Las organizaciones de e-Business necesitan evaluar sus estrategias de negocios basadas en plataformas tecnológicas informáticas, como estimación del rendimiento. Esta línea de investigación se orienta a desarrollar una metodología de modelado para simulación de Arquitecturas de Negocios Electrónicos, con transacciones Business to Consummer (B2C), de modo de analizar dinámicamente su comportamiento y predecir resultados. Esta metodología se basa en el Modelo de Referencia de Negocios Electrónicos y divide el estudio en dos partes: una específicamente de infraestructura tecnológica y otra de negocios.
Desde el enfoque tecnológico se diseñan los Modelos de Recursos y de Carga de Trabajo y desde el enfoque de negocios se plantea el Modelo Funcional. De la integración de estos modelos se obtiene el Formalismo DEVS (Discrete EVent Systems Specification) del Modelo de Arquitectura buscado. Para la ejecución de la simulación se codifica el formalismo DEVS en la herramienta DEVSJAVA.
Como resultado de la simulación se obtienen métricas que indican el rendimiento de las transacciones comerciales sobre la base de la tecnología informática.Eje: Ingeniería de Software y Base de DatosRed de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

Chezzi, Carlos María

Tymoschuk, Ana Rosa

Villamonte, Ariel

Spanish

El Servicio de Difusión de la Creación Intelectual

Modelado y Simulación de Performance de Transacciones Electrónicas 
Comerciales  
Chezzi(*), Carlos M.,  Villamonte, Ariel (**) y Tymoschuk, Ana Rosa (**) 
 
(*)CIDISI (UTN- FRCON) 
Salta 277, Concordia, Entre Ríos 
TE: 0345-4221390 - FAX: 0345-4214590 
carlos_chezzi@frcon.utn.edu.ar 
 
(**)CIDISI  (UTN- FRSF) 
Lavaise 610 Santa Fe, Santa Fe  
TE: 0342-4602390 – Int. 258/107 
villaariel@gmail.com 
anrotym@ceride.gov.ar 
Contexto 
Esta línea de investigación forma parte del 
Proyecto “Modelos de Simulación de 
Performance de Transacciones de Negocios 
Electrónicos”, acreditado por la UTN y de la 
tesis doctoral “Modelado y Simulación de 
Performance de Procesos de e-Business”.  
Resumen 
Las organizaciones de e-Business necesitan 
evaluar sus estrategias de negocios basadas en 
plataformas tecnológicas informáticas, como 
estimación del rendimiento. Esta línea de 
investigación se orienta a desarrollar una 
metodología de modelado para simulación de 
Arquitecturas de Negocios Electrónicos, con 
transacciones Business to Consummer (B2C), 
de modo de analizar dinámicamente su 
comportamiento y predecir resultados. Esta 
metodología se basa en el Modelo de 
Referencia de Negocios Electrónicos y divide el 
estudio en dos partes: una específicamente de 
infraestructura tecnológica y otra de negocios. 
Desde el enfoque tecnológico se diseñan los 
Modelos de Recursos y de Carga de Trabajo y 
desde el enfoque de negocios se plantea el 
Modelo Funcional. De la integración de estos 
modelos se obtiene el Formalismo DEVS 
(Discrete EVent Systems Specification) del 
Modelo de Arquitectura buscado. Para la 
ejecución de la simulación se codifica el 
formalismo DEVS en la herramienta DEVS-
JAVA. Como resultado de la simulación se 
obtienen métricas que indican el rendimiento de 
las transacciones comerciales sobre la base de la 
tecnología informática. 
Palabras Claves: Modelado B2C. Formalismo 
DEVS. Simulación. Métricas de Recursos. 
Métricas de Negocios. 
1.-Introducción 
Las organizaciones de negocios se enfrentan a 
un nuevo escenario de operaciones, situado en  
un mercado globalizado, donde sus actores son 
complejas redes de asociaciones y sus 
espectadores, un número importante de 
potenciales clientes. A esto, se debe agregar los 
cortos ciclos de vida de sus productos y sobre 
todo, la incorporación de las Tecnologías de la 
Información y las Comunicaciones (TICs), que 
no sólo ofrecen recursos, sino que impactan 
sobre los procesos de negocios, obligando a 
cambiar los paradigmas tradicionales [Doukidis, 
2006]. En este contexto, los gerentes deben 
replantear sus estrategias, centrándose en las 
utilidades de modelos de negocios electrónicos 
(e-business). 
La diversidad de procesos de negocios por 
medios electrónicos existententes y las 
fluctuaciones en las cargas de trabajo 
ocasionadas por las demandas desiguales, 
generan la necesidad de conocer la capacidad de 
respuesta de los sistemas informáticos que 
soportan los sitios webs. Por lo tanto, el proceso 
de e-business requiere de una Arquitectura de 
Negocios Electrónicos que contemple, por un 
lado la infraestructura tecnológica, que describe 
y caracteriza las principales componentes de 
hardware y de software, y por otro la forma en 
que interactúan estas componentes para proveer 
los servicios [Menascé, Almeida, 2000]. 
La capacidad de esta arquitectura puede 
evaluarse por métricas. Existen métricas que 
permiten conocer el desempeño de la 
infraestructura, para informar el rendimiento a 
nivel de recursos que componen el Sitio 
[Menascé, Almeida, 1998], tales como el 
tiempo de respuesta que percibe el ususario y la 
velocidad a la que se procesan las transacciones 
de negocios. Hay otras relacionadas con el 
proceso de negocios que miden los beneficios 
económicos [Gomory y col., 2000], que por la 
naturaleza de las transacciones vía Internet, 
tienen relación directa con la infraestructura 
tecnológica. De ahí la importancia de conocer la 
performance de los procesos de e-Business, 
tanto en el nivel de negocios como en el de 
recursos. 
Con respecto a los antecedentes de modelado, 
cuando se plantea un modelo de sistema 
informático, se tiene en cuenta si las variables 
involucradas son aleatorias y evolucionan en el 
tiempo [Decina y col., 1997, Wolf y col. 1997, 
Menascé y col., 1998, 2000].  Desde el punto de 
vista matemático la mejor representación de 
estos sistemas es mediante el enfoque de los 
procesos estocásticos, para el cual se puede 
utilizar los procesos de Markov, la Teoría de 
Colas y la de Redes de Cola [Lazowska y col., 
1984; Conway y Georganas, 1989; Kleinrock y 
col., 1993; Menascé y Almeida, 1998].  
Otros enfoques alternativos son las Redes de 
Petri [Murata, 1989; Reutenauer, 1990] y la 
Teoría de los Sistemas de Eventos Discretos 
[Cohen y col., 1989; Banks y col., 1996,  
Ziegler, 1976, 1990, 2000]. En los modelos de 
performance de un Sistema de Información las 
principales variables se representan 
matemáticamente por expresiones algebraicas 
recursivas derivadas de la Teoría de Colas 
[Lazowska y col., 1984]. La resolución de 
dichas expresiones se efectúa por medio de 
algoritmos algebraicos que resuelven el 
problema en condiciones de operación estables, 
entre los cuales uno de los típicamente 
utilizados es el Mean Value Analysis (MVA) 
exactos y aproximados [Pighin y  col., 2001]. 
Su implementación en sistemas de mainframes 
tuvo su extensión a sistemas distribuidos locales 
y remotos de Sistemas Cliente-Servidor.   
Estos modelos tienen limitaciones porque no se 
pueden aplicar cuando no se cumplen ciertas 
hipótesis, en situaciones tales como posesión 
simultánea de recursos por parte de algunos 
procesos, prioridades, restricciones de memoria, 
etc. La alternativa para resolver estos casos, así 
como cualquier otro caso, es utilizar modelos de 
simulación para representar el sistema mediante 
un lenguaje de programación dado. La 
modelación y la simulación permiten estimar 
comportamientos que ayudan a la toma de 
decisiones, de modo que se pueda evaluar una 
planificación de capacidades de la Arquitectura 
de Negocios Electrónicos, previo a su 
implementación. 
El objetivo propuesto es desarrollar una 
metodología de modelado para simulación de 
transacciones electrónicas B2C, que evalúe el 
rendimiento del negocio en función de la 
tecnología informática aplicada. 
Los modelos de simulación a plantear siguen un 
enfoque discreto y se presentan con el 
Formalismo DEVS [Zeigler, 2003]. La 
simulación se efectúa en la herramienta DEVS-
JAVA [Zeigler y col., 2003]. Esta herramienta 
tiene la ventaja de representar problemas 
complejos con mayor flexibilidad que modelos 
de tipo analíticos, planteados con la teoría de 
colas o de redes de colas. Además, permiten 
plantear un modelado jerárquico, donde los 
elementos de un sistema pueden agruparse en 
un modelo acoplado, y así simplificar la 
representación y facilitar la reutilización.  
2.- Arquitectura de Referencia del Modelo de 
Negocios Electrónicos 
Como teorización el modelo de negocios, de las 
diferentes definiciones dadas por diversos 
autores, se considera la siguiente “herramienta 
conceptual, que propone un conjunto de 
elementos y relaciones, con el fin de expresar la 
lógica de ingreso de dinero en una organización, 
es decir, una descripción del valor que una 
organización ofrece a sus clientes, su 
arquitectura y redes de socios con el fin de 
generar sustentables flujos de ingresos” 
[Osterwalder, 2005].  
Los procesos que posibilitan la lógica de 
ingreso de dinero pueden ser diseñados para una 
implementación con las TICs, transformándose 
así en un modelo de e-Business, es decir, 
procesos de negocios automatizados (intra o 
inter firma) sobre computadoras mediadas por 
redes [Organization for Economics Cooperation 
and Development (OECD), 2000]. De acuerdo 
al nivel de incorporación de estas tecnologías 
tenemos diferentes configuraciones de modelos 
de e-Business, tales como comercio electrónico 
(e-commerce), publicidad,  servicios de 
posventa, subastas, integración interna de  
procesos a través de sistemas informáticos y 
conformación de redes de organizaciones como 
ventaja competitiva.  
Se define e-commerce como el proceso de 
compra o venta de mercaderías o servicios, sea 
entre organizaciones públicas o privadas, 
individuos o el gobierno, conducido sobre redes 
mediadas por computadoras [OECD, 2006]. 
Actualmente Internet es la red de comunicación 
más reconocida por su llegada masiva a clientes 
y organizaciones comerciales. Según las partes 
que ejecutan las transacciones, el modelo de e-
commerce puede ser categorizado en: B2C 
(Business to Consumer): transacciones entre 
sitios de negocios y clientes al por menor, B2B 
(Business to Business): transacciones entre 
sitios de negocios al por mayor, C2C 
(Consumer to Consumer): subastas entre 
consumidores finales y operaciones con 
organismos gubernamentales como G2B 
(Government to Business) y G2C (Government 
to Citizens) [Menascé, Almeida, 2000].  
De acuerdo a lo expuesto, la metodología 
propone pasos para el diseño de modelos de e-
commerce con transacciones B2C y tiene como 
base conceptual el Modelo de Referencias de 
Negocios Electrónicos [Menascé, Almeida, 
2000]. Este Modelo de Referencia plantea 
cuatro capas subdivididas en dos grupos 
principales. En la figura 1 se observa el grupo 
de alto nivel con un enfoque de negocios y el 
grupo de bajo nivel con una orientación al 
enfoque tecnológico. 
Figura 1: Modelo de Referencia Negocios Electrónicos 
Los dos bloques superiores se concentran en el 
proceso de negocios organizando los servicios 
ofrecidos por el sitio sobre la base de la 
estrategia organizacional Con respecto a los 
bloques inferiores el objetivo es el modelo de 
carga de trabajo y de infraestructura tecnológica 
que soporta la implementación del negocio 
electrónico. 
La Arquitectura de Referencia del Modelo 
presenta la interacción de las capas 
correspondientes al enfoque tecnológico como 
soporte de las funcionalidades requeridas por el 
Modelo de Negocios de las capas superiores. 
Para la Arquitectura de Referencia del Modelo 
se plantea como requerimientos de diseño 
características fundamentales de: (i) 
disponibilidad de servicio, que asegure la 
prestación sin interrupciones; (ii) escalabilidad, 
que permita expandirse frente a nuevos 
requerimientos sin reemplazar el sistema 
existente en su totalidad; (iii) rendimiento: 
alcanzando capacidades de cómputo que 
ejecuten cargas pesadas con eficiencia; (iv) 
flexibilidad frente a cambios. 
3. Metodología de Modelado y Simulación 
La metodología de trabajo parte de una 
abstracción del problema en los Modelos de 
Recursos, Clientes y Funcional. Sobre la base 
del Modelo de Recursos se formaliza la 
representación con DEVS, como Framework 
Orientado a Objetos. Cada Framework describe 
una componente del sistema en estudio como 
modelo atómico, definido por ciertas 
características, que se puede interconectar con 
otros modelos atómicos de forma modular y 
jerárquica. Un conjunto de modelos atómicos se 
constituye en un modelo acoplado o sistema 
más complejo, que a su vez termina cumpliendo 
la función de un nuevo modelo atómico, que se 
interconectará con otros. El Formalismo es 
independiente de todo mecanismo de 
simulación. Como Modelo Funcional se 
construye el Diagrama de Interacciones que 
establece las interconexiones entre los distintos 
elementos del sistema. Estas interacciones 
generan los eventos que completan el 
Framework. Se plantean las métricas para el 
diseño de las salidas. Una vez obtenido el 
Framework DEVS se lo codifica en la 
herramienta DEVS-JAVA para la ejecución de 
la simulación. Esta herramienta se organiza en 
dos módulos fundamentales un Marco 
Experimental y el Sistema en estudio. Este 
Marco Experimental representa la carga de 
trabajo a la que se someterá el  Sistema, y su 
 
Estructura Navegacional
Y Funciones
Modelo de 
Negocios
Modelo
Funcional
Modelo de
Clientes
Modelo de
Recursos
ENFOQUE DE NEGOCIOS
ENFOQUE TECNOLÓGICO
Patrones de 
Comportamiento
de Clientes
Arquitectura del Sitio
y Demandas de 
Servicio
Características del 
Negocio
configuración se basa en el Modelo de Clientes. 
Se ejecutan experiencias de simulación para 
validar el modelo y una vez demostrada la 
idoneidad del mismo se formaliza un Diseño de 
Experimentos  Multifactorial. Se seleccionan 
factores por cada sesión de trabajo y se utilizan  
las métricas propuetas como variables de 
respuestas. Por último, se presentan los gráficos 
e interpretaciones. 
4. Modelo de Recursos. 
Como ejemplificación de la metodología se 
propone un Modelo de Recursos para el lado 
servidor, con una configuración basada de 
capas. En la figura 2  se observan las 
componentes de cada capa, identificando el 
Router, Balanceador de Carga, Servidores Webs 
en la capa 1, Servidores de Aplicación en la 
capa 2 y Servidores de Base de Datos en la capa 
3, conectados a través de tres redes Lans. 
Figura 2: Modelo Multi Capa 
Cada LAN se considera una conexión de tipo 
fullduplex. El arribo de los requerimientos de 
Internet se hace a través del Router, quien los 
entrega al Sitio de Negocios Electrónicos, de 
acuerdo a la asignación del Balanceador de 
Carga. Cada grupo de servidores posee un 
coordinador que toma los requerimientos y los 
asigna al servidor desocupado. La configuración 
propuesta tiene como premisa los 
requerimientos planteados para la Arquitectura 
de escalabilidad, disponibilidad, rendimiento y 
flexibilidad. De este modo se observa una 
abstracción que permite identificar los objetos 
para el Framework DEVS. 
5. Modelo Funcional 
Para el Modelo Funcional se plantean las 
interacciones entre servidores que ejecutan una 
sesión de cliente. Continuando con la 
ejemplificación, la figura 3 muestra un 
Diagrama de Interacciones entre recursos por 
cada sesión de cliente. La clase 1 identifica una 
sesión de cliente que ejecuta una transacción 
Browse, la clase 2 una transacción Search y la 
clase 3 una transacción Order. 
Figura 3: Diagrama de Interacción 
Donde 
C: Cliente – SW: Servidor WEB – SAP: Servidor de 
Aplicación – SBD: Servidor de Base de Datos -   
           Comienzo. 
6. Modelo de Clientes 
Este modelo representa los patrones de 
comportamiento de clientes en sus diferentes 
sesiones. Es el fundamento de los generadores 
de requerimientos correspondiente al Marco 
Experimental. Por cada clase de clientes se 
modela una carga de trabajo basada en 
distribuciones de probabilidad, que se 
seleccionan de acuerdo a la intensidad de carga 
planteada como escenario de simulación. 
7. Métricas de Recursos y de Negocios 
Desde el enfoque tecnológico y de negocios  se 
plantean las siguientes métricas básicas: 
7.1.- Enfoque de Negocios. 
7.1.1.- Transacciones por Clase. Porcentajes de 
Transacciones por clase (Browse, Search, 
Order). 
7.2.- Enfoque Tecnológico 
7.2.1.- Velocidad de Procesamiento: número de 
requerimientos de clientes completados por 
unidad de tiempo. (requerimientos/segundo). 
7.2.2.- Tiempo de Respuesta: tiempo de 
residencia promedio por requerimiento en el 
sistema. (seg.). 
7.2.3.- Utilización de los Recursos: porcentaje 
de uso de los recursos. 
7.2.4.-  Colas Promedio por Coordinador: 
promedio de requerimientos en cola por cada 
coordinador de servidores. (requerimientos) 
 
C 
SW C S AP 
S 
BD 
S 
AP 
C 
C 
S 
BD 
S 
AP 
SW 
SW 
Clase 1: Browse 
Clase 3: Order 
Clase 2: Search 
8- Conclusión y Trabajo Futuro 
En este trabajo se presentan las primeras 
experiencias realizadas sobre diferentes 
configuraciones de plataformas tecnológicas 
para transacciones B2C definidas con el 
formalismo DEVS y simuladas con la 
herramienta DEVS-JAVA. Los experimentos de 
simulación se organizan con un Diseño de 
Experimentos Multifactorial, para identificar 
factores significativos en la elección o ajuste de 
las plataformas tecnológicas para sitios de 
negocios. Es importante destacar las 
capacidades predictivas de la metodología, 
orientada a la evaluación anticipada del 
rendimiento del sistema para determinadas 
cargas de trabajo. Como trabajo futuro se están 
estudiando diferentes herramientas de modelado 
que permitan representar el nivel superior 
correspondiente al Modelo de Negocios. En este 
nivel se deben modelar las estrategias del 
negocio que permitan obtener métricas del 
rendimiento económico en función de la 
plataforma tecnológica y las funcionalidades del 
sitio. A su vez se deben analizar los indicadores 
para cada métrica, que orienten hacia acciones 
de mejora de desempeño a nivel de recursos y 
de negocio. Un aspecto de importancia es la 
implementación de herramientas y técnicas para 
la parametrización del modelo de performance 
de los recursos y del negocio, teniendo en 
cuenta la funcionalidad del sitio y la carga de 
trabajo definida por el comportamiento de los 
usuarios. 
9.- Bibliografía 
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System Simulation” (Second Edition). 
Prentice Hall Inc. New Jersey. (1996). 
Cohen, G. Moller, P. Quadrat, J. Viot, M. 
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Decina, M. Trecordi, V. “Convergence of 
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Doukidis, G. e-Business Perspective. The 
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Gomory, S. Hoch, Lee, R. Podlaseck, J. M. E. 
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Menascé, D. A. Almeida, V. A. F. “Capacity 
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Menascé, D. A. Almeida, V. A. F. “Sacling for 
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Osterwalder, A. “An e-Business Model 
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Zeigler, B. P. “DEVS Today: Recent Advance 
in Discrete Event-Based Information 
Technology”. University of Arizona. (2003). 
Zeigler, B. P., Sarjouguian, H. S. “Introduction 
to DEVS Modelling and Simulation with 
JAVA: Developing Component-Based 
Simulations Models”. University of Arizona. 
(2003). 
 
 


Modelado y simulación de performance de transacciones electrónicas comerciales

http://sedici.unlp.edu.ar/bitstream/handle/10915/20406/Documento_completo.pdf?sequence=1

Modelado y simulación de performance de transacciones electrónicas comerciales

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