Clase 4 ( 21/2/2012)

MODELADO - SIMULACIÓN

Hoy en día todos los procesos están automatizados y el sofware empleado en los diferentes niveles de la empresa varía y se adecúan a las tareas especificas de cada proceso empleado en los diferentes niveles de la empresa, es lo que refejamos a continuación en la pirámide de automatización.

 Para hacer este estudio se utilizan los paradigmas que se explicaron en la clase anterior:

• Dynamic system
• System dynamics
• Discrete event
• Agent based

PARTE II Sistema de eventos discretos

A continuación, en la clase se empieza a explicar la parte II del material didáctico los sistemas de eventos discretos. 

Del enlace anterior, podemos acceder a los apuntes explicados en clase, de los cuales podemos destacar los siguientes puntos:

1. Sucesos estocásticos
2. Método de Montecarlo
3. GPSS
4. AnyLogic

 De cada uno podemos encontrar ejemplos en los apuntes mencionados, lo que facilita la comprensión de estos.

Clase 3 (14/2/2012) POO

PROGRAMACIÓN ORIENTADA A OBJETOS (POO)

La programación orientada a objetos o POO (OOP según sus siglas en inglés) es un paradigma de programación que usa objetos y sus interacciones, para diseñar aplicaciones y programas informáticos. Está basado en varias técnicas, incluyendo herencia, abstracción, poliformismo y encapsulamiento. Su uso se popularizó a principios de la década de los años 1990. En la actualidad, existe variedad de lenguajes de programación que soportan la orientación a objetos.

Origen

La programación orientada a objetos se fue convirtiendo en el estilo de programación dominante a mediados de los años ochenta, en gran parte debido a la influencia de C++, una extensión del lenguaje de programación C. Su dominación fue consolidada gracias al auge de las interfaces gráficas de usuario, para las cuales la programación orientada a objetos está particularmente bien adaptada. En este caso, se habla también de programación dirigida por eventos.

Las características de orientación a objetos fueron agregadas a muchos lenguajes existentes durante ese tiempo, incluyendo Ada, BASIC,Lisp, Pascal, entre otros. La adición de estas características a los lenguajes que no fueron diseñados inicialmente para ellas condujo a menudo a problemas de compatibilidad y en la capacidad de mantenimiento del código. Los lenguajes orientados a objetos "puros", por su parte, carecían de las características de las cuales muchos programadores habían venido a depender. Para saltar este obstáculo, se hicieron muchas tentativas para crear nuevos lenguajes basados en métodos orientados a objetos, pero permitiendo algunas características imperativas de maneras "seguras". El Eiffel de Bertrand Meyer fue un temprano y moderadamente acertado lenguaje con esos objetivos pero ahora ha sido esencialmente reemplazado por Java, en gran parte debido a la aparición de Internet, y a la implementación de la máquina virtual de Java en la mayoría de navegadores. PHP en su versión 5 se ha modificado, soporta una orientación completa a objetos, cumpliendo todas las características propias de la orientación a objetos.

CONCEPTOS BÁSICOS

  

La programación orientada a objetos es una forma de programar que trata de encontrar una solución a estos problemas. Introduce nuevos conceptos, que superan y amplían conceptos antiguos ya conocidos. Entre ellos destacan los siguientes:

• Clase: definiciones de las propiedades y comportamiento de un tipo de objeto concreto. La instanciación es la lectura de estas definiciones y la creación de un objeto a partir de ellas.
• Herencia: (por ejemplo, herencia de la clase C a la clase D) Es la facilidad mediante la cual la clase D hereda en ella cada uno de los atributos y operaciones de C, como si esos atributos y operaciones hubiesen sido definidos por la misma D. Por lo tanto, puede usar los mismos métodos y variables publicas declaradas en C. Los componentes registrados como "privados" (private) también se heredan, pero como no pertenecen a la clase, se mantienen escondidos al programador y sólo pueden ser accedidos a través de otros métodos públicos. Esto es así para mantener hegemónico el ideal de OOP.
• Objeto: entidad provista de un conjunto de propiedades o atributos (datos) y de comportamiento o funcionalidad (métodos) los mismos que consecuentemente reaccionan a eventos. Se corresponde con los objetos reales del mundo que nos rodea, o a objetos internos del sistema (del programa). Es una instancia a una clase.
• Método: Algoritmo asociado a un objeto (o a una clase de objetos), cuya ejecución se desencadena tras la recepción de un "mensaje". Desde el punto de vista del comportamiento, es lo que el objeto puede hacer. Un método puede producir un cambio en las propiedades del objeto, o la generación de un "evento" con un nuevo mensaje para otro objeto del sistema.
• Evento: Es un suceso en el sistema (tal como una interacción del usuario con la máquina, o un mensaje enviado por un objeto). El sistema maneja el evento enviando el mensaje adecuado al objeto pertinente. También se puede definir como evento, a la reacción que puede desencadenar un objeto, es decir la acción que genera.
• Mensaje: una comunicación dirigida a un objeto, que le ordena que ejecute uno de sus métodos con ciertos parámetros asociados al evento que lo generó.
• Propiedad o atributo: contenedor de un tipo de datos asociados a un objeto (o a una clase de objetos), que hace los datos visibles desde fuera del objeto y esto se define como sus características predeterminadas, y cuyo valor puede ser alterado por la ejecución de algún método.
• Estado interno: es una variable que se declara privada, que puede ser únicamente accedida y alterada por un método del objeto, y que se utiliza para indicar distintas situaciones posibles para el objeto (o clase de objetos). No es visible al programador que maneja una instancia de la clase.
• Componentes de un objeto: atributos, identidad, relaciones y métodos.
• Identificación de un objeto: un objeto se representa por medio de una tabla o entidad que esté compuesta por sus atributos y funciones correspondientes.

 CARACTERÍSTICAS DE LA POO

Existe un acuerdo acerca de qué características contempla la "orientación a objetos", las características siguientes son las más importantes:

• Abstracción: denota las características esenciales de un objeto, donde se capturan sus comportamientos. Cada objeto en el sistema sirve como modelo de un "agente" abstracto que puede realizar trabajo, informar y cambiar su estado, y "comunicarse" con otros objetos en el sistema sin revelar cómo se implementan estas características. Los procesos, las funciones o los métodos pueden también ser abstraídos y cuando lo están, una variedad de técnicas son requeridas para ampliar una abstracción.El proceso de abstracción permite seleccionar las características relevantes dentro de un conjunto e identificar comportamientos comunes para definir nuevos tipos de entidades en el mundo real. La abstracción es clave en el proceso de análisis y diseño orientado a objetos, ya que mediante ella podemos llegar a armar un conjunto de clases que permitan modelar la realidad o el problema que se quiere atacar.

• Encapsulamiento: Significa reunir a todos los elementos que pueden considerarse pertenecientes a una misma entidad, al mismo nivel de abstracción. Esto permite aumentar la cohesión de los componentes del sistema. Algunos autores confunden este concepto con el principio de ocultación, principalmente porque se suelen emplear conjuntamente.

• Modularidad: Se denomina Modularidad a la propiedad que permite subdividir una aplicación en partes más pequeñas (llamadas módulos), cada una de las cuales debe ser tan independiente como sea posible de la aplicación en sí y de las restantes partes. Estos módulos se pueden compilar por separado, pero tienen conexiones con otros módulos. Al igual que la encapsulación, los lenguajes soportan la Modularidad de diversas formas.

• Principio de Ocultación: Cada objeto está aislado del exterior, es un módulo natural, y cada tipo de objeto expone una interfaz a otros objetos que especifica cómo pueden interactuar con los objetos de la clase. El aislamiento protege a las propiedades de un objeto contra su modificación por quien no tenga derecho a acceder a ellas, solamente los propios métodos internos del objeto pueden acceder a su estado. Esto asegura que otros objetos no pueden cambiar el estado interno de un objeto de maneras inesperadas, eliminando efectos secundarios e interacciones inesperadas. Algunos lenguajes relajan esto, permitiendo un acceso directo a los datos internos del objeto de una manera controlada y limitando el grado de abstracción. La aplicación entera se reduce a un agregado o rompecabezas de objetos.
• Polimorfismo: comportamientos diferentes, asociados a objetos distintos, pueden compartir el mismo nombre, al llamarlos por ese nombre se utilizará el comportamiento correspondiente al objeto que se esté usando. O dicho de otro modo, las referencias y las colecciones de objetos pueden contener objetos de diferentes tipos, y la invocación de un comportamiento en una referencia producirá el comportamiento correcto para el tipo real del objeto referenciado. Cuando esto ocurre en "tiempo de ejecución", esta última característica se llama asignación tardía o asignación dinámica. Algunos lenguajes proporcionan medios más estáticos (en "tiempo de compilación") de polimorfismo, tales como las plantillas y la sobrecarga de operadores de C++.
• Herencia: las clases no están aisladas, sino que se relacionan entre sí, formando una jerarquía de clasificación. Los objetos heredan las propiedades y el comportamiento de todas las clases a las que pertenecen. La herencia organiza y facilita el polimorfismo y el encapsulamiento permitiendo a los objetos ser definidos y creados como tipos especializados de objetos preexistentes. Estos pueden compartir (y extender) su comportamiento sin tener que volver a implementarlo. Esto suele hacerse habitualmente agrupando los objetos en clases y estas en árboles o enrejados que reflejan un comportamiento común. Cuando un objeto hereda de más de una clase se dice que hay herencia múltiple.
• Recolección de basura: la recolección de basura o garbage collector es la técnica por la cual el entorno de objetos se encarga de destruir automáticamente, y por tanto desvincular la memoria asociada, los objetos que hayan quedado sin ninguna referencia a ellos. Esto significa que el programador no debe preocuparse por la asignación o liberación de memoria, ya que el entorno la asignará al crear un nuevo objeto y la liberará cuando nadie lo esté usando. En la mayoría de los lenguajes híbridos que se extendieron para soportar el Paradigma de Programación Orientada a Objetos como C++ u Object Pascal, esta característica no existe y la memoria debe desasignarse manualmente.

  

Clase 3 ( 14/2/2012)

MÉTODOS Y PROGRAMAS DE SIMULACIÓN

Modelización

   Clases de modelos

• Sistemas continuos  
• Ecuaciones diferenciales
• Sistemas lineales
• Sistemas no lineáles
• Sistemas de eventos discratos
• Procesos estocásticos
• Modelos de  colas
• Sistemas reactivos

Tipos de modelos

• Modelos matemáticos
• Modelos computacionales

Sistemas Continuos: el sistema evoluciona de forma contínua (ej: Temperatura, no hay saltos.)

Sistemas discretos: En el sistema se producen eventos (sucesos) de cualquier naturaleza que van a influir en el sistema. El evento sucede en un tiempo muy corto, en ese instante el sistema que venía siendo de una manera "continua" cambia bruscamente.    

Programas de simulación

 Sirven para implementar el modelo matemático y computacional de un sistema y obtener resultados gráficos y animaciones de su comportamiento

Paradigmas de simulación:

• Dynamic Systems
• System Dynamics
• Discrete Event
• Agent Based

Programas de simulación:

• Easy Java Simulations
• GPSS, Simscript, Arena
• AnyLogic
• Matlab

Como notas a destacar de lo anterior, podemos destacar lo siguiente:

• Dynamic Systems: Antiguo, compuesto por matemáticos, ingenieros...
• System Dynamics: Moderno, se creo despues de la 2º Guerra Mundial en el MIT (EE.UU). Esta compuesto por ingenieros,matemáticos, físicos, biólogos, económicos, expertos en bancas...

 

Clase 2 (7/2/2012)

CONTINUACIÓN LENGUAJE JAVA

En esta clase hemos tratado varios temas:

• Memoria de un ordenador
• Librerias java
• JAVA APPLETS

Memoria de un ordenador

La memoria de un ordenador puede describirse básicamente con la siguiente figura. En ella se ve como 32 cables o en los casos más modernos 64, dan valores de 0 y 1  con los que se escriben las direcciones. Después el ordenador muestra el contenido de esa dirección.

1 bit	True/False
1 byte	8 bit
1 Mb	106 bytes
1 Gb	109 bytes

 Bit es el acrónimo Binary digit. (dígito binario). Un bit es la unidad mínima de información empleada en informática, y es también un dígito del sistema de numeración binario. En este sistema sólo se usan dos dígitos: el 0 y el 1. Así, un bit o dígito binario puede representar uno de esos dos valores, 0 ó 1, true ó false, encendido ó apagado...

 Buffer de memoria es un trozo de la misma que se reserva. Al activar la entrada de lectura, se lee el contenido asociado a la dirección.

Librerias Java

 Las librerías ( o packages) de Java son una colección de utilidades y fuciones, ordenadas por su aplicación, que sirven para facilitar las tareas de programación. Las más básicas son:

   

• java.applet

• java.awt

• java.beans

• java.io

• java.lang

• java.math

• java.net

• java.sql

• java.text

• java.util

• Java IDE

  

 JAVA APPLETS  

Los applets son pequeños programas ejecutables escritos en lenguaje Java, que podemos colocar en nuestro servidor, junto con el resto de ficheros que componen un sitio del Web (documentos HTML, ficheros de imagen, sonido, etc.). Sirven para "dar vida" a las páginas Web (interacción en tiempo real, inclusión de animaciones, sonidos...).

Si en una de nuestras páginas hemos incrustado un applet, cuando un usuario cargue la página recibirá del servidor dicho applet (al igual que ocurre con una imagen o sonido), y se ejecutará en su navegador.

Pero para que esto ocurra así, es condición indispensable que el usuario esté utilizando un navegador compatible con Java. Quien utilice un navegador no compatible, no verá la ejecución del programa (ni siquiera lo cargará).

¿Para qué sirven los applets?

Con los applets se pueden conseguir efectos visuales y sonoros (incluso ambos a la vez), textos en movimiento, utilidades (por ejemplo, relojes), pequeños programas educativos, juegos interactivos, presentaciones multimedia, etc. En definitiva, cualquier cosa que se pueda conseguir con un programa pequeño.

Para que un programa escrito en Java y compilado a bytecode se pueda ejecutar en un navegador, creamos un archivo .html en el cual hay que poner la llamada a la ejecución del programa compilado. En la siguiente entrada de este blog, aparecerán tres ejemplos de la aplicación de las applets para entenderlo un poco mejor.

Ventajas 

Los applets de Java suelen tener las siguientes ventajas:

• Son multiplataforma (funcionan en Linux, Windows, Mac OS, y en cualquier sistema operativo para el cual exista una Java Virtual Machine).
• El mismo applet puede trabajar en "todas" las versiones de Java, y no sólo la última versión del plugin. Sin embargo, si un applet requiere una versión posterior del  (JRE), el cliente se verá obligado a esperar durante la descarga de la nueva JRE.
• Es compatible con la mayoría de los navegadores web.
• Puede ser almacenado en la memoria caché de la mayoría de los navegadores web, de modo que se cargará rápidamente cuando se vuelva a cargar la página web, aunque puede quedar atascado en la caché, causando problemas cuando se publican nuevas versiones.
• Puede tener acceso completo a la máquina en la que se está ejecutando, si el usuario lo permite.
• Puede ejecutarse a velocidades comparables a la de otros lenguajes compilados, como C++ (dependiendo de la version de la JVM).
• Puede trasladar el trabajo del servidor al cliente, haciendo una solución web más escalable tomando en cuenta el número de usuarios o clientes.

Desventajas

Los applets de Java suelen tener las siguientes desventajas:

• Requiere el plugin de Java, que no está disponible por defecto en todos los navegadores web.
• No puede iniciar la ejecución hasta que la JVM esté en funcionamiento, y esto puede tomar tiempo la primera vez que se ejecuta un applet.
• Si no está firmado como confiable, tiene un acceso limitado al sistema del usuario - en particular no tiene acceso directo al disco duro del cliente o al portapapeles.
• Algunas organizaciones sólo permiten la instalación de software a los administradores. Como resultado, muchos usuarios (sin privilegios para instalar el plugin en su navegador) no pueden ver los applets.
• Un applet podría exigir una versión específica del JRE.

 

Clase 1 (31/1/2012)

INTRODUCCIÓN AL LENGUAJE JAVA

Podemos definir el lenguaje Java, de forma simplificada, como un lenguaje de programación utilizado en diversos dispositivos, siendo independiente del dispositivo utilizado.

Es un lenguaje de programación con una sintaxis heredada de C y C++, eliminando los punteros, que tantos problemas daban.

El java es muy utilizado tanto en telefonía como en ordenadores, siendo independiente del dispositivo utilizado, es decir es un lenguaje que podremos utilizar el la mayoría de nuestros dispositivos electrónicos, esta característica hace que java sea un lenguaje importante y muy utilizado.

Se puede ejecutar en cualquier plataforma puesto que al compilar genera un código intermedio denominado "bytecode" que puede ser ejecutado por una máquina virtual instalada previamente o bien compilado de nuevo para generar código ejecutable por una máquina determinada. 

Para que se entienda un poco mejor todo lo mencionado en los párrafos anteriores, a continuación aparece un esquema:

 Las librerias o PACKAGES de java, son una colección de utilidades o comandos, ordenados por su aplicación, que facilitan la programación. Son como pequeños programas que pueden usarse dentro del que se esta creando. Se hacen "llamadas" a las librerias:

• java.applet
• java.awt
• java.beans
• java.io
• java.lang
• java.math
• java.net
• java.sql
• java.text
• java.util