CÁTEDRA: MODELOS Y SIMULACION

OBJETIVOS

El objetivo principal de esta asignatura es que los alumos comprendan los conceptos básicos de la simulación de procesos de colas de espera, en situaciones de la vida real, representables mediante sistemas aleatorios con medición de variables discretas.

Metas: 

Entender la simulación como una metodología de resolución de problemas.

Formular modelos factibles de solución ante la definicion o enunciado de un problema tipo.

Aprender un lenguaje de simulación con el cual obtener material estadístico que permita tomar decisiones relacionadas a la solución del problema planteado.

Desarrollar la imaginación para la aplicación de la simulación en situaciones complejas de la vida real.

Introducción a la simulación. Sistemas, modelos y simulación. Concepto de sistema y subsistema. Medio ambiente del sistema. Clasificación de Sistemas: estáticos y dinámicos, continuos, discretos e híbridos. Modelo. Definición. Clasificación de modelos: dinámicos, estáticos, físicos, matemáticos, analíticos, numéricos, continuos, discretos, determinísticos y estocásticos. Validación de modelos. Ejemplos.

Simulación. Definición. Causas de fracaso de una simulación. Fases en un estudio que utiliza simulación. Ventajas y desventajas de la simulación. Técnicas, métodos y herramientas de simulación. Áreas de aplicación . Ejemplos.

Variables estocásticas. Funciones de probabilidad. Simulación de Monte Carlo.

Conceptos básicos de simulación en procesos de cola de espera. Congestión en los sistemas. Patrones de llegada. Tiempo de servicio. Disciplinas de colas. Medidas de colas.

Simulación de sistemas discretos. Definición de eventos discretos. Representación del tiempo. Generación de patrones de llegada.

El lenguaje de simulación. Declaraciones: etiquetas, verbos y operandos. Expresiones: variable, bvariable y fvariable. Descripción general. Entidades: transacción, bloque, facility, función, llave lógica, matriz, cola (queue), almacenaje (storage), tabla, variables. Tiempos de acción. Sucesión de eventos. Elección de caminos. Recolección de estadísticas. Prioridades y parámetros.

Consideraciones preliminares para armar modelos en GPSS. Introducción de transacciones al modelo, descripción del Bloque GENERATE, TERMINATE.

Descripción del bloque SEIZE. Control del pasaje de tiempo o demoras de trasacciones, descripción del bloque ADVANCE. Bloques QUEUE y DEPART. Estadisticas de acumulación de colas. Derivación de transacciones, bloque TRANSFER. Descipción de STORAGE. Bloques ENTER y LEAVE. Descripción de la lógica interna de funcionamiento del simulador GPSS. Ejercicios de aplicación.

Generalidades de Funciones. Funciones Discretas y Continuas. Modelos de distribuciones probabilísticos. Distribución Uniforme. Planteamiento y definición de funciones discretas en GPSS. Concepto de Discretización de funciones.

Variables continuas observadas como discretas. Definición de Funciones Continuas en GPSS. Interpretación de datos observados utilizando funciones discretas. Simulación de Eventos de tiempo continuo. Definición y usos de la sentencia FUNCTION. Ejercicios de Aplicación.

Atributos Numéricos Estandar (SNA), usos y definiciones. Parámetros asociados a transacciones. Descripción y usos del bloque ASSIGN. Descripción de los SNA más comunes presentes en GPSS. Descripción del bloque PRIORITY. Sistemas de colas multiples y servidores multiples. Concepto de las tablas de entidades en GPSS. Definicion del bloque TABULATE y la sentencia de control TABLE. Tablas asociadas a atributos numéricos y sna. Definición y uso de sentencia de control QTABLE. Ejercicios de aplicación.

Concepto de Variables Aritméticas. Operadores Aritméticos. Función Módulo. Diferencias entre Variables Reales y Variables Enteras. Distribución Normal. Muestreo de Tiempos a partir de la Distribución Normal.  Función Normal. Definición de bloques INITIAL, SAVEVALUE. Propiedades del bloque SAVEVALUE. Comparación de Relaciones Numóricas. Concepto del bloque TEST.

Uso de Tablas en GPSS. Definición de Tablas. Usos del bloque TABLE y TABULATE. Comandos RESET y CLEAR. Ciclos de Repetición. Descripción del bloque LOOP y RETURN. Utilización de Puertas Lógicas. Descripción de bloques LOGIC y GATE. Descripción del bloque SELECT y sus distintas opciones. Ejercicios de Aplicación.

ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS

Dictado de clases teóricas y prácticas.

Resolución de prácticos que contemplen la aplicación de los conceptos enseñados y que se realizarán en el transcurso del dictado de la asignatura.

Provistos por la institución

1.1. Pizarra y marcadores

1.2. PC con PowerPoint y Cañón multimedia

1.3. Equipamiento del Laboratorio de Informática

1.4. Bibliografía

1.5. Internet

Provistos por el profesor

1.1. Apuntes

1.2. Software complementario

1.3. Presentaciones multimedia

BIBLIOGRAFÍA

Simulación de Sistemas – Geoffrey Gordon – Editorial Diana

Manual de Referencia de GPSS World – Minuteman Software

Tutorial de GPSS World – Minuteman Software (www.minuteman.com)

Apuntes de clase

REGULARIDAD

Asistencia (75% mínimo)

Trabajos Prácticos

Con la finalidad de complementar o de afianzar los conceptos enseñados; y que deberán ser presentados para rendir el examen final.

Evaluaciones Parciales

Con calificación explícita (los alumnos necesitan obtener el 60% = 4, para aprobar).

Los alumnos deben aprobar la evaluación parcial o su recuperatorio para mantener su regularidad y acceder al examen final.

Se tomará un examen parcial el 23 de mayo de 2006.

Contenido: todos los temas estudiados hasta la clase inmediata anterior al parcial inclusive.

Modalidad: evaluación de conocimientos teóricos y resolución de casos prácticos.

Se tomará un examen recuperatorio, con los mismos contenidos y modalidad del examen parcial, con fecha a consensuar con los alumnos (prevista 06/06/2006).

CRONOGRAMA

07 de marzo de 2006: Unidad I

Introducción a la simulación. Sistemas, modelos y simulación. Concepto de sistema y subsistema. Medio ambiente del sistema. Clasificación de Sistemas: estáticos y dinámicos, continuos, discretos e híbridos. Modelo. Definición. Clasificación de modelos: dinámicos, estáticos, físicos, matemáticos, analíticos, numéricos, continuos, discretos, determinísticos y estocásticos. Validación de modelos. Ejemplos.

09 de marzo de 2006: Unidad I

Simulación. Definición. Causas de fracaso de una simulación. Fases en un estudio que utiliza simulación. Ventajas y desventajas de la simulación. Técnicas, métodos y herramientas de simulación. Areas de aplicación . Ejemplos.

14 de marzo de 2006: Unidad II

Variables estocásticas. Funciones de probabilidad. Simulación de Monte Carlo.

Conceptos básicos de simulación en procesos de cola de espera. Congestión en los sistemas. Patrones de llegada. Tiempo de servicio. Disciplinas de colas. Medidas de colas.

Simulación de sistemas discretos. Definición de eventos discretos. Representación del tiempo. Generación de patrones de llegada.

16 de marzo de 2006: Resolución Práctico Nº 1

21 de marzo de 2006: Unidad II

Disciplinas de colas. Medidas de colas.

Simulación de sistemas discretos. Definición de eventos discretos. Representación del tiempo. Generación de patrones de llegada.

23 de marzo de 2006: Resolución Práctico Nº 1

28 de marzo de 2006: Resolución Práctico Nº 1

30 de marzo de 2006: Unidad III

El lenguaje de simulación. Declaraciones: etiquetas, verbos y operandos. Expresiones: variable, bvariable y fvariable. Descripción general. Entidades: transacción, bloque, facility, función, llave lógica, matriz, cola (queue), almacenaje (storage), tabla, variables. Tiempos de acción. Sucesión de eventos. Elección de caminos. Recolección de estadísticas. Prioridades y parámetros.

04 de abril de 2006: Resolución Práctico Nº 1

06 de abril de 2006: Unidad III

Consideraciones preliminares para armar modelos en GPSS. Introducción de transacciones al modelo, descripción del Bloque GENERATE, TERMINATE.

Descripción del bloque SEIZE. Control del pasaje de tiempo o demoras de trasacciones, descripción del bloque ADVANCE. Bloques QUEUE y DEPART.

11 de abril de 2006: Resolución Práctico Nº 1

Estadisticas de acumulación de colas. Derivación de transacciones, bloque TRANSFER. Descipción de STORAGES. Bloques ENTER y LEAVE. Descripción de la lógica interna de funcionamiento del simulador GPSS. Ejercicios de aplicación.

18 de abril de 2006: Resolución Práctico Nº 2

20 de abril de 2006: Unidad IV

Generalidades de Funciones. Funciones Discretas y Continuas. Modelos de distribuciones probabilísticos. Distribución Uniforme. Planteamiento y definición de funciones discretas en GPSS. Concepto de Discretización de funciones.

25 de abril de 2006: Resolución Práctico Nº 2

27 de abril de 2006: Resolución Práctico Nº 2

02 de mayo de 2006: Unidad IV

Variables continuas observadas como discretas. Definición de Funciones Continuas en GPSS. Interpretación de datos observados utilizando funciones discretas.

04 de mayo de 2006: Resolución Práctico Nº 2

09 de mayo de 2006: Unidad IV

Simulación de Eventos de tiempo continuo. Definición y usos de la sentencia FUNCTION. Ejercicios de Aplicación.

11 de mayo de 2006: Resolución Práctico Nº 3

16 de mayo de 2006: Unidad V

Atributos Numéricos Estandar (SNA), usos y definiciones. Parámetros asociados a transacciones. Descripción y usos del bloque ASSIGN. Descripción de los SNA más comunes presentes en GPSS.

18 de mayo de 2006: Resolución Práctico Nº 3

23 de mayo de 2006: Examen Parcial teórico/práctico

30 de mayo de 2006: Unidad V

Descripción del bloque PRIORITY. Sistemas de colas multiples y servidores multiples. Concepto de las tablas de entidades en GPSS.

01 de junio de 2006: Unidad V

Definicion del bloque TABULATE y la sentencia de control TABLE. Tablas asociadas a atributos numéricos y sna. Definición y uso de sentencia de control QTABLE. Ejercicios de aplicación.

06de junio de 2006: Recuperatorio Parcial teórico/práctico

08 de junio de 2006: Unidad VI

Concepto de Variables Aritméticas. Operadores Aritméticos. Función Módulo. Diferencias entre Variables Reales y Variables Enteras. Distribución Normal. Muestreo de Tiempos a partir de la Distribución Normal.  Función Normal. Definición de bloques INITIAL, SAVEVALUE. Propiedades del bloque SAVEVALUE.

13 de junio de 2006: Resolución Práctico Nº 4

15 de junio de 2006: Unidad VI

Comparación de Relaciones Numóricas. Concepto del bloque TEST. Uso de Tablas en GPSS. Definición de Tablas. Usos del bloque TABLE y TABULATE. Comandos RESET y CLEAR. Ciclos de Repetición. Descripción del bloque LOOP y RETURN. Utilización de Puertas Lógicas. Descripción de bloques LOGIC y GATE. Descripción del bloque SELECT y sus distintas opciones. Ejercicios de Aplicación.

20 de junio de 2006: Resolución Práctico Nº 4

22 de junio de 2006: Resolución Práctico Nº 4