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En AVISPA nos interesa abordar retos teóricos en concurrencia que permitan el desarrollo de aplicaciones prácticas e innovadoras en ciencia y tecnologia. Concurrencia Programación Concurrente por Restricciones (CCP) Directores: Camilo Rueda - Pontificia Universidad Javeriana, Cali Juan F. Diaz - Universidad del Valle Gerard Assayag - Institut de Rechercher et de Cordination Acoustique/Musique Frank D. Valencia - CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique), Francia Una gran variedad de problemas puede ser modelado en términos de una serie de condiciones obligatorias (restricciones) y de los recursos disponibles para satisfacerlas. Por ejemplo, en la planeación de los horarios de clase en una universidad existen restricciones sobre la disponibilidad de los profesores, el orden de los cursos y la capacidad y características de los salones de clase. A pesar de su diferente naturaleza, la consideración de todas estas restricciones debe conducir a un horario que satisfaga a las partes involucradas. La programación por restricciones es una disciplina reciente que se caracteriza por abordar explícitamente las condiciones de este tipo de problemas difíciles. Su uso se concentra en la definición adecuada de un problema más que en las posibles estrategias para solucionarlo. La dificultad de los problemas que se pueden modelar usando programación por restricciones obliga al diseño e implementación de técnicas innovadoras que mejoren la eficiencia de los programas. La amplia aplicabilidad de esta área en la industria exige también la construcción de herramientas de soporte al programador así como el mejoramiento de los mecanismos existentes. Muchos sistemas de la vida diaria son inheremente concurrentes. Por ejemplo, una orquesta sinfónica puede verse como un sistema concurrente compuesto de instrumentos y voces cuidadosamente ordenados: el papel de cada instrumento cobra sentido sólo cuando suena en conjunto con otros. En este contexto, las partituras de una sinfonía son fundamentales porque describen de forma precisa el orden de entrada de los instrumentos y la duración de sus sonidos, permitiendo así interpretaciones armoniosas. Otro ejemplo de sistema concurrente es el control de impresión de una organización. Dicho sistema debe atender simultáneamente las solicitudes de impresión de múltiples usuarios, teniendo en cuenta aspectos críticos como la capacidad de los equipos de impresión, tiempos de respuesta y la prioridad de ciertos documentos. El modelamiento de sistemas concurrentes se puede realizar mediante el uso de Cálculos de Procesos . Se trata de formalismos matemáticos que permiten expresar de forma clara las características fundamentales de los sistemas. En ellos, la especificación de un sistema se basa en la descripción de los elementos que lo componen y sus interacciones. Además, es posible determinar su evolución mediante una representación explicita del tiempo. Los cálculos de procesos están formulados de tal forma que se favorece su aplicación en un sinnúmero de contextos. VERIFICACIÓN DE PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN: La explosión reciente de las redes de comunicación y la avalancha de datos que actualmente circulan sobre ellas pone de manifiesto la necesidad de encon- trar medios seguros de transmitir información confidencial. Los protocolos de comunicación son especificaciones precisas que describen como transmitir datos (en medios posiblemente inseguros) de tal modo que la información solo este disponible a usuarios y/o aplicaciones autorizadas. Dadas las complejas interacciones que pueden darse en este tipo de protocolos, su modelamiento formal usando cálculos de pro- cesos resulta necesario. BIOLOGÍA SISTÉMICA (SYSTEMS BIOLOGY): Contrario a lo que podria pensarse, la biología sistémica no es la biología de los sistemas. La biología sistémica estudia como los componentes de los sistemas biológicos (por ejemplo, genes y proteínas) interactúan dentro de un organismo. Se trata de un campo de estudio multidisciplinario, en donde además de la biología y la medicina, áreas como química, ciencias de la com- putación e ingeniería tienen lugar. Por su definición, los problemas en biología sistémica son susceptibles de modelarse utilizando cálculos de procesos concurrentes y/o programación por restricciones. INFORMÁTICA MUSICAL: Entendemos la composición asistida por computador (CAC, Computer Aided Composition) desde la perspectiva de los modelos de computación. Una estrategia para hacerlo es definir un conjunto reducido de objetos (con un comportamiento asociado) que sean la base para la construcción de procesos musicales significativos, en la forma de un calculo de procesos concurrentes. De esta forma, con- ceptos y técnicas propias de la teoría de la concurrencia (incluyendo la idea de restricción) son aplicados en el análisis de procesos musicales reales. Este acercamiento permite, entre otras cosas, la construcción segura de herramientas y lenguajes de programación que soporten la creación musical. OPTIMIZACIÓN Y PLANEACIÓN: Los problemas de optimización y planeacion de recursos son fundamentales en muchas áreas de la ingeniería. Informalmente, este tipo de problemas consiste en la asignación efi- ciente de recursos disponibles, teniendo en cuenta condiciones reales, y en el caso de los problemas de optimización, una variable que debe ser minimizada o maximizada. Por ejemplo, en la reconfiguración de redes de energía eléctrica, es fundamental conseguir que la perdida de voltaje sea mínima. Este tipo de problemas se ajustan perfectamente a las ideas de la programación por restricciones. Por lo tanto el reto con- siste, fundamentalmente, en la implementación de técnicas que mejoren los procesos de modelamiento y solución. URL: http://avispa.puj.edu.co Email: [email protected] Sublineas de Investigación Actuales
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Informática Músical
En AVISPA nos interesa abordar retos teóricos en concurrencia que permitan el desarrollo de aplicaciones prácticas e innovadoras en ciencia y tecnologia.
Concurrencia Programación Concurrente por Restricciones (CCP)
Directores: Camilo Rueda - Pontificia Universidad Javeriana, CaliJuan F. Diaz - Universidad del ValleGerard Assayag - Institut de Rechercher et de Cordination Acoustique/MusiqueFrank D. Valencia - CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique), Francia
Una gran variedad de problemas puede ser modelado en términos de una serie de condiciones obligatorias (restricciones) y de los recursos disponibles para satisfacerlas. Por ejemplo, en la planeación de los horarios de clase en una universidad existen restricciones sobre la disponibilidad de los profesores, el orden de los cursos y la capacidad y características de los salones de clase. A pesar de su diferente naturaleza, la consideración de todas estas restricciones debe
conducir a un horario que satisfaga a las partes involucradas.
La programación por restricciones es una disciplina reciente que se caracteriza por abordar explícitamente las condiciones de este tipo de problemas difíciles. Su uso se concentra en la de�nición adecuada de un problema más que en las posibles estrategias para solucionarlo. La di�cultad de los problemas que se pueden modelar usando programación por restricciones obliga al diseño e implementación de técnicas innovadoras que mejoren la e�ciencia de los programas. La amplia aplicabilidad de esta área en la industria exige también la construcción de herramientas de soporte al programador así como el
mejoramiento de los mecanismos existentes.
Entendemos la composición asistida por computador (CAC, Computer Aided Composition) desde la perspectiva de los mod-elos de computación. Una estrategia para hacerlo es definir un conjunto reducido de objetos (con un comportamiento aso-ciado) que sean la base para la construcción de procesos musi-cales significativos, en la forma de un cálculo de procesos con-currente. De esta forma, conceptos y técnicas propias de la teoría de la concurrencia (incluyendo la idea de restricción) son aplicadas en el análisis de procesos musicales. Esto permite, entre otras cosas, la construcción segura de herramientas y apli-caciones que soporten la creación mu-sical.
Muchos sistemas de la vida diaria son inheremente concurrentes. Por ejemplo, una orquesta sinfónica puede verse como un sistema concurrente compuesto de instrumentos y voces cuidadosamente ordenados: el papel de cada instrumento cobra sentido sólo cuando suena en conjunto con otros. En este contexto, las partituras de una sinfonía son fundamentales porque describen de forma precisa el orden de entrada de los instrumentos y la duración de sus sonidos, permitiendo así interpretaciones armoniosas. Otro ejemplo de sistema concurrente es el control de impresión de una organización. Dicho sistema debe atender simultáneamente las solicitudes de impresión de múltiples usuarios, teniendo en cuenta aspectos críticos como la capacidad de los equipos de impresión, tiempos de respuesta y la prioridad de ciertos documentos.
El modelamiento de sistemas concurrentes se puede realizar mediante el uso de Cálculos de Procesos. Se trata de formalismos matemáticos que permiten expresar de forma clara las características fundamentales de los sistemas. En ellos, la especi�cación de un sistema se basa en la descripción de los elementos que lo componen y sus interacciones. Además, es posible determinar su evolución mediante una representación explicita del tiempo. Los cálculos de procesos están formulados de tal forma que se favorece su aplicación en un sinnúmero de contextos.
VERIFICACIÓN DE PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN: La explosión reciente de las redes de comunicación y la avalancha de datos que actualmente circulan sobre ellas pone de manifiesto la necesidad de encon-trar medios seguros de transmitir información confidencial. Los protocolos de comunicación son especificaciones precisas que describen como transmitir datos (en medios posiblemente inseguros) de tal modo que la información solo este disponible a usuarios y/o aplicaciones autorizadas. Dadas las complejas interacciones que pueden darse en este tipo de protocolos, su modelamiento formal usando cálculos de pro-cesos resulta necesario.
BIOLOGÍA SISTÉMICA (SYSTEMS BIOLOGY): Contrario a lo que podria pensarse, la biología sistémica no es la biología de los sistemas. La biología sistémica estudia como los componentes de los sistemas biológicos (por ejemplo, genes y proteínas) interactúan dentro de un organismo. Se trata de un campo de estudio multidisciplinario, en donde además de la biología y la medicina, áreas como química, ciencias de la com-putación e ingeniería tienen lugar. Por su definición, los problemas en biología sistémica son susceptibles de modelarse utilizando cálculos de procesos concurrentes y/o programación por restricciones.
INFORMÁTICA MUSICAL: Entendemos la composición asistida por computador (CAC, Computer Aided Composition) desde la perspectiva de los modelos de computación. Una estrategia para hacerlo es definir un conjunto reducido de objetos (con un comportamiento asociado) que sean la base para la construcción de procesos musicales significativos, en la forma de un calculo de procesos concurrentes. De esta forma, con-ceptos y técnicas propias de la teoría de la concurrencia (incluyendo la idea de restricción) son aplicados en el análisis de procesos musicales reales. Este acercamiento permite, entre otras cosas, la construcción segura de herramientas y lenguajes de programación que soporten la creación musical.
OPTIMIZACIÓN Y PLANEACIÓN: Los problemas de optimización y planeacion de recursos son fundamentales en muchas áreas de la ingeniería. Informalmente, este tipo de problemas consiste en la asignación efi-ciente de recursos disponibles, teniendo en cuenta condiciones reales, y en el caso de los problemas de optimización, una variable que debe ser minimizada o maximizada. Por ejemplo, en la reconfiguración de redes de energía eléctrica, es fundamental conseguir que la perdida de voltaje sea mínima. Este tipo de problemas se ajustan perfectamente a las ideas de la programación por restricciones. Por lo tanto el reto con-siste, fundamentalmente, en la implementación de técnicas que mejoren los procesos de modelamiento y solución.
PROYECTOS RECIENTES Y ACTUALES------------------------------* CRE2: Proyecto financiado por Colciencias y EPSA, con la participación del grupo de investigación GRALTA de la Universidad del Valle. Este proyecto abordo el problema de la minimización de perdidas de potencia en redes de distribución energía eléctrica.
* CRISOL: Este proyecto, ejecutado junto con el Parque Tecnológico del Software de Cali, tuvo como propósito construir aplicaciones y herramientas que faciliten el uso de la programación por restricciones en entornos com-erciales. CRISOL fue cofinanciado por Colciencias y finalizado exitosamente en Febrero de 2005.
* Modelamiento de Problemas en Ciencia y Tecnología Usando Cálculos de Procesos. Este proyecto, financiado por la Facultad de Ingeniería de la Pontificia Universidad Javeriana Cali, pretende el modelamiento de problemas en áreas de interés actual como Biología y Verificación de protocolos de Comunicación. Para lograrlo, es necesario comprender hasta que punto los cálculos de procesos actuales son capaces de modelar los tipos de interac-ción comunes en estas áreas, y determinar las modificaciones necesarias sobre los cálculos de procesos.
* Desarrollo de Contribuciones para el Lenguaje Mozart. Mozart es un lenguaje de programación concurrente por restricciones que ha sido utilizado por el grupo en los últimos años. El propósito de este proyecto es ampliar las capacidades de Mozart, dotándolo de mecanismos para la solución de ecuaciones diferenciales y problemas de programación lineal. Este proyecto es auspiciado por la Facultad de Ingeniería de la Pontificia Universidad Javeriana Cali.
URL: http://avispa.puj.edu.co Email: [email protected]
Sublineas de Investigación Actuales
