Sistemas y Modelos

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Sistemas y Modelos
2
QUE SON MODELOS ?Tipología de Modelos
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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.)

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Diseño de un Simulador
Modelo deSistema
Sistema Real
Modelo Computacional
ProgramaSimulación
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Tipos de Modelos
Sistema Real
Experimento real
Experimento sobre modelo
Modelo físico
Modelo matemático
Analítico
Simulado
Estático(no existe el tiempo)
Dinámico
Continuo
Discreto
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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)

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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.

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Descripción de Clases
Nodo
Id integer NumProcesados integer
TiempoServicioMedio float TiempoRestrasoMedio
float PeticionServicio(Paquete)
FinServicio() Procesa() EnProceso()bool
ColaVacía()bool SiguienteNodo()Nodo
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Relaciones entre Clases
1..N
Nodos
Agregación
Asociación
Herencia
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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.

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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
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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
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Diagramas de Sucesos
t

• Suceso periódico de ciclo t.
• Sucesos inciales de la simulación.
• Definición de macro-sucesos.

A
t
S
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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.

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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

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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
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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

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Ejemplo 1
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Sistema Informático
T1
CPU
T2
T3
T4
D1
D2
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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
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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
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Ejemplo 2
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Videos bajo demanda
Almacénde DVDs
3 Discos (10 Gb)
Servidor
Internet
CPU 500 Mhz 512 Mb ...
Torre DVDs
Brazo Robot
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Esquema del sistema
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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.
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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?