ssu4a - visual slam y redes awesim

UNIVERSIDAD AUTNOMA DE TAMAULIPAS UNIDAD ACADMICA MULTIDISCIPLINARIA REYNOSA-RODHE

SIMULACIN DE SISTEMAS: Un enfoque prctico

Pag 4-1 Gustavo Len 2009

UNIDAD

IV

REDES VISUAL SLAM Y AWESIM

4.1 Visual SLAM II

Visual SLAM (Simulation Language for Alternative Modeling) es un lenguaje grfico orientado a la simulacin de Sistemas y Procesos. SLAM fue desarrollado en 1979 por Dennis Pedge y Alan Pritsker y fue distribuido por Pritsker Corporation. La parte de SLAM que se orienta a los procesos emplea una estructura reticular compuesta por smbolos de nodos y ramas tales como colas, servidores y puntos de decisin. Modelado significa incorporar esos smbolos a un modelo de red que representa el sistema y en donde diversas entidades pasan a travs de la red. SLAM contiene un procesador que convierte la representacin visual del sistema a un conjunto de instrucciones.

El Visual SLAM II requiere de un programa modelador que construya una red que represente el sistema/proceso (problema), que haga una compilacin y finalmente lo ejecute. Una vez que la ejecucin ha sido completada con xito, SLAM II produces algunas formas de salida.

4.1.1 Componentes del SLAM II

Existen tres componentes bsicos de las redes SLAMII, estos componentes son Entidades, Nodos y Arcos.

4.1.1.1 Entidades

Las entidades son las unidades que van a ser transformadas en el tiempo. Las entidades no son parte de la red pero se mueven a travs de ella. Todas las entidades que fluyen a travs de la red, necesitan ser idnticas.

4.1.1.1.1 Atributos Para determinar la funcin especfica de una entidad y diferenciarla de otra, y de

esta forma permitir al modelador el registro de datos, SLAM II provee a cada entidad un conjunto de atributos (ATRIBs). Los ATRIBs son localidades de almacenamiento de variables que van anexas a cada entidad y en las cuales el modelador puede almacenar y llamar datos.




4.1.1.2 Nodos

Son funciones de red que cambian el estado del sistema. Las redes son construidas de algunas diferentes clases de nodo. Cada tipo de nodo ejecuta una funcin nica. Algunas de estas funciones incluyen.

Creacin de nuevas entidades. Proveer un espacio virtual (cola) en donde las entidades puedan esperar. Anexar recursos a las entidades o anexar entidades a otras. Modificar variables de simulacin Capturar estadsticas

4.1.1.3 Arcos

Son elementos de red que controlan la ruta y el servicio de las entidades. Nodos que son conectados a otros tambin llamados actividades, las cuales pueden utilizarse para realizar muchas funciones entre las que se incluyen:

Dirigir una entidad de un nodo a otro. Rutear una entidad a diferentes nodos basados en alguna condicin. Retrasar el avance de una entidad a travs de la red.

4.2 Awesim

Awesim es un Programa de Computadora denominado Sistema de Simulacin Integrada el cual fue desarrollado por A. Alan B. Pritsker y Jean J. OReilly.

Awesim usa las capacidades desarrolladas por el lenguaje de Simulacin SLAM y las transporta a un entorno visual ms amigable. An cuando el uso del programa no requiere de conocimientos de programacin, Awewsim tiene la habilidad de integrar cdigo en Visual Basic, C y C++.

A la fecha segn informacin de Mr. Alan Pritsker el proyecto ha sido cerrado y la compaa que lo desarroll fue absorbida por otra que decidi no aplicar ms recursos a la simulacin, por lo que el soporte al mismo ha sido descontinuado.

Sin embargo la ltima versin 3.0 es ampliamente usada, principalmente en medios de docencia, debido a un sinnmero de caractersticas que lo hacen todava muy competitivo incluyendo el hecho de que su uso legal no requiere de una licencia para su instalacin. Cabe aclarar que el software no es compatible con Windows Vista.

An cuando lo habitual es la introduccin del Visual SLAM para generar las redes de simulacin y una vez dominadas estas, utilizar alguna herramienta de cmputo para su ejecucin, me parece que el manejo simultneo del lenguaje grfico y el entorno de programacin de manera simultnea, es adecuado y despierta un mayor inters en el estudiante.

Awesim proporciona una herramienta interactiva al lenguaje visual de las redes SLAM II, que permite al usuario crear redes y subredes que pueden ser utilizadas en diferentes proyectos a travs de la creacin de escenarios bajo los cuales se logran




crear simulaciones de manera gil y sencilla. Aqu se muestra un diagrama de bloques de la interaccin de Awesim y sus componentes con Visual SLAM.

4.2.1 Estructura Awesim

Hay cuatro elementos principales que componen la estructura de Awesim y que los podemos visualizar en el diagrama de bloques aqu mostrado.




Cada uno de estos elementos interactan dentro de un entorno creado en el programa y que es denominado Proyecto.

4.2.1.1 Red

La red contiene de manera grfica el flujo del proceso, utilizando la simbologa estndar SLAM conteniendo nodos y arcos que describen de manera visual la interconexin de los elementos que representan el comportamiento del sistema. La red describe el proceso sistema bajo estudio.

4.2.1.2 Controles

Los controles determinan los lmites bajo los cuales la simulacin se ejecutar y especifica diverso parmetros como tiempo de duracin, cuntas entidades sern permitidas en el modelo a la vez y qu reportes van a ser generados.

4.2.1.3 Escenarios

Un escenario representa un conjunto de controles y al menos una red

4.2.1.4 Proyecto

Un Proyecto en Awesim contiene todos los elementos necesarios para ejecutar una simulacin y en cualquiera de los casos contiene todos los escenarios, por lo que necesariamente para construir un modelo nuevo se tiene que empezar por declarar el proyecto.

4.3 Construccin de una Red Visual Una red simple puede quedar representada de la manera como veremos a

continuacin:




Utilizaremos directamente el constructor de redes Awesim para familiarizarnos con el uso del simulador. Abrir Awesim V3.0 y en el men de Project, seleccionar New en la ventana de dilogo teclear ENSAYO1

Y hace click en NEW Activar el constructor de Redes SLAM II (Network Builder), Haciendo click en

y se abrir la siguiente caja de dilogo en donde haremos click en New




Lo cual nos abrir el constructor de RED (Network Builder)

4.3.1 Nodo CREATE Regresando al ejemplo del banco, ahora nos concentraremos en la llegada de clientes al sistema, vemos como las entidades (clientes) son insertadas a la red. Visual SLAM utiliza el nodo CREATE (crear) para insertar entidades el smbolo y los parmetros utilizados se muestran abajo.




4.3.1.1 Ejercicio 1 con Nodo CREATE Crear entidades que inicien en el tiempo 0 y cada 10 unidades de tiempo posteriormente. Poner una marca de tiempo dentro del atributo 2 de la entidad. Toma todas las ramas (branches) saliendo del nodo CREATE Valores default para MC = y M =

4.3.1.2 Ejercicio 2 con Nodo CREATE Crear 50 entidades iniciando en el tiempo 100.0. El tiempo entre creaciones debe ser 30. Tome al menos 2 ramas saliendo del nodo. El valor default para MA es no almacenar los valores de las entidades creadas

4.3.1.3 Ejercicio 3 con Nodo CREATE Crear 1 entidad en el tiempo 75 que lleve todas las ramas(branches) que salgan del nodo. Los valores default son no marcar atributos, TBC = y M =




4.3.1.4 Ejercicio 4 con Nodo CREATE

Crear entidades que respondan a un modelo de arribo de Poisson, es decir un tiempo exponencial con una media de tiempo de 10. Tomar todos los valores default con excepcin del tiempo entre creaciones.

4.3.1.5 Ejercicio 5 con Nodo CREATE Crear entidades basadas en una funcin de usuario 1

4.3.2 Nodo QUEUE

En la secuencia de la red ahora necesitamos un lugar en donde se puedan almacenar la entidades, esto se puede lograr a partir de un nodo QUEUE y cuya estructura y configuracin se muestra abajo.




4.3.2.1 Ejercicio 1 con Nodo QUEUE Introducir un nodo QUEUE etiquetado como Inicio , 0 entidades en el inicio, de capacidad infinita.

4.3.2.2 Ejercicio 2 con Nodo QUEUE Introducir un nodo QUEUE con 0 entidades al inicio, con capacidad de 4 entidades y que tenga una desviacin (BALK) ruteada al nodo COLA2, cuya informacin ser almacenada en el archivo# 1

4.3.2.3 Ejercicio 3 con Nodo QUEUE Introducir un nodo QUEUE con 2 unidades al inicio, con capacidad de 10, haciendo uso del nmero de archivo 3 y que el nodo realice una funcin de bloqueo BLOCK

4.3.2.4 Ejercicio 4 con Nodo QUEUE Introducir un nodo QUEUE sin unidades de inicio, de capacidad infinita y que utilice la funcin ASSERT para definir que la variable LTRIB[2] puede utilizar nmeros de archivo del 3 al 5. El formato de la funcin ASSERT es ASSERT(VAR,LOW,HIGH) en donde LOW y HIGH son los limites inferior y superior de los nmeros de archivo a utilizar por VAR




4.3.3 Nodo SELECT Cuando existen ms de una actividad de servicio despus de un nodo QUEUE, y las actividades no son idnticas, entonces tiene que efectuarse una seleccin. Esto se logra a travs del nodo SELECT

4.3.3.1 Ejercicio 1 con Nodo SELECT Introducir un nodo QUEUE con una entidad de inicio, de capacidad 2, con nmero de archivo 3. Crear un nodo SELECT (la encontrar en el tab de opciones marcado como Nodes 2) con etiqueta TYP1 con regla de seleccin de queue, ORDER y regla de seleccin de servidor ORDER tambin. Despus de esto active con un click la opcin CONNECT y haciendo click en QUE1 y TYP1 haga la conexin el diagrama debe verse como se muestra abajo

4.3.4 Nodo TERMINATE Este nodo se utiliza para destruir o borrar entidades de la red. El nodo funciona con un contador que al llegar al lmite, elimina la entidad.

4.3.4.1 Ejercicio 1 con Nodo TERMINATE Introducir un nodo TERMINATE etiquetado como FINAL que se ejecute cuando hayan llegado 50 entidades




4.3.5 Nodo ASSIGN Asigna valores a los atributos de una entidad.

4.3.5.1 Ejercicio 1 con Nodo ASSIGN Introducir un nodo ASSIGN con etiqueta ASIGNA1 en el que se modifiquen los atributos de las entidades atravesando el nodo de la manera siguiente ATRIB[2]= 7.0, ATRIB[3]=ATRIB[3]/XX[2], XX[1]= RNORM(4,2)

4.3.6 Actividades ACTIVITY Branches o ramas son utilizadas para modelar actividades. Solamente en las ramas se pueden especificar retrasaos de tiempos de las entidades que fluyen a travs de la red. Las actividades que salen de nodos QUEUE o SELECT son referidos como actividades de servicio.




Las actividades pueden ser especificadas en duracin a travs de un valor directo o una funcin.

4.4 Ejemplos bsicos de redes SLAM

4.4.1 Banco con dos cajas atendiendo Desarrollar un modelo de red considerando una situacin que involucre el proceso de los clientes que llegan a un Banco (mencionado al principio) con una distribucin exponencial de media 10, comenzando en una unidad de tiempo equivalente a 5. El nmero de clientes de inicio es de 2 con una capacidad mxima de 10. Dos cajas estn atendiendo la nica lnea de espera, con una distribucin uniforme de entre 6 y 12 unidades. Terminar el proceso cuando se hayan arribado 100 entidades al final. Abajo se muestran los pasos que siguen de manera grfica

4.4.1.1 Creacin de nodo CREATE de Llegada

4.4.1.2 Creacin de nodo QUEUE de Cola




4.4.1.3 Conexin de del nodo de Llegada y el nodo de Cola Hacer click en el cono de ACTIVITY y hacer click primero en el nodo de Llegada y luego en el nodo Cola hasta que la red se vea como a continuacin:

4.4.1.4 Creacin de nodo TERMINATE de Final

4.4.1.5 Creacin de nodo de actividad




4.4.2 Caso de dos lneas con un servidor Considerar la situacin que involucre dos tipos de trabajo procesndose en el mismo servidor. Los tipos de trabajo se asume que llegan a una sola lnea antes de arribar al servidor. Una de las entidades est programada para llegar cada 8 unidades de tiempo y slo 100 van a ser creadas. Estas entidades van a tener un tiempo estimado de servicio que es un muestreo de una distribucin exponencial con un tiempo medio de 7. Este tiempo de servicio es asignado al atributo 1 en un nodo ASSIGN. Para el otro tipo de entidad el tiempo entre llegadas es de 12 unidades de tiempo y son creadas 50 de estas entidades. El tiempo de servicio estimado para cada una de estas entidades es exponencialmente distribuida con una media de 10. Ambos tipos de entidades son ruteadas a un nodo QUEUE cuya etiqueta es QOFS. Las entidades en QOFS esperan en el archivo uno y se les asignar un rango mediante el comando PRIORITY que se ver un poco mas adelante. El servidor es modelado como una actividad 1 en donde el tiempo de servicio es especificado como atributo 1 ms una muestra de una distribucin normal

4.4.3 Casos incluyendo bloqueos y desvos Considerar el caso de una compaa con un taller de mantenimiento que involucra dos operaciones en serie. Cuando una mquina requiere mantenimiento y cuatro

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