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El Rancho

O seu grupo foi contratado para desenvolver o fluxo de um restaurante de culinária mexicana chamado El Rancho. O programa é feito em Python e deverá utilizar estruturas de sincronização para coordenar a concorrência e acessos às regiões críticas.

Requisitos: Python 3.10 e Programação Orientada a Objetos (POO).

Estrutura do código

    el-rancho/
    ├─ restaurant/
    │  ├─ chef.py
    │  ├─ client.py
    │  ├─ crew.py
    │  ├─ shared.py
    │  ├─ table.py
    │  ├─ totem.py
    ├─ main.py

Funcionalidades

• Totem.py: O Totem é um dispositivo que emite as senhas de atendimento para pedidos no restaurante. As senhas são geradas aleatoriamente. A cada vez que um totem emite uma senha, ele avisa a equipe que uma senha foi retirada. E a equipe pode iniciar seu atendimento.

• Crew.py: A equipe é formada por pessoas que atendem os clientes que chegam no restaurante. Um membro da equipe aguarda uma senha ser retirada do totem para poder atender um cliente. Ele atende prioritariamente a senha de menor valor. (exemplo: imagine que foram retiradas sequencialmente as seguintes senhas: 19,8,0,1,10. Os clientes serão atendidos na seguinte ordem: 0,1,8,10,19).

• Client.py: Ao chegar no restaurante, um cliente adquire uma senha que é gerada aleatoriamente. Ele aguarda ser chamado por um dos membros da equipe, pensa no que vai pedir por um determinado tempo, e depois faz o seu pedido. Após realizar o seu pedido, o cliente aguarda primeiramente o chef fazer seu prato e aguarda um lugar na mesa ficar vazio. Só assim ele poderá sentar na mesa, comer e ir embora.

• Chef.py: O cozinheiro do restaurante é único, isso significa que não há outros cozinheiros no restaurante. Ele recebe pedidos da equipe do restaurante por uma fila e os prepara um por um.

• Table.py: O restaurante dispõe de apenas uma mesa, que é compartilhada entre os clientes. Os clientes "disputam" os assentos da mesa. Uma regra de inicialização do programa é de que há mais clientes para serem atendidos que lugares disponíveis na mesa. Lembre-se que o cliente só pode retirar o seu pedido quando houver um lugar vazio na mesa.

• Shared.py: Arquivo onde você deve armazenar suas variáveis compartilhadas entre as threads.

Funcionamento do programa

Observação: Esse fluxo leva em consideração a perspectiva de apenas um dos muitos cliente que irão usufruir dos serviços do restaurante El-Rancho.

Um cliente A (client.py) chega no restaurante, retira uma senha de atendimento (totem.py). Ele pode ter sorte de ter tirado a menor senha naquele instante, mas um cliente B que tenha chegado depois pode ter tirado uma senha de menor valor e ser atendido antes dele.

Assim que o cliente A retira uma senha, o totem avisa a equipe (crew.py) que um cliente chegou. E um dos membros da equipe chama o cliente A quando for sua vez de ser atendido.

O cliente A, ao ser chamado pelo atendente, pensa por um certo período de tempo no que vai pedir (observe que não estamos preocupados com o que ele vai pedir, apenas com o tempo que ele vai levar para pedir). Assim que ele termina de pensar, o atendente coloca o pedido do cliente A na fila de pedidos que está sendo observada pelo cozinheiro do restaurante.

O cozinheiro do restaurante (chef.py), depois de cozinhar outros pedidos, recebe o pedido do cliente A através de uma fila. Ele leva um tempo cozinhando o pedido e após finalizar o pedido do cliente, irá atender outros pedidos.

Com o prato do cliente A finalizado, é hora de esperar um lugar para comer. Ele aguarda um lugar da Grande Mesa (table.py) ficar vazio e disputa com outros clientes que tem seus pratos prontos e também estão aguardando.

Assim que ele consegue um lugar, ele toma assento na Grande Mesa e consome o prato. Após consumir, ele vai embora.

Ilustramos o fluxo abaixo:

Funcionamento do programa

Clone este repositório. Para executar a simulação, execute o seguinte comando no diretório principal:

python3 main.py --clients 10 --crew 2 --seats 5

Para imprimir ajuda:

python3 main.py --help

Critérios de Avaliação

[c1] - Execução concorrente de clientes (4/10)

• O esqueleto está fornecido em client.py;
• A lógica de funcionamento de um cliente deve ser implementada neste arquivo.
• Um cliente deve executar corretamente o seguinte fluxo:
  • Retirar uma senha;
  • Deve esperar corretamente ser atendido;
  • Deve pensar no seu pedido e realizá-lo ao atendente da equipe;
  • Após pedir, deve esperar o prato ficar pronto;
  • Após um lugar na mesa ficar vazio, o cliente deve tomar um assento na Grande Mesa para comer;
  • O cliente deve finalizar corretamente após comer.
• Erros de sincronização e condições de corrida serão descontados.

[c2] - Execução concorrente da equipe (3/10)

• O esqueleto está fornecido em crew.py.
• A lógica de funcionamento dos membros da equipe deve ser implementada neste arquivo.
• Um membro da equipe deve executar corretamente o seguinte fluxo:
  • Se estiver ocioso e houverem clientes que não foram atendidos, esperar o totem emitir um aviso de que uma senha foi retirada;
  • Chamar uma senha emitida e atender ao pedido do cliente;
  • Enviar o pedido do cliente ao cozinheiro através de uma fila;
  • Encerrar corretamente após todos os clientes serem atendidos;
• Erros de sincronização e condição de corrida serão descontados.

[c3] -Execução concorrente do cozinheiro (3/10)

• O esqueleto está fornecido em chef.py
• A lógica de funcionamento do cozinheiro deve ser implementada neste arquivo.
• O cozinheiro deve executar corretamente o seguinte fluxo:
  • Deve aguardar chamados da equipe com pedidos de clientes;
  • Deve cozinhar todos os pedidos, retirados de uma fila;
  • Deve avisar que um pedido está pronto;
  • Depois que tiver cozinhado os pedidos de todos os clientes, deve encerrar sua execução;
• Erros de sincronização e condição de corrida serão descontados.

Nota final

• Sendo A a nota de apresentação individual do aluno.
• Sendo c1, c2 e c3 os critérios de avaliação do código

A nota final será calculada da seguinte forma:

N = [A*(c1*0.4 + c2*0.3 + c3*0.3)]/10

Atenção: Como indicado pela fórmula mostrada acima, a nota atribuída à solução adotada será ponderada pelo desempenho do aluno (individualmente) durante a apresentação do trabalho. Por exemplo, se o professor atribuir a nota 10 para a solução adotada pelo grupo mas o aluno receber nota 5 pela apresentação - devido ao desconhecimento dos conteúdos teóricos, práticos e/ou da solução do trabalho - a sua nota final do trabalho será 5. A ausência no dia da apresentação ou recusa de realização da apresentação do trabalho implicará em nota zero na apresentação, fazendo com que a nota atribuída ao aluno também seja zero.

Importante

Ao desenvolver a sua solução, não utilize um repositório público, pois isso permitirá cópia de código sem consentimento dos autores. Se o grupo optar por utilizar repositório público e for detectado plágio, todos os envolvidos receberão nota zero.

Orientações Finais

1. É obrigatório o uso do código esqueleto fornecido. Não é permitido uso de PoolExecutor;
2. Não abusem de variáveis compartilhadas. Usem quando necessário, declarando apenas no arquivo shared.py. O seu código ficará mais organizado e com um maior encapsulamento;
3. O código deverá ser obrigatoriamente bem comentado. Códigos mal comentados sofrerão deduções na nota final;
4. Explorem ao máximo a concorrência. Quando mal utilizadas, estruturas de sincronização deixam de ser um remédio e se tornam um veneno para o desempenho final da aplicação. Usem essas estruturas com responsabilidade;
5. Há seções sinalizadas em que não é possível a alteração do código. Isso serve para que o código funcione corretamente para todos;
6. O uso de espera ocupada em qualquer parte do código receberá desconto;
7. Soluções baseadas em supermutexes (única sincronização global) serão descontadas;
8. Há prints padronizados espalhados em todo o código. O uso deles é obrigatório.

Bom trabalho!