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Sistemas y Modelos

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Sistemas y Modelos QUE SON MODELOS ? Tipolog a de Modelos Simulaci n La simulaci n es una herramienta de an lisis de sistemas, que se basa en la experimen-taci n ... – PowerPoint PPT presentation

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Title: Sistemas y Modelos


1
Sistemas y Modelos
2
QUE SON MODELOS ?Tipología de Modelos
3
Simulación
  • La simulación es una herramienta de análisis de
    sistemas, que se basa en la experimen-tación
    sobre modelos de éstos para obtener las
    conclusiones.
  • En este curso nos centraremos en Sistemas
    puramente Informáticos (Bases de datos, Redes de
    Ordenadores, etc.)

4
Diseño de un Simulador
Modelo deSistema
Sistema Real
Modelo Computacional
ProgramaSimulación
5
Tipos de Modelos
Sistema Real
Experimento real
Experimento sobre modelo
Modelo físico
Modelo matemático
Analítico
Simulado
Estático(no existe el tiempo)
Dinámico
Continuo
Discreto
6
Elementos de un Modelo
  • Estructura del sistema (entidades, sus
    propiedades y relaciones)
  • Recursos del sistema (entidades compartidas)
  • Dinámica del sistema (cambios sobre el estado
    de las entidades)
  • Condiciones de contorno del sistema
  • (variables aleatorias del sistema)

7
Estructura
  • Variables de estadoPartes del sistema que
    cambian a lo largo de la simulación.
  • Diseño Orientado a Objeto (notación UML)
  • Clases agrupan objetos con igual estructura y
    comportamiento.
  • Objetos entidades del sistema con identidad
    propia y un estado descrito a través de pares
    atributo ? valor.
  • Métodos describen las operaciones sobre los
    objetos, ocultando su implementación.

8
Descripción de Clases
Nodo
Id integer NumProcesados integer
TiempoServicioMedio float TiempoRestrasoMedio
float PeticionServicio(Paquete)
FinServicio() Procesa() EnProceso()bool
ColaVacía()bool SiguienteNodo()Nodo
9
Relaciones entre Clases
1..N
Nodos
Agregación
Asociación
Herencia
10
Dinámica del Sistema
  • Un suceso representa un cambio en alguna variable
    de estado del sistema.
  • La creación de un paquete en la red
    (Red.Creados).
  • El procesamiento de un paquete en un nodo
    (N.Procesados).
  • Los sucesos puede clasificarse en
  • Sucesos discretos modificaciones instantáneas de
    las vbles.
  • Sucesos continuos variaciones infinitesimales de
    las vbles (ecuaciones diferenciales).
  • Los sucesos además pueden ser deterministas o
    estocásticos.

11
Diagramas de Sucesos
t
  • El suceso A planifica B para dentro de t
    unidades de tiempo.
  • El suceso A planifica B para dentro de t
    unidades de tiempo solo si se satisface la
    condición cond.
  • El suceso A cancela al suceso B después de t
    unidades de tiempo.
  • (t puede ser una variable aleatoria)

A
B
t
A
B
cond
t
B
A
12
Diagramas de Sucesos
t
  • El suceso A planifica el suceso B con la
    probabilidad p, para dentro de t unidades de
    tiempo.
  • El suceso A planifica a B, a C o a D según la
    distribución de probabilidades (p1, p2, p3).
    Solo se planifica un suceso.

B
A
Xp
B
t1
Xp1
t2
C
A
Xp2
t3
Xp3
D
13
Diagramas de Sucesos
t
  • Suceso periódico de ciclo t.
  • Sucesos inciales de la simulación.
  • Definición de macro-sucesos.

A
t
S
14
Recursos
  • Un recurso es una parte del sistema que debe ser
    compartida por varios agentes.
  • Redes de colas de espera.
  • El elemento básico es la estación de servicio con
    cola de espera.
  • Las redes de colas expresan el flujo de los
    clientes a través de las estaciones de servicio.

15
Estaciones de Servicio
  • Una estación de servicio se caracterizan por
  • Tasa de llegada
  • Número de servidores
  • Distribución del tiempo de servicio
  • Capacidad del sistema
  • Política de servicio

16
Estaciones de Servicio
Servidores
Cola espera
Fuente de clientes
Diagrama de sucesos (FCFS)
ESTACIÓN FCFS
C1 M.ServidorLibre( ) C2 not M.Cola_vacía(
) tprep tiempo preparación
17
Políticas de Servicio
  • cómo deben procesarse los clientes de una
    estación?
  • FCFS (o FIFO) First Come, First Served
  • LCFS (o LIFO) Last Come, First Served
  • Round-Robin (RR)
  • Processor Sharing (PS)
  • Service in Random Order (SIRO)
  • Control de Prioridades
  • Expulsiva con reanudación (preempt)
  • No expulsiva
  • Expulsiva con reinicialización

18
Ejemplo 1
19
Sistema Informático
T1
CPU
T2
T3
T4
D1
D2
20
Diagrama UML
EnEspera
1..1
1..1
1..N
1..2
ítems
21
Diagrama de colas
22
Diagrama de sucesos
D1
Terminales
CPU
D2
P11/Niter P2(1-P1)/2 P3(1-P1)/2
23
Diagrama de sucesos
D1
CPU
4000
14
15
D2
24
Diagrama de sucesos
D1
4000
14
15
D2
25
Diagrama de sucesos
4000
14
15
26
Ejemplo 2
27
Videos bajo demanda
Almacénde DVDs
3 Discos (10 Gb)
Servidor
Internet
CPU 500 Mhz 512 Mb ...
Torre DVDs
Brazo Robot
28
Esquema del sistema
29
Descripción de Clases
Nombre de clase
Film código duración clientes List
Cliente nuevo_cliente(Cliente)
dame_cliente()Cliente ...
Gestor de videos número_films integer
Películas List Film nuevo_film(Film)
nuevo_cliente(Cliente) pos_film_cliente(Film,
Cliente)Fotograma clientes_en_ pelicula(Film)
List Cliente
Definición deatributos
Definición de métodos(solo cabeceras)
No es necesario definir los tipos exactos de los
atributos y de los métodos,ya que éstos pertañen
al modelo computacional.
30
Ejemplo
c1
normal(2000ms)
Gestor Vídeos
Brazo Robot
0
Juke Box
400ms
(0, f2(x))
Caché Disco
2
(0, f1(x))
Caché RAM
1
(0) Llegada de peticiones (1) Busca GF en RAM (2)
Busca GF en Disco c1) película en marcha?
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