電梯群控方法,

4 電梯問題的需求分析
4.1 電梯的初始狀態
本人設定的電梯的初始狀態,是對住宅樓的電梯的設定,
建筑共有21層,其中含有地下一層(地下一層為停車場及貨物運送場所),
建筑內部設有兩部電梯,編號分別為A梯、B梯,
電梯內部有23個按鈕,其中包括開門按鈕、關門按鈕和樓層按鈕,編號為-1,1,2,3,4……20,
電梯外部含有兩個按鈕,即向上運行按鈕和向下運行按鈕,建筑頂層與地下一層例外,建筑頂層只設定有向下運行按鈕,地下一層只設定有向上運行按鈕,
電梯開關門完成時間設定為1秒,電梯到達每層后上下人的時間設定為8秒,電梯從靜止開始運行到下一層的時間設定為2秒,而運行中通過一層的時間為1秒,
在凌晨2:00——4:30之間,如若沒有請求信號,A梯自動停在14層,B梯自動停在6層,
當電梯下到-1層后,如果沒有請求信號,電梯自動回到1層,
4.2 電梯按鈕功能
電梯內部的樓層按鈕:電梯內部對應每一個樓層的按鈕成為樓層按鈕,即本章第一節提到的編號為-1,1,2,3,4……20的按鈕,
當乘客進入電梯后按下樓層按鈕,此按鈕顯示灰色,代表不可以用,這樣就表示乘客將要去往此層,電梯將開往相應層,當電梯到達該層后,按鈕恢復可以使用狀態,
電梯內部開門按鈕:當電梯達到乘客想要去往的某樓層后,乘客需要準備離開電梯,當電梯停穩后,乘客可以按下開門按鈕,電梯門將打開,讓用戶離開,
如若電梯到了乘客曾經按下的樓層,但是無乘客按開門按鈕,電梯將自動在停穩后1秒后自動開門,
電梯內部關門按鈕:當所有想要乘坐電梯的乘客都進入電梯以后,準備讓電梯開始運行的時候,乘客需要按下關門按鈕,讓電梯門關閉,使電梯進入運行狀態,設定電梯的自動關門時間為8秒,
電梯外部向上按鈕:此按鈕表示上樓請求,當按下此按鈕時,如果電梯到達按下此按鈕的樓層,且電梯運行方向是向上的,那么電梯響將停下,并在電梯停穩之后自動開門,此請求被回應后,取消此請求信號,
電梯外部向下按鈕:此按鈕表示下樓請求,當按下此按鈕時,如果電梯到達按下此按鈕的樓層,且電梯運行方向是向下的,那么電梯響將停下,并在電梯停穩之后自動開門,此請求被回應后,取消此請求信號,

最后,如果你也想成為程式員,想要快速掌握編程,趕緊加入學習企鵝圈子!
里面有資深專業軟體開發工程師,在線解答你的所有疑惑~編程語言入門“so easy”
編程學習書籍:

編程學習視頻:

轉載請註明出處,本文鏈接:https://www.uj5u.com/qita/237487.html
標籤:其他
上一篇:1.浪潮英信服務器問題
下一篇:Unity射擊實體講解—子彈創建
