Parallel Discrete Event Simulation with Erlang

Discrete Event Simulation (DES) is a widely used technique in which the state of the simulator is updated by events happening at discrete points in time (hence the name). DES is used to model and analyze many kinds of systems, including computer architectures, communication networks, street traffic, and others. Parallel and Distributed Simulation (PADS) aims at improving the efficiency of DES by partitioning the simulation model across multiple processing elements, in order to enabling larger and/or more detailed studies to be carried out. The interest on PADS is increasing since the widespread availability of multicore processors and affordable high performance computing clusters. However, designing parallel simulation models requires considerable expertise, the result being that PADS techniques are not as widespread as they could be. In this paper we describe ErlangTW, a parallel simulation middleware based on the Time Warp synchronization protocol. ErlangTW is entirely written in Erlang, a concurrent, functional programming language specifically targeted at building distributed systems. We argue that writing parallel simulation models in Erlang is considerably easier than using conventional programming languages. Moreover, ErlangTW allows simulation models to be executed either on single-core, multicore and distributed computing architectures. We describe the design and prototype implementation of ErlangTW, and report some preliminary performance results on multicore and distributed architectures using the well known PHOLD benchmark.Comment: Proceedings of ACM SIGPLAN Workshop on Functional High-Performance Computing (FHPC 2012) in conjunction with ICFP 2012. ISBN: 978-1-4503-1577-

Survey of Languages and Runtime Libraries for Parallel Discrete-Event Simulation

To develop a parallel discrete event simulation from scratch requires in-depth knowledge of the mapping process from the physical model to the simulation model and also a substantial effort in coping with the numerous issues concerning the underlying synchronization protocols in use. Languages and libraries could reduce the development effort significantly by providing the user with a pre-built parallel simulation kernel as well as application development tools. This paper contains a survey of the existing languages and libraries for parallel discrete event simulation. It is divided into two major sections: one on the languages; the other on the libraries. The discussions are mainly focused on the following aspects: user model, programming framework & language features, library API, protocols, and system support & environment. The reported performance of some packages are also summarized. 1 Introduction Parallel Discrete Event Simulation (PDES) has been a widely researched area in rec..

Survey of Languages and Runtime Libraries for Parallel Discrete Event Simulation

To develop a parallel discrete event simulation from scratch requires in-depth knowledge of the mapping process from the physical model to the simulation model and also a substantial effort in coping with the numerous issues concerning the underlying synchronization protocols in use. Languages and libraries could reduce the development effort significantly by providing the user with a pre-built parallel simulation kernel as well as application development tools. This paper contains a survey of the existing languages and libraries for parallel discrete event simulation. It is divided into two major sections: one on the languages; the other on the libraries. The discussions are mainly focused on the following aspects: user model, programming framework & language features, library API, protocols, and system support & environment. The reported performance of some packages are also summarized

Un entorno de aprendizaje y una propuesta de enseñanza de Simulación de Eventos Discretos con GPSS

La enseñanza en el área de simulación de eventos discretos requiere integrar una variedad de conceptos teóricos y ponerlos en práctica a través de la creación y ejecución de modelos abstractos de simulación, con el objetivo de recopilar información que pueda traspolarse hacia los sistemas reales. Para construir modelos, ejecutarlos y analizar los resultados de cada ejecución se utilizan herramientas de software cada vez más sofisticadas que permiten expresar los elementos de los modelos en términos de entidades abstractas y relaciones, y que recopilan gran cantidad de datos y estadísticas sobre cada una de estas entidades del modelo. GPSS es una de estas herramientas, y se compone de un lenguaje de programación por bloques y un motor de simulación que traduce estos bloques en distintas entidades del modelo. A pesar de que su primera versión data de 1961, GPSS es aún muy utilizado por profesionales y empresas, y es una de las herramientas más utilizadas para la enseñanza de simulación de eventos discretos por instituciones académicas de todo el mundo.  El avance de la capacidad de cómputo de las computadoras ha permitido incorporar una mayor cantidad de herramientas y funciones a las distintas implementaciones de GPSS. Mientras que esto representa una ventaja para sus usuarios, requiere también un cada vez mayor esfuerzo por parte de los docentes para enseñar a sus estudiantes a aprovechar todo su potencial. Muchos docentes e investigadores han buscado optimizar la enseñanza de simulación de eventos discretos desde múltiples ángulos: la organización del curso y la metodología de enseñanza, la creación de elementos de aprendizaje que ayuden a aplicar los distintos elementos teóricos, la generación de herramientas para construir modelos GPSS, y la construcción de herramientas para comprender el motor de simulación por dentro. En esta tesis se introduce una herramienta de software que permite construir modelos GPSS de manera interactiva, cuyo diseño fue pensado para integrar los elementos teóricos del curso con los objetos y entidades de GPSS. Esta herramienta también permite ejecutar estos modelos y analizar con alto nivel de detalle su evolución a través del tiempo de simulación, lo que permite a los estudiantes comprender cómo funciona el motor de simulación y cómo interactúan las distintas entidades entre sí. Se incluye también una propuesta de enseñanza basada en una fuerte participación de los estudiantes, que, por medio de esta nueva herramienta, les permite incorporar los conceptos más fácilmente. Esta propuesta de enseñanza fue puesta a prueba con alumnos del área de sistemas, quienes tomaron un curso que contiene los mismos elementos teóricos y prácticos de un curso tradicional, pero con una organización diferente. Entre los resultados logrados se destacan una reducción del tiempo requerido para aprender los conceptos de GPSS cercana al 50%, una mayor capacidad por parte de los alumnos para asimilar conceptos y derivar nuevos conceptos por sí solos, a partir de conceptos adquiridos previamente.Facultad de Informátic