Discrete event cellular models with explicit delays

Modèles cellulaires à événements discrets avec retards explicites

• Auteur / Autrice : Gabriel A. Wainer
• Direction : Norbert Giambiasi, Claudia Frydman
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Productique et informatique
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 3 en cotutelle avec Universidad de Buenos Aires

Mots clés

Mots clés contrôlés

Conception orientée objets (informatique)

Modèles mathématiques

Automates cellulaires

Résumé

Sur un plan conceptuel, le travail présenté dans ce mémoire est consacré à la définition d'un formalisme pour la description et la simulation de modèles cellulaires. Les paradigmes proposés constituent des extensions du formalisme DEVS et de celui des Automates Cellulaires. Des formalismes de spécifications ont été définis pour des modèles cellulaires binaires ou à trois états avec la possibilité de leur associer des retards ayant des sémantiques anticipatoires ou préemptives. Ces concepts de retards issus du domaine des circuits digitaux et adaptés aux automates cellulaires constituent une des originalités de ce travail. Sur un plan concret, nous avons développé un environnement de modélisation et de simulation basé sur les formalismes proposés. Il faut noter qu'une construction automatique d'un modèle exécutable peut être réalisée à partir de sa spécification ce qui simplifie le problème de la vérification du modèle et autorise un développement rapide de simulateurs. Avec cet environnement, il est possible d'effectuer des simulations de modèles hiérarchisés mais également, d'utiliser une mise à plat automatique des modèles pour obtenir des temps d'exécution notablement réduits.

This work is devoted to introduce several formal descriptions used to model and simulate cell-shaped spaces. The paradigms are based on the DEVS and Cellular Automata formalisms, combined with transport delays and inertial delays. The specifications have been defined for binary or three-state cell spaces, and have been extended to other domains. The formalism allow the automatic definition for the cell spaces, easing the model verification, allowing the cost-effective development of simulators, improving also the development performance. A tool was built with the goal to implement the paradigm, allowing to verify empirically the performance of the proposed solutions. An abstract simulation mechanism was also proposed, with the goal to improve the execution times of the cell spaces based on the flattening of the hierarchical models. This approach allowed to improve the execution times up to one order of magnitude. The use of a formal mechanism allows to reduce the development times, due to the improvements obtained in the testing and maintenance phases. The use of this formal mechanism also allows automatic verification of the model structure, permitting the programmer to focus only in the development of the models to be implemented.