/* S0950.java
 *          多段待時式のシステム
 *          (C) H.Ishikawa 2008 
 */

package simulation;
import java.applet.*;
import java.awt.*;
import java.text.DecimalFormat;

public class S0950 extends Applet{
	int     L    = 3;                  /* サービスの段数 */
	double  A   =   5.0;               /* 平均到着間隔 */
	int SIZE   =   5;                  /* ヒストグラムの大きさ */
	int MOD    =   128;                /* 客の番号の最大値 */
	int NN_END =   10000;              /* シミュレーションを終る客の数 */
	double  INF   = 1.0e100;           /* 十分大きい値 */
	double  EPS  =  1.0e-100;          /* 十分小さい値 */
	
		
	public void paint(Graphics g) {
		double tt = 0.0;               /* シミュレーション時刻 */
		int    i;                      /* サービス段に対するforのカウンタ */
		int    k;                      /* チャンネルに対するforのカウウタ */
		int    u;                      /* ヒストグラムに対するforのカウンタ */
		int    ii;                     /* 待行列の順番に対するforのカウウタ */
		int    n[]  = {0, 4, 4, 3};    /* 各段ごとのチャンネル数 */
		double h[]  = {0.0, 10.0, 8.0, 8.0};  /* 各段ごとの平均サービス時間 */
		int    sn[][] = new int[L + 1][10];  /* サービスチャンネルの状態
		                          * sn[i][k]==0:i段目のkチャンネルは空き
		                          * sn[i][k]==mm:     客mmをサービス中 */
		double tn[][] = new double[L + 1][10];  /* サービスチャンネルが次に変化を起こすまでの時間 */
		double ta[] =new double[MOD + 1];       /* 客ごとの到着時刻 */
		int    q[] = new int[L + 1] ;            /* 各段ごとの待ち行列の長さ */
		
		int    sq[][] = new int[L + 1][20];  /* 各段ごとの待ち行列のii番目にならんでいる客の番号 */
		int    mm = 0;                        /* 客の番号  1からMODまで */
		int    nn = 0;                        /* サービスを終えた客の数 */
		double tm;                            /* 次に客が到着するまでの時間 */
		double ts;                            /* 全サービスを受けたトータルの時間 */
		double fr[] = new double[100];       /* tsの分布 */
		double x = 0.0;                       /* tsの和 */
		double x2 = 0.0;                      /* tsの自乗和 */
		double at;                            /* 次に状態の変化が起るまでの時間 */
		int l = 12;                           /* 表示行 */
		DecimalFormat exFormat1 = new DecimalFormat(" 0.00000");
		  
		/* 初期設定 */
		tm = - A * Math.log(1.0 - Math.random());
		for (i = 1; i <= L; i ++) {
			for (k = 1; k <= n[i]; k ++) {
				sn[i][k] = 0;  tn[i][k] = INF;
			}
		}
		  
		/* 開始 */
		while (nn <= NN_END) {

			/* (1)到着 */
			if (Math.abs(tm) < EPS) {
				if (mm < MOD) { mm = mm + 1; } else { mm = 1; }
				tm = - A *  Math.log(1.0 - Math.random());
				q[1] = q[1] + 1; sq[1][q[1]] = mm;  /* 1段目の待行列にならぶ */
				ta[mm] = tt;
			}
		    

			/* (2)サービス */
			for (i = 1; i <= L; i ++) {           /* すべての段に対し */
				for (k = 1; k <= n[i]; k ++) {      /* すべてのチャンネルをスキャン */
					if (Math.abs(tn[i][k]) < EPS) {       /* チャンネルが空いた時 */
						if (i < L) {
							q[i + 1] = q[i + 1] + 1;      /* 次の段にならぶ */
							sq[i + 1][q[i + 1]] = sn[i][k];
						} else {                        /* (5)最後の段の場合統計をとる */
							ts = tt - ta[sn[i][k]];
							x = x + ts;
							x2 = x2 + ts * ts;
							fr[(int)(ts / SIZE)] = fr[(int)(ts / SIZE)] + 1;/* ヒストグラム */
							nn = nn + 1;
						}
					} else  if (sn[i][k] != 0) {      /* そのチャンネルがビジーの時は */
						continue;                       /* つぎのkを見に行く */
					}
					if (q[i] > 0) {                   /* (3)待行列から取り出す処理 */
						sn[i][k] = sq[i][1];   
						tn[i][k] = - h[i]  * Math.log(1.0 - Math.random());
						q[i] = q[i] - 1;
						if (q[i] > 0) {
							for (ii = 1; ii <= q[i]; ii++) {
								sq[i][ii] = sq[i][ii + 1];
							}
						} 
					} else {                          /* 待行列に誰もいない */
						sn[i][k] = 0;   tn[i][k] = INF;
					}
				}
			}
		    
		    /* 次に状態変化の起る時刻を求める */
		    at = INF;
		    if (tm < at)  at = tm;
		    for (i = 1; i <= L; i ++) {
		    	for (k = 1; k <= n[i]; k++) {
		    		if (tn[i][k] < at)  at = tn[i][k];
		    	}
		    }

		    /* (4)時間を進める */
		    tm = tm - at;
		    for (i = 1; i <= L; i ++) {
		    	for (k = 1; k <= n[i]; k ++) {
		    		tn[i][k] = tn[i][k] - at;
		    	}
		    }
		    tt =tt + at;
		}
		
		/* ヒストグラムの出力 */
		g.drawString("     ts        fr[ts]", 10, l); l = l + 12;
		for (u = 0; u < 19 ; u++) {
			g.drawString(" " +    u*SIZE + "-" + (u+1)*SIZE + "   "+ exFormat1.format((double)(fr[u])/NN_END), 10, l);l = l + 12;
		}
		g.drawString("全サービスを受けた平均時間 =" +  exFormat1.format(x / NN_END), 10, l);l = l +12;
		g.drawString("その標準偏差 =" +  exFormat1.format(Math.sqrt((x2 - x * x / NN_END) / NN_END)), 10, l);l = l + 12;
		    
	}
}