A Vectorial DEVS Extension for Large Scale System Modeling and Parallel Simulation

In this article we introduce an extension to the Discrete Event System (DEVS) formalism called Vectorial DEVS (VECDEVS) that allows to represent large scale systems in a graphic block diagram way. A pure VECDEVS model basically consist in an array of identical classic DEVSmodels that may differ in their parameters. The interconnection of VECDEVS models with some special classic DEVS models that can handle VECDEVS events allows to easily represent large systems of arbitrary structure. A noticeable feature of this extension is that VECDEVS models can be easily split for parallel simulation. For that purpose, we developed an algorithm that automatically splits VECDEVS models into an arbitrary number of sub-models for parallel simulation. The implementation of VECDEVS and the partitioning algorithm in a DEVS simulation tool is also described and its usage is illustrated through some application examples.Fil: Bergero, Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y Sistemas; ArgentinaFil: Kofman, Ernesto Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y Sistemas; Argentin

A novel parallelization technique for DEVS simulation of continuous and hybrid systems.

In this paper, we introduce a novel parallelization technique for Discrete Event System Specification (DEVS) simulation of continuous and hybrid systems. Here, like in most parallel discrete event simulation methodologies, the models are first split into several sub-models which are than concurrently simulated on different processors. In order to avoid the cost of the global synchronization of all processes, the simulation time of each sub-model is locally synchronized in a real-time fashion with a scaled version of physical time, which implicitly synchronizes all sub-models. The new methodology, coined Scaled Real-Time Synchronization (SRTS), does not ensure a perfect synchronization in its implementation. However, under certain conditions, the synchronization error introduced only provokes bounded numerical errors in the simulation results. SRTS uses the same physical time-scaling parameter throughout the entire simulation. We also developed an adaptive version of the methodology (Adaptive-SRTS) where this parameter automatically evolves during the simulation according to the workload. We implemented the SRTS and Adaptive-SRTS techniques in PowerDEVS , a DEVS simulation tool, under a real-time operating system called the Real-Time Application Interface (RTAI) . We tested their performance by simulating three large-scale models, obtaining in all cases a considerable speedup.Fil: Bergero, Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas. Universidad Nacional de Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas; ArgentinaFil: Kofman, Ernesto Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas. Universidad Nacional de Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas; ArgentinaFil: Cellier, François. Swiss Federal Institute Of Technology Zurich. Departament Informatik. Modeling And Simulation Research Group; Suiz

Fundamentos de sistemas operativos

Todos los usuarios de equipos de cómputo (esto es, prácticamente cualquier persona del mundo) tienen contacto con un sistema operativo, y ciertas expectativas acerca de su funcionamiento. ¿Cómo es que un sistema operativo puede gestionar y compartir los recursos de cómputo? Hoy en día, a pesar de que menos de una decena es conocida por la población en general, hay cientos de sistemas operativos en uso y bajo un desarrollo activo. Cada uno de ellos persigue distintos fines, sea por la arquitectura o la capacidad de los equipos en que se ejecutará, características específicas que implementa, o persigue atraer un segmento distinto de la población. Todos ellos, sin embargo, realizan las mismas operaciones básicas, parten de los mismos fundamentos. Este libro, diseñado para servir como bibliografía para un curso de Sistemas Operativos para licenciatura, presenta las principales áreas en que se divide el trabajo de un sistema operativo. El libro está escrito nativamente en español, salvando las inconveniencias en que muchas veces incurren las traducciones técnicas. Los autores (uno mexicano, dos argentinos y uno colombiano) procuraron que el lenguaje y los términos empleados resulten lo más neutros y universales a la región latinoamericana. ---------------------------------------------------------------------- Este libro fue escrito con el apoyo de la Iniciativa Latinoamericana de Libros de Texto Abiertos «LATIn» (http://latinproject.org/), por lo que se permite su libre redistribución y modificación bajo los términos de la licencia Creative Commons Reconocimiento-CompartirIgual (CC BY-SA) versión 4.0. La última versión del libro está disponible en línea, en http://sistop.org

Sustitución nucleofílica aromática con complejos metal(II)-aminas bifuncionales en tolueno: Determinaciones cinéticas y cálculos químico cuánticos

Se realizaron estudios cinéticos de Sustitución Nucleofílica Aromática (SNAr) empleando complejos Metal(II)-amina entolueno y cálculos químicos cuánticos para determinar la geometría y energía deformación de los complejos. Los estudios previamente informados del mecanismo SNAr se centran principalmente en la naturaleza del sustrato, la basicidad delnucleófilo y la polaridad del disolvente, aunque el estudio con complejos de coordinación es escaso. Los complejos metal-amina exhiben una reactividad diferencial con respecto a las aminas no complejadas dependiendo, principalmente, del metal y la estructura del ligando. El presente trabajo describe estudios cinéticos realizados en tolueno con 1-cloro-2,4-dinitrobenceno y complejos de Cu(II) y Fe(II) con aminas bifuncionales, y se compararon con estudios previos utilizando las aminas no complejadas. Considerando la diferente reactividad de los complejos metal-amina, los resultados sugieren una diferente labilidad de los complejos atribuidos al efecto quelato y efectos estereoelectrónicos, para formar aminas no complejadas que luego reaccionarían con el sustrato, ya que los resultados cinéticos no proporcionan evidencia que los complejos metal-amina reaccionan como entidad nucleofílica. Por el contrario, se disocian antes de reaccionar y los resultados obtenidos son consistentes con elmecanismo del "Nucleófilo Dímero". Mediante cálculos teóricos basados en la Teoría Funcional Densidad determinamos la estructura de equilibrio y energíade complejación de dichos complejos. Los cálculos teóricos indican que los complejos más estables son aquellos con tres moléculas de amina como ligando, y que los complejos de Cu(II) son más estables que los de Fe(II), resultados que se correlacionan con el orden de reactividad obtenido experimentalmente.Kinetic studies of Aromatic Nucleophilic Substitutions (ANS) of Metal(II)-amine complexes in toluene and quantum chemical calculations were carried out. Reported studies of ANS mechanism are mainly centered on the nature of substrates, nucleophile basicity and solvent polarity, while the study with coordination complexes are scarce. Amine complexes exhibit a differential reactivity with respect to uncomplexed amines depending on, among other factors, the metal center and the ligand structure. The present work describes kinetic studies carried out in toluene with 1-chloro-2,4-dinitrobenzene (DNClB) and Cu(II) and Fe(II) complexes with bifunctional amines. They were chosen considering their characteristics of bi-dentate ligands, the possible size of the metalo-cycle formed and their ability to form intra- or intermolecular hydrogen-bonds. Taking into account the dissimilar reactivity of amine-complexes, the results suggest a different stability of the complexes attributed to stereo-electronic and chelate effects, to form uncomplexed amines that would then react with the substrate, since the observed results do not provide evidence that metal-amine complexes react as a nucleophilic entity. On the contrary, they seem to dissociate prior to react rendering results consistent with a “dimer nucleophile” mechanism. To interpret kinetic results, we performed Density Functional Theory calculations to determine the equilibrium structure and the binding energy for Cu(II) and Fe(II) amine complexes. Quantum chemical calculations indicate that the most stable complexes are those with three amines molecules as ligands, and that Cu(II) complexes are more stable than those with Fe(II), results that correlate with the order of reactivity experimentally obtained.Fil: Alvaro, Cecilia Elisabeth Silvana. Universidad Nacional del Comahue. Facultad de Ingeniería. Departamento de Química; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos, Biotecnología y Energías Alternativas. Universidad Nacional del Comahue. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos, Biotecnología y Energías Alternativas; ArgentinaFil: Bergero, Federico Daniel. Universidad Nacional del Comahue. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física; ArgentinaFil: Bolcic, Federico Martin. Universidad Nacional del Comahue. Facultad de Medicina; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Ramos, Susana Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos, Biotecnología y Energías Alternativas. Universidad Nacional del Comahue. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos, Biotecnología y Energías Alternativas; Argentina. Universidad Nacional del Comahue. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física; ArgentinaFil: Nudelman Norma S.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Orgánica; Argentin

PowerDEVS: a tool for hybrid system modeling and real-time simulation

In this paper we introduce a general-purpose software tool for discrete event system specification (DEVS) modeling and simulation oriented to the simulation of hybrid systems. The environment, called PowerDEVS, allows atomic DEVS models to be defined in C++ language that can then be coupled graphically in hierarchical block diagrams to create more complex systems. The environment automatically translates the graphically coupled models into a C++ code which executes the simulation. A remarkable feature of PowerDEVS is the possibility to perform simulations under a real-time operating system (RTAI) synchronizing with a real-time clock, which permits the design and automatic implementation of synchronous and asynchronous digital controllers. Combined with its continuous system simulation library, PowerDEVS is also an efficient tool for real-time simulation of physical systems. Another feature is the interconnection between PowerDEVS and the numerical package Scilab. PowerDEVS simulations can make use of Scilab workspace variables and functions, and the results can be sent back to Scilab for further processing and data analysis. In addition to describing the main features of the software tool, the article also illustrates its use with some examples which show its simplicity and efficiency.Fil: Bergero, Federico. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y Sistemas; ArgentinaFil: Kofman, Ernesto Javier. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y Sistemas; Argentin

An approach to agent-based modeling with Modelica

Modelica is a free, general-purpose object-oriented equation-based modeling language. It is mainly designed to describe systems using the physical modeling approach. Our proposal to describe Agent-Based Models (ABMs) in Modelica is discussed in this manuscript. The contribution of the presented work is twofold: firstly, to analyze the conceptual requirements to describe ABMs in Modelica; and secondly, to develop a prototype implementation following the previous analysis. Agents are described using a message passing communication mechanism previously proposed by the authors. Additional extensions to this mechanism are proposed in order to describe agent interactions. The environment, where the agents live, is described as a two-dimensional cellular automaton. A new Modelica library, named ABMLib, developed to support this functionality, is presented. A prototype implementation of the message passing mechanism and ABMLib models has been performed to demonstrate the functionality of the library as a proof-of-concept for this proposal.Fil: Sanz, Victorino. Universidad Nacional de Educación a Distancia; EspañaFil: Bergero, Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas. Universidad Nacional de Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas; ArgentinaFil: Urquia, Alfonso. Universidad Nacional de Educación a Distancia; Españ

Escritura Colaborativa utilizando Software Libre

Este artículo resume el trabajo realizado durante el proceso de escritura del libro “Sistemas Operativos” enmarcado dentro del proyecto LATIn. El objetivo del proyecto es la creación colaborativa de material de estudio para cursos universitarios. En este caso el grupo fue conformado con docentes de México, Argentina y Colombia, por lo cual la colaboración es inevitablemente a través de internet. Otro objetivo del proyecto LATIn es la generación de textos abiertos, es decir de libre disposición y sin costo. Siguiendo esta idea, el grupo de trabajo utilizó herramientas de software libre, de código abierto, también sin costo. En este artículo se describe la organización del grupo a la hora de desarrollar el material (formas de comunicación, revisión, coordinación) junto con las herramientas de software utilizadas para su producción y de su uso posterior en el dictado de la materia con la esperanza de que estas experiencias puedan ser utilizadas por otros grupos de escritura tanto en el proyecto LATIn como en su trabajo diario

QSS and Multi-Rate simulation of object-oriented models

Object-Oriented (O-O) languages like Modelica allow the description of multi-domain dynamical models. These models represent a Differential Algebraic Equation (DAE) that is usually converted to an Ordinary Differential Equation (ODE) formulation and simulated using numerical integration methods. Most Modelica tools include Single-Rate integration methods based on time discretization. Recently developed ODE numerical integration methods like Quantized State Systems (QSS) and Multi-Rate algorithms have some features (sparsity exploitation, efficient stiffness handling, efficient integration of loosely coupled systems of equations) that makes them suitable for many applications. By their nature, efficient implementation of these methods requires a different perspective on the model than classical methods, thus it is not a trivial task to implement them in Modelica tools. The Functional Mock-up Interface (FMI) is a tool independent standard for model exchange and co-simulation. Models are exchanged as compiled binaries (Functional Mockup Unit - FMU) with an API that allows the evaluation and simulation of the model. The FMU presents the model as a hybrid ODE on which numerical integration methods (such as Euler, Runge-Kutta) are applied for simulation. In this article we propose an extension to the FMU API to allow QSS and Multi-Rate simulation of O-O oriented models by means of FMI Model-Exchange. This extension opens up the possibility of testing and fine tuning QSS and Multi-Rate algorithms on a wide range of system models. Some results obtained with a prototype implementation on two example cases are reported