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    Materia corta del Programa de Profesores Visitantes.

    Profesor: Dr. Gabriel Wainer (Carleton University, Canadá).

    Descripción: En la actualidad existe una variedad de problemas que se han por medio de la elaboración y manipulación de modelos de los sistemas reales a analizar. El uso de modelos permite estudiar un problema sin tener la necesidad de experimentar con un sistema físico, permitiendo a su vez detectar fallas y errores en los diseños. Así, se pueden evitar los riesgos de experimentos, analizar comportamientos y resultados de forma segura, reducir costos de desarrollo, realizar análisis de fallas, etc.  Las técnicas de modelización de sistemas permiten elaborar soluciones que se prueban en los modelos estudiados para posteriormente ser implementados en un entorno físico dado. En las últimas décadas, las actividades de modelización de sistemas se han incrementado y su espectro ha variado, debido a la necesidad de estudiar variedad de sistemas artificiales de alta complejidad. La aparición de las computadoras digitales ha variado las técnicas habituales de modelización, permitiendo el desarrollo de modelos que pueden ser simulados. En la actualidad, las aplicaciones de simulación permiten tratar modelos de gran complejidad cualitativa y cuantitativa para reproducir fielmente el comportamiento dinámico de sistemas reales complejos. Las ventajas de la simulación son múltiples: el tiempo de desarrollo del sistema real puede reducirse, las decisiones pueden chequearse artificialmente, un mismo modelo puede usarse muchas veces, etc. 
    Existen variedad de técnicas formales orientadas al desarrollo de modelos simulables. Para que un formalismo sea adecuado para modelar y simular sistemas, es necesario poder especificar el sistema real sin detalle alguno sobre la técnica de implementación del modelo. En este curso utilizaremos uno de estos formalismos, conocido con el nombre de DEVS (Discrete Event system Specifications). Además de un medio para construir modelos simulables, provee una representación formal para manipular matemáticamente modelos de eventos discretos. 
    Los avances recientes en tecnologías de computación paralela y distribuida permitieron definir diversos mecanismos de simulación paralela y distribuida. En este curso se introducirán las principales características de DEVS paralelo, Cell-DEVS paralelo, y su ejecución en un entorno paralelo asincrónico. Finalmente, discutiremos técnicas genéricas de simulación paralela en clusters.
     

    Objetivos: Analizar con profundidad algunas técnicas avanzadas de simulación de eventos discretos. Comprender los principales problemas existentes en esta área, y conocer soluciones efectivas en cuanto a su costo y seguridad. Introducir a los alumnos los principales conceptos de este área de investigación. Acercar a los alumnos trabajos de investigación fundamentales en este área de Ciencias de la Computación. Comprender algunos de los problemas abiertos existentes en éste área.
     

    Puntaje: 2 puntos para la Licenciatura; 2 puntos para el Doctorado (en trámite).

    Carga horaria: Clases teórico/prácticas, 10 horas semanales, 4 semanas.

    Horario: Martes y jueves de 15 a 19h (laboratorio 5); consultas de 19 a 20h.

    Metodología y evaluación: La modalidad del curso será teórico-práctica. Durante el desarrollo de la materia, se discutirán los temas teóricos que se detallan en el Programa a continuación. Los alumnos podrán seleccionar su área de mayor interés, y una vez finalizado el trabajo, expondrán los resultados. La evaluación de esta fase se basará y en la discusión de los trabajos de investigación. 
    Habrá dos trabajos prácticos y un Proyecto Final. 

    Materias correlativas: Algoritmos y Estructuras de Datos 2. (Conocimiento de Métodos Numéricos; no es obligatorio).

    Inscripción: Por mail, escribiendo a dcosta (at) dc.uba.ar.

    Programa:

    1. Introducción al modelado y conceptos generales de simulación. Categorías de modelos: Conceptual, declarativa, funcional y espacial. Formalismos de Sistemas Dinámicos. Clasificación. Ejemplos de la dinámica de los diferentes sistemas: DESS, DTSS, DEVS. 
    2. Modelos a Eventos Discretos. Formalismos de Modelización a Eventos Discretos
    3. Introducción al formalismo DEVS. Definición de modelo atómico. DEVS acoplados.
    4. Modelado y simulación de DEVS CD++.
    5. Modelos espaciales. Autómatas Celulares. Cell-DEVS. Especificación de modelos con Cell-DEVS.
    6. Definición de sistemas continuos e híbridos en DEVS. Mecanismos de simulación. DEVS mecanismos de simulación de modelos espaciales.
    7. DEVS paralelo y simuladores Cell-DEVS paralelos. Simuladores jerárquicos y planos. 
    8. Técnicas de alto rendimiento utilizando la simulación en paralelo. Mecanismos de sincronización en las simulaciones en paralelo. Definición de modelos paralelos a eventos discretos basados en procesos lógicos. Algoritmos Optimistas y pesimistas.
    9. Simulación paralela en clusters.
       

    Bibliografía: (Materiales disponibles en http://cell-devs.sce.carleton.ca/publications/)

    • "Discrete-Event Modeling and Simulation: a Practitioner’s approach". G. Wainer. CRC Press. Taylor and Francis. 2009.
    • "CD++: a toolkit to define discrete-event models". G. Wainer. In Software, Practice and Experience. Wiley. Vol. 32, No.3. November 2002. pp. 1261-1306
    • "N-Dimensional Cell-DEVS". G. Wainer, N. Giambiasi. In Discrete Events Systems: Theory and Applications, Kluwer. Vol. 12, No. 1. January 2002. pp. 135-157.
    • "Timed Cell-DEVS: modeling and simulation of cell spaces". G. Wainer, N. Giambiasi. In Discrete Event Modeling & Simulation: Enabling Future Technologies. Springer-Verlag. 2001.

    Otros materiales de lectura:

    • ZEIGLER, B.; KIM, T.; PRAEHOFER, H. "Theory of Modeling and Simulation ". Academic Press. 2000.
    • ZEIGLER, B. "Object-oriented simulation with hierarchical modular models". Academic Press, 1990.
    • SARJOUGHIAN, H; CELLIER F. (Eds.) "Advances in discrete-event simulation", Springer-Verlag 2001.
    • ZEIGLER, B.; KIM, T.; PRAEHOFER, H. "Theory of Modeling and Simulation". Academic Press. 1976.
    • FISHWICK, P. "Simulation model design and execution". Prentice-Hall. 1995.


    Acerca del Profesor:

    gabriel-wainerGabriel A. Wainer (SMSCS, SMIEEE) recibió el título de Licenciado en Ciencias de la Computación, DC-FCEN/UBA (1993) y el Doctorado de la UBA, en Ciencias de la Computación (1998, con Felicitación del Jurado) en cotutela con Université d’Aix-Marseille III, France (primer Doctor varon del DC). Gabriel fue Ayudante de Segunda, Primera, JTP y Profesor Adjunto del DC (dedicación exclusiva) entre 1988 y 2000. En Julio del 2000 fue aceptado como Assistant Professor en el Systems and Computer Engineering Department, Carleton University. Actualmente es Full Professor en el mismo departamento. Ha sido investigador invitado en ACIMS (University of Arizona); LSIS (CNRS), e INRIA (Sophia-Antipolis), Francia. Ha sido Profesor Invitado en la Universidad de Marsella, Universidad de Niza (Francia), UCM (España) y numerosas Universidades Nacionales. Es autor de tres libros y más de 250 trabajos de investigación. Ha editado 9 otros libros (incluyendo varios Anales de conferencias), y ha colaborado con la organización de más de 110 conferencias internacionales. Es uno de los fundadores de las conferencias SIMUTools, SimAUD y el TMS/DEVS. El Prof. Wainer es Vice-Presidente de Publicaciones, y fue miembro del Board of Directors de la Society for Modeling and Simulation International (SCS). Es Editor de Volúmenes Especiales del Journal SIMULATION, miembro del grupo Editorial de Wireless Networks (Elsevier), Journal of Defense Modeling and Simulation, e International Journal of Simulation and Process Modelling (Inderscience). Es el Director del Laboratorio Advanced Real-Time Simulation (ARS), situado en V-Sim (Carleton University's Centre for advanced Simulation and Visualization). Ha recibido numerosos premios, incluyendo IBM Eclipse Innovation Award, SCS Leadership Award, y varios Best Paper awards. Fue el ganador de Carleton University's Research Achievement Award (2005-2006), First Bernard P. Zeigler DEVS Modeling and Simulation Award, y SCS Outstanding Professional Award (2011). Mayores detalles:http://www.sce.carleton.ca/faculty/wainer.