Title: Sistemas y Modelos
1Sistemas y Modelos
2QUE SON MODELOS ?Tipología de Modelos
3Simulación
- 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.)
4Diseño de un Simulador
Modelo deSistema
Sistema Real
Modelo Computacional
ProgramaSimulación
5Tipos de Modelos
Sistema Real
Experimento real
Experimento sobre modelo
Modelo físico
Modelo matemático
Analítico
Simulado
Estático(no existe el tiempo)
Dinámico
Continuo
Discreto
6Elementos 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)
7Estructura
- 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.
8Descripción de Clases
Nodo
Id integer NumProcesados integer
TiempoServicioMedio float TiempoRestrasoMedio
float PeticionServicio(Paquete)
FinServicio() Procesa() EnProceso()bool
ColaVacía()bool SiguienteNodo()Nodo
9Relaciones entre Clases
1..N
Nodos
Agregación
Asociación
Herencia
10Dinámica 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.
11Diagramas 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
12Diagramas 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
13Diagramas de Sucesos
t
- Suceso periódico de ciclo t.
- Sucesos inciales de la simulación.
- Definición de macro-sucesos.
A
t
S
14Recursos
- 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.
15Estaciones 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
16Estaciones 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
17Políticas 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
18Ejemplo 1
19Sistema Informático
T1
CPU
T2
T3
T4
D1
D2
20Diagrama UML
EnEspera
1..1
1..1
1..N
1..2
ítems
21Diagrama de colas
22Diagrama de sucesos
D1
Terminales
CPU
D2
P11/Niter P2(1-P1)/2 P3(1-P1)/2
23Diagrama de sucesos
D1
CPU
4000
14
15
D2
24Diagrama de sucesos
D1
4000
14
15
D2
25Diagrama de sucesos
4000
14
15
26Ejemplo 2
27Videos bajo demanda
Almacénde DVDs
3 Discos (10 Gb)
Servidor
Internet
CPU 500 Mhz 512 Mb ...
Torre DVDs
Brazo Robot
28Esquema del sistema
29Descripción 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.
30Ejemplo
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?