#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <float.h>
#include <math.h>
#include <conio.h>

#define INFINITO 999

/* parametros a cambiar */
#define num_elementos 10
#define tamanio_grupos 5
#define fallos_grupo 4
#define num_servidores 2
#define parametro_servicio 0.001
#define error_relativo 0.1
#define numero_minimo_iteraciones 100

/* no olvidar introducir tambien las landas */

#define num_acontecimientos num_servidores+num_elementos
#define tamanio_sistema_reparacion num_elementos


/* [1] */ void inicializacion_estructuras(int sistema[num_elementos], int sistema_reparacion[tamanio_sistema_reparacion], 
                               int copia_sistema_reparacion[tamanio_sistema_reparacion], float acontecimientos[num_acontecimientos], 
							   float tasas_de_fallos[num_elementos], float landas[fallos_grupo]); 
/* [2] */ float generar_aleatorio(char aleatorio, float tasas_de_fallos[num_elementos], int que_elemento);
/* [3] */ int primer_acontecimiento(float acontecimientos[num_acontecimientos], int funcionamiento_sistema);
/* [4] */ int colocar_componente(int sistema_reparacion[tamanio_sistema_reparacion], int que_elemento);
/* [5] */ void reducir_acontecimientos(float acontecimientos[num_acontecimientos], float cantidad_a_reducir, int funcionamiento_sistema);
/* [6] */ int comprobar_funcionamiento(int sistema[num_elementos], int posicion);
/* [7] */ int reordenar_sistema_reparacion(int sistema_reparacion[tamanio_sistema_reparacion], int siguiente_acontecimiento);
/* [8] */ void actualiza_landas(float tasas_de_fallos[num_elementos], int sistema[num_elementos], float landas[fallos_grupo]);
/* [9] */ void colocar_cola_prioridades(int sistema_reparacion[tamanio_sistema_reparacion], int copia_sistema_reparacion[tamanio_sistema_reparacion], 
                              float tasas_de_fallos[num_elementos], float landas[fallos_grupo]);
/* [10] */void calcula_intervalo_error(float valor, int numero_muestras, float ic_izquierdo, float ic_derecho, float error_relativo);
							 


main () /* PROGRAMA PRINCIPAL */
{
  /* a introducir antes de la simulacion */
  float landas[4] = {0.01,0.012,0.017,0.021};
  
  /* variables */ 
  int siguiente_acontecimiento, i, j, componentes_reparados, funcionamiento_sistema;
  float reloj, cantidad_a_reducir;
  int que_elemento, que_acontecimiento, posicion;

  /* variables para la solucion */
  float indisponibilidad, infiabilidad, error_infiabilidad, error_indisponibilidad;
  float icizq_infiabilidad, icde_infiabilidad, icizq_indisponibilidad, icde_indisponibilidad;
  int numero_muestras, contador_infiabilidad, contador_indisponibilidad, detectado_fallo;
  
  srand(time(NULL)); /* cambia aleatorio */
  
  /* creacion de estructuras*/
  int sistema[num_elementos];
  int sistema_reparacion[tamanio_sistema_reparacion];
  int copia_sistema_reparacion[tamanio_sistema_reparacion];
  float acontecimientos[num_acontecimientos]; 
  float tasas_de_fallos[num_elementos];

  error_infiabilidad = 100;
  numero_muestras = 0; contador_infiabilidad = 0; contador_indisponibilidad = 0;
  
  while (error_infiabilidad > error_relativo) /* Codicion de parada del error */
  {
  numero_muestras++;
  detectado_fallo = 0;
  /* inicializacion de estructuras */
  inicializacion_estructuras(sistema, sistema_reparacion, copia_sistema_reparacion, acontecimientos, tasas_de_fallos, landas);

  /* ========================= */
  /* COMIENZO DE LA SIMULACION */
  /* ========================= */
  reloj = 0;
  funcionamiento_sistema = 1; /* (1) El sistema funciona  (0) El sistema no funciona */
  componentes_reparados = 0; /* almacena el numero de componentes que han sido reparados */

  while (reloj<100) /* Condicion de parada de cada muestra */
  {   
      siguiente_acontecimiento=primer_acontecimiento(acontecimientos, funcionamiento_sistema); /* vemos que acontecimiento es el siguiente */

	  if (siguiente_acontecimiento < num_servidores) /* se produce salida de un servidor */
	  {	  
	          que_elemento = sistema_reparacion[siguiente_acontecimiento];
	          sistema[que_elemento-1] = 1;  /* se pone el componente a funcionando */
 	          reloj = reloj + acontecimientos[siguiente_acontecimiento];  /* actualizamos el reloj */
			  actualiza_landas(tasas_de_fallos, sistema, landas);			  
			  cantidad_a_reducir = acontecimientos[siguiente_acontecimiento]; /* almacenamos la cantidad que debemos restar a todos los acontecimientos */
	          componentes_reparados++; /* se incrementan los componentes reparados */
	          reducir_acontecimientos(acontecimientos, cantidad_a_reducir, funcionamiento_sistema);	/* se decrementan los acontecimientos */
	          acontecimientos[siguiente_acontecimiento] = INFINITO; /* se pone el servidor de momento a INFINITO */
		      acontecimientos[num_servidores + que_elemento - 1] = generar_aleatorio('e', tasas_de_fallos, que_elemento); /* el componente arreglado empieza a estropearse, tiempo */		 
	          if (reordenar_sistema_reparacion(sistema_reparacion, siguiente_acontecimiento) == 1) /* si ha sido ocupado el servidor por otro mcomponente */
	             {acontecimientos[siguiente_acontecimiento] = generar_aleatorio('s', tasas_de_fallos, que_elemento);} /* generamos el tiempo de servicio */
	          if ((funcionamiento_sistema == 0) && (comprobar_funcionamiento(sistema, (que_elemento-1)) == 1)) /* si no funciona y con esa llegada se arregla el sistema */
	             {funcionamiento_sistema = 1;} /* se pone a que funciona */   
	  }
	 else /* se produce una llegada al sistema de reparacion */
	  {	  
			  que_elemento = siguiente_acontecimiento-(num_servidores-1);
              sistema[que_elemento-1] = 0;  /* se pone el componente a estropeado, -1 pues empieza en 0 */	  
			  actualiza_landas(tasas_de_fallos, sistema, landas); /* a fallado un elemento, cambiamos las tasas de fallos */
		      reloj = reloj + acontecimientos[siguiente_acontecimiento];  /* actualizamos el reloj */
			  cantidad_a_reducir = acontecimientos[siguiente_acontecimiento];
	          reducir_acontecimientos(acontecimientos, cantidad_a_reducir, funcionamiento_sistema); /* reducimos los tiempos */
	          acontecimientos[siguiente_acontecimiento] = INFINITO; /* no puede volver a llegar, esta reparandose */
	          if (comprobar_funcionamiento(sistema, (que_elemento-1)) == 0) /* si con esa llegada se estropea el sistema */
	             {funcionamiento_sistema = 0;
				  detectado_fallo = 1; /* usado para la infiabilidad */
				 }
	          posicion = colocar_componente(sistema_reparacion, que_elemento); /* apilarle en el sistema de reparacion */
	          if (posicion < num_servidores) /* se ha colocado en un servidor */
	             {acontecimientos[posicion] = generar_aleatorio('s', tasas_de_fallos, que_elemento);}
			  if (!(sistema_reparacion[num_servidores+1] == 0)) /* si alemnos hay 2 componentesen la cola es necesario colocar por prioridades */
			     {colocar_cola_prioridades(sistema_reparacion, copia_sistema_reparacion, tasas_de_fallos, landas);}
	  }
   } /* fin de la muestra */
    
   if (funcionamiento_sistema == 0){contador_indisponibilidad++;} /* en el momento que sale, t=100 */
   if (detectado_fallo == 1){contador_infiabilidad++;} /* si ha fallado en el transcurso de los 100, infiabilidad */
   infiabilidad = contador_infiabilidad / numero_muestras;
   indisponibilidad = contador_indisponibilidad / numero_muestras;
   
   if (numero_muestras > numero_minimo_iteraciones) /* si lleva ya suficiente iteraciones */
   {
       calcula_intervalo_error(infiabilidad, numero_muestras, icizq_infiabilidad, icde_infiabilidad, error_infiabilidad);
	   calcula_intervalo_error(indisponibilidad, numero_muestras, icizq_indisponibilidad, icde_indisponibilidad, error_indisponibilidad);
   }
 } /* fin error suficientemente pequeño */


 /*    RESULTADOS    */
printf("== Infiabilidad == \n"); 
printf("El valor es: ");printf("%f\n",infiabilidad);
printf("El IC de la infiabilidad es: (");printf("%f",icizq_infiabilidad);printf(" , ");printf("%f\n",icde_infiabilidad);
printf("El error de la infiabilidad es: ");printf("%f\n",error_infiabilidad);
printf("\n");
printf("== Indisponibilidad == \n"); 
printf("El valor es: ");printf("%f\n",indisponibilidad);
printf("El IC de la indisponibilidad es: (\n");printf("%f",icizq_indisponibilidad);printf(" , ");printf("%f\n",icde_indisponibilidad);
printf("El error de la indisponibilidad es: \n");printf("%f\n",error_indisponibilidad);

return(0);
}

/* =========================================================== */
/* ======================= FUNCIONES ========================= */
/* =========================================================== */  

/* ======================== [ 1 ] ============================= */ 
 
void inicializacion_estructuras(int sistema[num_elementos], int sistema_reparacion[tamanio_sistema_reparacion], 
                                int copia_sistema_reparacion[tamanio_sistema_reparacion], float acontecimientos[num_acontecimientos], 
								float tasas_de_fallos[num_elementos], float landas[fallos_grupo])                  
{/* funcion que inicializa las principales estructuras del simulador */
   int i, j;
   /* inicializamos a 1 el sistema */
   for (i=0;i<num_elementos;i++){sistema[i] = 1;}
   
   /* inicializamos a 0 el sistema de reparacion */
   for (i=0;i<tamanio_sistema_reparacion;i++)
   {
      sistema_reparacion[i] = 0;
	  copia_sistema_reparacion[i] = 0;
   }
   
   /* inicializamos los acontecimientos de servidores */
   for (i=0;i<num_servidores;i++) 
   {/* los servidores estan vacios */
     acontecimientos[i] = INFINITO;
   }
   
   /* inicializamos las tasas de fallos de los componentes */
   for (i=0;i<num_elementos;i++)
   {
      tasas_de_fallos[i] = landas[0];
   }
   
   /* inicializamos los acontecimientos de los componentes */
    for (i=num_servidores;i<num_acontecimientos;i++) 
   {/* los componentes estan funcionando */
     acontecimientos[i] = generar_aleatorio('e', tasas_de_fallos, 1);
   } 
 }

 
/* ======================== [ 2 ] ============================= */  

float generar_aleatorio(char aleatorio, float tasas_de_fallos[num_elementos], int que_elemento)
{ /* funcion que dvuelve un valor aleatorio e llegada s servicio */
   float valor, numero_aleatorio, parametro;
   if (aleatorio == 'e') /* es una llegada o entrada */
   {
       parametro = tasas_de_fallos[que_elemento-1];
       numero_aleatorio = (rand()%100)/100.0; /* numero aleatorio real entre 0 y 1 */
	   numero_aleatorio = numero_aleatorio + 0.0001;
       valor = (-1/parametro)*log(numero_aleatorio);
   }
   else /* es un tiempo de servicio */
   {
       numero_aleatorio = (rand()%100)/100.0; /* numero aleatorio real entre 0 y 1 */
	   numero_aleatorio = numero_aleatorio + 0.0001;
       valor = (-1/parametro_servicio)*log(numero_aleatorio);   
   }
   return(valor);
}


/* ======================== [ 3 ] ============================= */  

int primer_acontecimiento(float acontecimientos[num_acontecimientos], int funcionamiento_sistema)
 {  /* funcion que determina que valor es el mas pequeño de los acontecimientos */
    float menor_tiempo;
	int minima_posicion, i;
    menor_tiempo = acontecimientos[0];
	minima_posicion = 0;
	for (i=1;i<num_acontecimientos;i++) /* se recorre todos los acontecimiento */
	{  
	   if ((funcionamiento_sistema == 1) || (i<num_servidores)) /* si funciona o no funciona pero es un servidor */
	   {
	      if (acontecimientos[i] < menor_tiempo) /* comparas */
	      {  /* actualizas */
	         minima_posicion = i; 
		     menor_tiempo = acontecimientos[i];
	      }
	   }
	}
	return(minima_posicion);
 }
 
 
 
/* ======================== [ 4 ] ============================= */  

int colocar_componente(int sistema_reparacion[tamanio_sistema_reparacion], int que_elemento)
{ /* funcion que coloca al componente llegado en el sistema de reparacion */ /*hay sitio forzoso, sino no habria llegado */
   int colocado, i;
   colocado = 0;i = 0;
   while(colocado == 0) /* mientras que no se coloque el componente */
   { 
      if (sistema_reparacion[i] == 0) /* si esta vacía la posicion */
	    {  sistema_reparacion[i] = que_elemento;
		   colocado = 1;
		}
	  else {i++;}
   }
   return(i); /* devuelve la posicion donde ha sido colocado */
}



/* ======================== [ 5 ] ============================= */  

void reducir_acontecimientos(float acontecimientos[num_acontecimientos],float cantidad_a_reducir, int funcionamiento_sistema)
{ /* al ocurrir un acontecimiento, el resto debe disminuir en tiempo */
  int i;
  if (funcionamiento_sistema == 1) /* si el sistema funciona se reducen todos */
   { 
      for (i=0;i<num_acontecimientos;i++)
	  { /* reducimos todos menos los que son infinito */
	    if (!(acontecimientos[i] == INFINITO)){acontecimientos[i] = acontecimientos[i] - cantidad_a_reducir;} 
      }
   }
  else{ /* si el sistema no funciona no se reducen los tiempos de llegadas, solo los tiempos de servicio */
      for (i=0;i<num_servidores;i++)
	  {
	    if (!(acontecimientos[i] == INFINITO)){acontecimientos[i] = acontecimientos[i] - cantidad_a_reducir;} 
      }        
  }
}



/* ======================== [ 6 ] ============================= */  
 
int comprobar_funcionamiento(int sistema[num_elementos], int posicion)
{ /* funcion que comprueba si el sistema se ha estropeado */
  int fallos_encontrados, i, j, funcionamiento_sistema;
  funcionamiento_sistema = 1;
  for (i=0;i<tamanio_grupos;i++) /* busca en los x grupos que rodean al elemento fallado */
  {   
      fallos_encontrados = 0; /* funciona si no se demuestra lo contrario */
      for (j=(posicion-i);j<((posicion-i)+tamanio_grupos);j++) /* dentro de un grupo comprueba todas las posiciones */
	  {   
	      if ((j<num_elementos) && (j>-1)) /* primero mira si esa posición no se sale de los límites normales */
		   {
		       if (sistema[j] == 0){ fallos_encontrados++;} /* se ve si ese componente esta estropeado */
			   if (fallos_encontrados == fallos_grupo) {funcionamiento_sistema = 0;} /* se ha detectado el error */
		   }
	  }
  
  }
  return(funcionamiento_sistema);
}


/* ======================== [ 7 ] ============================= */   

int reordenar_sistema_reparacion(int sistema_reparacion[tamanio_sistema_reparacion], int siguiente_acontecimiento)
 { /* devuelve 1 si se ha rellenado el servidor, 0 si no había componentes a colocar en el servidor */
   /* si hay gente en cola es porque todos los demas estan ocupados */
   int reocupado, i;
   reocupado = 0;
		 
   if (!(sistema_reparacion[num_servidores] == 0)) /* si la primera posicion de la cola esta llena */
   {                                                 /* si no hay nadie esperando no hay que recolocar */
      reocupado = 1;
      sistema_reparacion[siguiente_acontecimiento] = sistema_reparacion[num_servidores]; /* se rellena el servidor */
	  i = num_servidores; /* vamos a ir adelantando el resto de posiciones */
	  
	  while (!(sistema_reparacion[i] == 0) && (i < tamanio_sistema_reparacion))
	  {
        sistema_reparacion[i] = sistema_reparacion[i+1]; /* el de antes igual al de despues */	 
        i++;		
	  }
	} 
    else /* si no hay nadie en la cola se debe poner a 0 el servidor */
	{    
	     sistema_reparacion[siguiente_acontecimiento] = 0; /* se rellena el servidor */
    }
   return(reocupado);
 }


/* ======================== [8] ============================= */ 

void actualiza_landas(float tasas_de_fallos[num_elementos], int sistema[num_elementos], float landas[fallos_grupo])
{
   int contador,i;
   contador = 0;
   for (i=0;i<num_elementos;i++)
   { /* mira todos los elementos */
      if (sistema[i] == 0){contador++;} /* si el elemento esta fallado incrementamos contador */
	  else{ /* si funciona hay que ponerle landa */
	        if (contador < fallos_grupo)
			{  
			   tasas_de_fallos[i] = landas[contador];
			   contador = 0;
			}
			else{tasas_de_fallos[i] = landas[fallos_grupo-1];}
		   }
    }
}
 

/* ======================== [9] ============================= */ 
 
void colocar_cola_prioridades(int sistema_reparacion[tamanio_sistema_reparacion], int copia_sistema_reparacion[tamanio_sistema_reparacion],
           
		   float tasas_de_fallos[num_elementos], float landas[fallos_grupo])
{
    int i, j, elemento, posicion_copia;
    posicion_copia = num_servidores; /* para saber por donde va la copia */
	
    for (i=0;i<fallos_grupo-1;i++) /* se recorre k-1 veces el sistema de reparacion */
	{
	   for(j=num_servidores;j<tamanio_sistema_reparacion;j++) /* en cada pasada busca un landa y lo va metiendo a la copia */
	   {
	        elemento = sistema_reparacion[j]; /* si el elemento corrspone al landa que estamos recogiendo */
	        if (!(elemento == 0) && (tasas_de_fallos[elemento-1] > landas[fallos_grupo-i-2]))
	        {    /* lo metemos en la copia */
	             copia_sistema_reparacion[posicion_copia] = sistema_reparacion[j];
		         posicion_copia++;
		         sistema_reparacion[j] = 0;
	        }
     	}
	}

	for(j=num_servidores;j<tamanio_sistema_reparacion;j++) /* en cada pasada busca un landa y lo va metiendo a la copia */
	{
	   elemento = sistema_reparacion[j]; /* especial para el landa menor */
	   if (!(elemento == 0) && (tasas_de_fallos[elemento-1] > 0))
	      {    /* lo metemos en la copia */
	             copia_sistema_reparacion[posicion_copia] = sistema_reparacion[j];
		         posicion_copia++;
		         sistema_reparacion[j] = 0;
	      }
    }	
	
	/* hacemos el volcado final */
	for(i=num_servidores;i<tamanio_sistema_reparacion;i++){sistema_reparacion[i] = copia_sistema_reparacion[i];}
}


/* ======================== [10] ============================= */
void calcula_intervalo_error(float valor, int numero_muestras, float ic_izquierdo, float ic_derecho, float error_relativo)
{ /* aplica las fórmulas del intervalo de confianza y error para la proporcion */
  float general, superior, inferior;
  
  inferior = sqrt numero_muestras;   /* parte inferior de la ecuacion */
  superior = sqrt (valor * (1 - valor));  /* parte superior de la ecuacion */
  general = (1.96 * superior) / inferior; /* resultado de la division */
  
  error_relativo = general / valor;
  ic_izquierdo = valor - general;
  ic_derecho = valor + general;  
}