Propuesta de trabajo de investigación

Propuesta de trabajo de investigación
1. Nombre del proyecto
Prototipo de Simulador Paralelo de Eventos Discretos
2. Responsables
Dr. Ricardo Marcelín Jiménez
3. Perfil del alumno
El alumno participante en este proyecto debe estar interesado en los sistemas distribuidos
y mostrar facilidad para la programación distribuida y la lectura de artículos en inglés.
4. Presentación del contexto y la problemática
El estudio de un sistema de cómputo raramente puede efectuarse directamente sobre
éste, ya sea porque se encuentra en operación y es muy costoso intervenirlo, o bien
porque ni siquiera existe; es decir, se encuentra en su fase de diseño. Alternativamente,
puede construirse una representación que permita aproximarse a su funcionamiento. El
resultado de esta sustitución, denominado modelo, ofrece una caracterización de las
funciones del sistema.
Un modelo cuantitativo, en particular, sirve para evaluar el rendimiento de las operaciones
del sistema (tiempos de espera, tasas de servicio, utilización, etc.). Luego de construir el
modelo debe aplicarse un método para resolverlo o inferir las propiedades que son del
interés de quien conduce el estudio. Los métodos cuantitativos pueden agruparse en tres
categorías: la medición, el análisis y la simulación. Esta última es una técnica numérica con
la que pueden realizarse experimentos sobre un modelo, a fin de obtener salidas
relacionadas con el rendimiento del sistema que representa.
Para el estudio de los sistemas de cómputo, las simulaciones dirigidas por eventos (DES)
son ampliamente utilizadas por cuanto el sistema se puede representar por el tránsito a
través de diferentes estados (número de tareas, número de paquetes, cantidad de memoria
disponible) provocado por el intercambio de unidades de información (eventos) entre los
diferentes componentes del sistema.
Por otro lado, los grandes avances en las TI han hecho posible la paralelización de las
simulaciones de eventos discretos (PDES). Esta es la tecnología con la que se soportan la
simulación de naves, el tráfico vehicular, los circuitos VLSI, la Internet. Las dificultades de
la PDES están relacionadas con la sincronización de los relojes virtuales con los que se
simulan los diferentes subsistemas. Frecuentemente, un subsistema es simulado en una
computadora y requiere intercambiar información con otro subsistema simulado en otra
máquina. Si el reloj virtual de esta última muestra un valor superior a la estampilla del
evento que recibe, entonces significa que este evento ya no puede atenderse y se inducirá
un error en la simulación. La clave para afrontar esta situación se encuentra en los
métodos para administración de los relojes virtuales. En los métodos conservadores, se
previene la contingencia, mientras que, en los métodos optimistas, se repara. Se sabe que
las simulaciones conservadoras pueden ser más “lentas”, pero menos complejas de
programar. En contraste, las simulaciones optimistas suelen ser más rápidas pero más
complejas.
En este proyecto se busca construir un simulador de eventos discretos, de propósito
general, capaz de acomodarse sobre una red P2P en la que los participantes prestan sus
capacidades durante ciertos lapsos de tiempo y luego abandonan la sesión aún cuando la
simulación esté en proceso. En estas condiciones se requiere tomar regularmente copias
del estado global de la simulación, para soportar los mecanismos de “roll back” que se
requieren cuando la ejecución debe reiniciarse, a partir de un punto de su pasado reciente.

5. Objetivos generales y particulares
Objetivo general
Implantación de un prototipo de PDES
Objetivos particulares
1. Especificar las operaciones de un PDES
2. Plantear las entidades de una arquitectura que implemente dichas operaciones
3. Construir e integrar los componentes del PDES
6. Metodología
a. Revisión de la literatura en el tema
b. Creación del protocolo de investigación
c. Caracterización de los elementos del sistema
d. Selección de una herramienta de programación
e. Desarrollo e Integración
f. Evaluación de un caso de estudio
g. Comunicación de resultados
7. Resultados
Al finalizar el proyecto el alumno habrá diseñado e implantado un simulador distribuido de
eventos discretos, acompañado de su documentación completa. Asimismo, habrá
completado un conjunto de pruebas de funcionamiento que le permitirán evaluar el
desempeño de su propuesta.
Al término del primer trimestre el alumno entregará al coordinador el protocolo de
investigación que, al menos, contendrá una descripción del estado del conocimiento, la
problemática que se aborda y la metodología. Este protocolo se presentará en el seminario
de avances organizado al cierre del trimestre.
Al término del segundo trimestre el alumno entregará al coordinador un reporte de avance
en forma de artículo. Éste contendrá la caracterización de los requerimientos de
codificación/decodificación, así como una propuesta de diseño e implantación. Este reporte
se presentará en el seminario de avances.
Al finalizar el tercer trimestre el alumno entregará al coordinador un primer borrador de su
idónea comunicación de resultados. De igual forma, el alumno presentará por última vez en
el seminario de avances, el resultado de su trabajo.
En el curso del cuarto trimestre el alumno entregará la versión final de su idónea
comunicación de resultados.
8. Referencias a la literatura inicial
J. Misra. Distributed discrete_event simulation. Computing Surveys of the ACM. March, ‘86
Y. Lin and P. Fishwick. Asynchronous parallel discrete event simulation, IEEE trans. on
systs. man and cibernetics, ‘95
A. Ferscha. Parallel and distributed simulation of discrete event systems. In Handbook of
parallel and distributed computing. McGraw Hill ‘95
B. Preiss. The Parsimony Project. http://www.pads.uwaterloo.ca/Bruno.Press/Parsimony
J. Banks and J. Carson. Discrete Event System Simulation. Prentice Hall ‘84

R. Jain. The art of computer systems performance analysis_ John Wiley and sons ‘91
9. Calendarización de actividades
Actividad Trimestre 1 Trimestre 2 Trimestre 3
Revisión de la literatura en el tema
Creación del protocolo de investigación
Caracterización de los elementos del
sistema
Selección de una herramienta de
programación
Desarrollo e Integración
Evaluación de un caso de estudio
Comunicación de resultados
10. Infraestructura necesaria y/o disponible
Un conjunto de computadoras personales, el entorno de desarrollo del lenguaje JAVA o
C++, Mik-TeX ó LaTex.
11. Lugar de realización
Lab. de ARTe