simulación

atmósfera de la
luna.
1.1.- Introducción
Actualmente, la simulación es una poderosa técnica para la resolución de problemas. Sus
orígenes están en la teoría de muestreo estadístico y análisis de sistemas físicos probabilísticos
complejos. El aspecto común de ambos es el uso de números y muestras aleatorias para aproximar
soluciones.
Una de las más famosas aplicaciones de muestras aleatorias, ocurre durante la segunda guerra
mundial, cuando la simulación se utilizó para estudiar el flujo de neutrones dentro del desarrollo de la
bomba atómica. Esta investigación era secreta y le dieron un nombre en código: Monte Carlo. Este
nombre se mantiene, y durante mucho tiempo se usaba para hacer referencia a algunos esfuerzos en
simulación. Pero el término métodos Monte Carlo, se refiereactualmente a una rama de las
matemáticas experimentales que trata con experimentos de números aleatorios, mientras que el
término simulación, o simulación de sistemas, cubre una técnica de análisis más práctico, y es lo que
vamos a estudiar.
Introducción a la Simulación
2
Vamos a ver técnicas que utilizan los computadores para imitar, o simular, el comportamiento
de sistemas del mundoreal. Para estudiar científicamente estos sistemas, a menudo se han de hacer
una serie de suposiciones acerca de cómo trabaja éste. Estas suposiciones que usualmente toman la
forma de relaciones matemáticas o lógicas, constituyen un modelo que va a ser usado para intentar
comprender el comportamiento del sistema correspondiente.
Si las relaciones que componen el modelo son suficientemente simples,es posible usar
métodos matemáticos (tales como álgebra, cálculo o teoría de la probabilidad) para obtener una
información exacta de las cuestiones de interés; a esto se le llama solución analítica. Sin embargo, la
mayoría de los sistemas del mundo real son demasiado complejos y normalmente los modelos realistas
de los mismos, no pueden evaluarse analíticamente. Lo que se puede hacer esestudiar dichos modelos
mediante simulación. En una simulación se utiliza el ordenador para experimentar con un modelo
numéricamente, de forma que con los resultados obtenidos se haga una estimación de las
características del sistema.
1.2.- Sistemas, Modelos y Simulación
Un Sistema se define como una colección de entidades (por ejemplo, personas, máquinas, ...)
que actúan e interactúan juntaspara lograr un fin común. En la práctica qué se entiende por sistema
depende de los objetivos del estudio particular que se pretenda hacer. El conjunto de entidades que
componen el sistema para un estudio puede ser sólo un conjunto de todas las entidades utilizadas para
otro estudio.
Se puede definir el estado de un sistema con un conjunto de variables necesarias para describir
el sistema en unpunto particular de tiempo, relativo a los objetivos del estudio.
Los sistemas se pueden clasificar en dos tipos, discretos y continuos. Un sistema discreto es
aquel en el que las variables de estado cambian instantáneamente en puntos separados en el tiempo.
Un sistema continuo es aquel en el que las variables de estado cambian continuamente con respecto al
tiempo. En la práctica muchossistemas no son completamente discretos o continuos, usualmente es
posible clasificarlos en base al tipo de cambios que predominen en el mismo.
En algunos momentos en la vida de un sistema es necesario estudiar el mismo para entender
las relaciones entre sus componentes o predecir su comportamiento bajo nuevas condiciones que se
consideran. Existen diferentes formas de estudiar un sistema (Figura1.1):
· Experimentar sobre el sistema actual frente a experimentar con un modelo del sistema.
Lo primero es preferible siempre y cuando se pueda alterar el sistema con las nuevas
condiciones y no sea muy costoso. Sin embargo es muy raro que esto se pueda llevar a
cabo, ya que normalmente estos experimentos suelen ser muy costosos o muy
destructivos para el sistema. Incluso puede ocurrir que...