/* A0830.java  ８章３．解答
 *        機械修理の問題 (変化点方式　グラフと統計出力)
 *          (C) H.Ishikawa 2008 
 */

package simulation;
import java.applet.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.text.DecimalFormat;
import window.Window;

public class A0830 extends Applet implements ActionListener{
	Button	button0;
	Button	button1;
	boolean	sw		= false;
	public void init() {
		button0 = new Button(" 実行 ");
		button1 = new Button("クリア");
		add(button0);
		add(button1);
		button0.addActionListener(this);
		button1.addActionListener(this);
	}

	public void actionPerformed(ActionEvent e) {
		String label = e.getActionCommand();
		if (label.equals(" 実行 "))
			sw = true;
		else
			sw = false;
		repaint();
	}
	
	public void paint(Graphics g) {
		Window w;
		w = new Window();
		int height;
		int width;
		int SPACE = 30;

		int  M    =  5;                   /* 機械の台数 */
		int  N    =  2;                   /* 修理者の人数 */
		double  A   =   10.0;             /* 平均故障発生間隔 */
		double  H   =   4.0;              /* 平均修理時間 */
		double  DT  =   0.5;              /* 時刻増分 */
		double  T_END =  10000.0;         /* シミュレーションを終る時刻 */
		double INF   = 1.0e100;           /* 十分大きい値 */
		double  EPS  =  1.0e-100;         /* 十分小さい値 */
		double tt = 0.0;                  /* シミュレーションクロック */
		int i;                            /* 待ち行列のforのカウンタ */
		int j;                            /* 機械のforのカウンタ */
		int k;                            /* 修理者のforのカウンタ */
		int q = 0;                        /* 待ち行列の長さ */
		int l = 50;                       /* 表示行 */
		int sm[] = new int[M + 1];              /* 機械jの状態 */
		double tm[] = new double[M + 1];       /* 機械に次の状態変化が起るまでの時間 */
		int sn[] = new int[N + 1];              /* 修理者kの状態 */
		double tn[] = new double[N + 1];       /* 修理者に次の状態変化が起るまでの時間 */
		int sq[] = new int[M + 1];              /* 待ち行列 */
		double p[] = new double[M + 1];        /* 機械がf台故障している時間の割合 */
		double at;                              /* 時刻増分 */
		double am[] = new double[M + 1];       /* 機械の稼働時間 */
		double an[] =  new double[N + 1];      /* 修理者の稼働時間 */
		double tq[] =  new double[M + 1];      /* 待行列にならんだ時刻 */
		double pf[] =  new double[M + 1];      /* 機械の故障している時間 */
		int    fr[] =  new int[50];             /* uの頻度 */
		int    ff = 0;                   /* ある時刻における故障機械の台数 */
		int    nn = 0;                   /* 修理した機械の台数 */
		int    u;                        /* twの整数部分 */
		double tw;                       /* 待ち時間 */
		double x = 0;                    /* twの和 */
		double x2 = 0;                   /* twの自乗和 */
		DecimalFormat exFormat1 = new DecimalFormat(" 0.0000");
		
		/* スクリーンの大きさを読み取る */
		width = getSize().width;
		height = getSize().height;

		/* グラフィックの準備 */
		w.setWindow(0,  0.0,0.0,T_END,0.5,  5 * SPACE,height-SPACE,width-SPACE, SPACE);
		w.axis(0, "時刻", T_END/10, "p[ j ]", 0.1, g);
		w.moveTo(0, 0.0, 0.0, g);
	
		if (sw == true) {
			/* 初期設定 */
			for (j = 1; j <= M; j ++) {
				sm[j] = 0;  tm[j] = -A * Math.log(1 - Math.random());
			}
			for (k = 1; k <= N; k ++) {
				sn[k] = 0;  tn[k] = INF;
			}
		  
			/* 開始 */
			while (tt <= T_END) {
				/* 故障発生 */
				for (j = 1; j <= M; j ++) {
					if (Math.abs(tm[j]) < EPS) {                     // 機械jが故障発生 
						sm[j] = 1;   tm[j] = INF;                    
						q  = q + 1;
						sq[q] = j;  tq[q] = tt;
					}
				}
			
				/* 故障修理 */
				for (k = 1; k <= N; k ++) {     
					if (Math.abs(tn[k]) < EPS) {                     // 修理者kの修理が完了 
						sm[sn[k]] = 0;   tm[sn[k]] = -A * Math.log(1 - Math.random()); 
					}
					if (Math.abs(tn[k]) <EPS || sn[k] == 0) {        // kが未稼動の場合 
						if (q > 0) {                                 // 待ち行列を取り出す 
							sn[k] = sq[1];   tn[k] = -H * Math.log(1 - Math.random());
							tw = tt - tq[1]; u = (int)tw;
							x = x + tw;
							x2 = x2 + tw * tw;
							fr[u] = fr[u] + 1;
							nn = nn + 1;q = q - 1;
							if (q > 0) {
								for (i = 1; i <= q; i ++) {
									sq[i] = sq[i + 1];
									tq[i] = tq[i + 1];
								}
							}
						} else {               // 待ち行列が空なら修理者kは未稼働状態になる 
							sn[k] = 0;   tn[k] = INF;
						}
					}
				}
			
				/* 次に状態変化の起る時刻を求める */
				at = INF;
				for (j = 1; j <= M; j ++) {
					if (tm[j] < at)  at = tm[j];
				}
				for (k = 1; k <= N; k++) {
					if (tn[k] < at)  at = tn[k];
				}

				for (j = 1; j <= M; j ++) {
					tm[j] = tm[j] - at;
					if (sm[j] == 1) { ff = ff + 1;}
					if (sm[j] == 0) { am[j] = am[j] + at;}
				}
				for (k = 1; k <= N; k++) {
					tn[k] = tn[k] - at;
					if (sn[k] > 0) { an[k] = an[k] + at;}
				}
				pf[ff] = pf[ff] + at;   ff = 0;
				tt = tt+ at;	
		
				/* グラフ表示 */
				for (j = 0; j <= M; j ++) {
					g.setColor(Color.getHSBColor((float)( j / 10.0), (float)1.0, (float)1.0));
					// 機械台数ごとに色を変えて表示
					w.putPixel(0, tt, ((double)pf[j] / tt),  g);
				}
			}
		
			/* 結果出力 */
			g.setColor(Color.black);
			g.drawString("故障している時間の割合", 10, l); l = l + 12;
			for (j = 0; j <= M; j ++) {
				g.setColor(Color.getHSBColor((float)( j / 10.0), (float)1.0, (float)1.0));
				g.drawString(" p[" + j + "] =" + exFormat1.format(pf[j] / T_END), 10, l);l = l + 12;
			}
			g.setColor(Color.black);
			g.drawString("機械の稼働率", 10, l); l = l + 12;
			for (j = 1; j <= M; j ++) {
				g.setColor(Color.getHSBColor((float)( j / 10.0), (float)1.0, (float)1.0));
				g.drawString(" am[" + j + "] =" + exFormat1.format(am[j] / T_END), 10, l);l = l + 12;
			}
			g.setColor(Color.black);
			g.drawString("修理者の稼働率", 10, l); l = l + 12;
			for (k = 1; k <= N; k ++) {
				g.drawString(" an[" + k + "] =" + exFormat1.format(an[k] / T_END), 10, l);l = l + 12;
			}
			g.drawString("待ち時間の分布", 10, l); l = l + 12;
			for (u = 0; u <= 9; u ++) {
				g.drawString(" fr[" + u + "] =" + exFormat1.format((double)fr[u] / nn), 10, l);l = l + 12;
			}
			g.drawString("平均待ち時間 =" +  exFormat1.format(x / nn), 10, l);l = l + 12;
			g.drawString("待ち時間の分散 = " + exFormat1.format((x2 - x * x / nn) / nn), 10, l); l = l + 12;
		}
	}
}