Seminario de Matemática del DMEL
Titulo: Formalismo de evento discreto DEVS para el modelado y la simulación de sistemas de tiempo discreto y continuo
Expositor: Carlos María Chezzi (Universidad Tecnológica Nacional, Argentina)
Resumen:
El diseño y evaluación de sistemas complejos requiere de metodologías y herramientas que posibiliten la representación de variables y sus relaciones en forma exhaustiva. El término sistema es definido como la sección de la realidad, motivo de estudio, conformada por componentes integradas a través de reglas, con los límites establecidos de acuerdo con el alcance del problema. Para describir y analizar el sistema se debe encontrar una forma de representación, la cual se expresa en un modelo. Estos modelos pueden clasificarse como: físicos, gráficos o simbólicos. La categoría de los modelos simbólicos se efectúa a través de un conjunto de parámetros, variables y sus relaciones. Los sistemas se pueden analizar en forma dinámica a través de los valores de las variables del modelo en el tiempo, lo que se identifica como estados. Si es posible predecir con certeza las salidas, el modelo es determinístico, en caso contrario el modelo es probabilístico. Un sistema complejo se puede construir como un modelo simbólico, dinámico y probabilístico.
Los métodos de solución pueden ser analíticos o por experimentación en computadora. En el primer caso se requiere un razonamiento deductivo de la teoría matemática que se aplica, entre los cuales se destacan: procesos de Markov, Teoría de Colas y de Redes de Cola, Redes de Petri, Statecharts, Cálculo ; entre otras. En cambio el método experimental se basa en representaciones lógicas simplificadas. La simulación es una metodología experimental por computadora, cuyos modelos se fundamentan en representaciones lógicas y sus salidas se basan en experimentaciones virtuales. Si bien los métodos analíticos tienen la ventaja de exactitud en los resultados, sus modelos presentan limitaciones, ya que no se pueden aplicar cuando no se cumplen ciertas hipótesis en situaciones tales como posesión simultánea de recursos por parte de algunos procesos y prioridades, entre otras. Una alternativa para resolver estos casos es utilizar modelos de simulación de evento discreto.
Para representar modelos para simulación se dispone de métodos formales. Estos métodos permiten describir el comportamiento de procesos con base en una definición formal de la estructura sintáctica y una semántica fundamentada en el álgebra. De la aplicación del método formal a la solución de un problema se obtiene un algoritmo bien conformado, base para la escritura de la aplicación en un lenguaje. DEVS (Discret EVent System Specification), propuesto por Bernardo Zeigler, es un formalismo con capacidades de diseño de modelos en el paradigma orientado a objetos y es empleado en la construcción de modelos de simulación de sistemas dinámicos con eventos discretos. Su metodología se centra en el modelado modular y jerárquico que permite representar complejidad con jerarquía de componentes, escalabilidad y reusabilidad.
DEVSJAVA es una herramienta de software orientada a objetos, cuyo lenguaje de programación es JAVA, es de libre disponibilidad para aplicaciones académicas con acuerdo de licencias, permite implementar los modelos DEVS y dispone de un marco experimental y salidas gráficas. Como extensión a DEVSJAVA, se han desarrollado: (i) DEVS-Suite: un entorno de visualización de datos y con funcionalidades para el diseño experimental de la simulación y (ii) Power Devs: para la solución de sistemas de evento discreto pero de tiempo continuo.
Con esta charla se pretende presentar el formalismo DEVS y dar sus fundamentos, proponer una metodología para el diseño de sus modelos y ver implementaciones para analizar casos de tiempo discreto y continuo. Mostrar ejemplos de implementación en la herramienta DEVSJAVA y en las extensiones antes mencionadas.
Lunes 6/9 a las 15:30 hs
https://salavirtual-udelar.zoom.us/j/2913420564?pwd=T3JMbk82VEZQaWZMeUg…
http://dmel.multisitio.interior.edu.uy/seminario-del-dmel/