[Todos CMAT] Seminario del DMEL

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Seminario de Matemática del DMEL 

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Lunes 6/9 a las 15:30 hs 

https://salavirtual-udelar.zoom.us/j/2913420564?pwd=T3JMbk82VEZQaWZMeUg4UWtHRGdYdz09


Expositor: Carlos María Chezzi (Universidad Tecnológica Nacional,
Argentina) 

Título: Formalismo de evento discreto DEVS para el modelado y la
simulación de sistemas de tiempo discreto y continuo 

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. 

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