Αποκεντρωμένος Υπολογισμός & Μοντελοποίηση (CEID_NE589)
Κωνσταντινος Τσίχλας
Το μάθημα απευθύνεται σε όσους φοιτητές θέλουν να έρθουν σε επαφή με σύγχρονα θέματα που αφορούν τις θεωρητικές θεμελιώσεις του αποκεντρωμένου/κατανεμημένου υπολογισμού και μοντελοποίησης. Ο στόχος είναι οι φοιτητές να έρθουν σε επαφή με προχωρημένα θέματα που αφορούν αρχικά τον κατανεμημένο και έπειτα τον αποκεντρωμένο υπολογισμό. Ταυτόχρονα θα εξοικειωθούν με διάφορα αποκεντρωμένα μοντέλα με στόχο να περιγράψουν τα βασικά τους χαρακτηριστικά και ιδιότητες καθώς και πως τέτοια μοντέλα χρησιμοποιούνται με τη σειρά τους για να περιγράψουν πραγματικά φυσικά/τεχνητά συστήματα. Επιπλέον, θα δοθεί ιδιαίτερη βαρύτητα από την πλευρά της μοντελοποίησης στην υλοποίηση τέτοιων μοντέλων σε NetLogo, ώστε οι φοιτητές εκτός της θεωρητικής ανάλυσης να εκτιμήσουν ένα μοντέλο ενός συστήματος μέσω εκτεταμένου πειραματισμού.
Το μάθημα θα γίνεται κάθε Δευτέρα 17-20 (2Θ+1Φ) στην αίθουσα Ε2. Επίσης, θα δίνονται εγγεγραμμένες διαλέξεις από την ακαδημαϊκή χρονιά 22-23 σχετικά με το εργαστήριο NETLOGO και σε θέματα μοντελοποίησης με πράκτορες (agent-based modeling) από τον κ. Θωμόπουλο. Το εργαστήριο αυτό θα γίνεται εξ' αποστάσεως, χρησιμοποιώντας το zoom από το link στο αριστερό μενού. Το εργαστήριο δεν είναι υποχρεωτικό. Η περιγραφή καθώς και όλο το υλικό κάθε διάλεξης/εργαστηρίου θα αναρτάται στο ιστολόγιο. Το μάθημα προτείνεται σε φοιτητές που να έχουν ολοκληρώσει το 4ο έτος σπουδών χωρίς όμως αυτό να σημαίνει ότι κάποιος φοιτητής στο 8ο εξάμηνο δεν θα μπορέσει να ανταπεξέλθει σε αυτό.
Τρόπος Βαθμολόγησης: Θα δοθούν τρία σετ θεωρητικών/προγραμματιστικών ατομικών/ομαδικών ασκήσεων που θα καλύπτουν το σύνολο της ύλης. Οι φοιτητές μπορούν να επιλέξουν όποιες θέλουν και στο τέλος ο βαθμός τους θα προκύπτει από ένα βεβαρυμένο μέσο όρο της άσκησης σε συνδυασμό με το βαθμό της προφορικής εξέτασης πάνω στις εργασίες που έχουν κάνει και σε γενικά θέματα που αφορούν το μάθημα.
ΛιγότεραΤο μάθημα απευθύνεται σε όσους φοιτητές θέλουν να έρθουν σε επαφή με σύγχρονα θέματα που αφορούν τις θεωρητικές θεμελιώσεις του αποκεντρωμένου/κατανεμημένου υπολογισμού και μοντελοποίησης. Ο στόχος είναι οι φοιτητές να έρθουν σε επαφή με προχωρημένα θέματα που αφορούν αρχικά τον κατανεμημένο και έπειτα τον αποκεντρωμένο υπολογισμό. Ταυτόχρονα θα εξοικειωθούν με διάφορα αποκεντρωμένα μοντέλα με στόχο να περιγράψουν τα βασικά τους χαρακτηριστικά και ιδιότητες καθώς και πως τέτοια μοντέλα χρησιμοποιούνται με τη σειρά τους για να περιγράψουν πραγματικά φυσικά/τεχνητά συστήματα. Επιπλέον, θα δοθεί ιδιαίτερη βαρύτητα από την πλευρά της μοντελοποίησης στην υλοποίηση τέτοιων μοντέλων σε NetLogo, ώστε οι φοιτητές εκτός της θεωρητικής ανάλυσης να εκτιμήσουν ένα μοντέλο ενός συστήματος μέσω εκτεταμένου πειραματισμού.
Το μάθημα θα γίνεται κάθε Δευτέρα 17-20 (2Θ+1Φ) στην αίθουσα Ε2. Επίσης, θα δίνονται εγγεγραμμένες διαλέξεις από την ακαδημαϊκή χρονιά 22-23 σχετικά με το εργαστήριο NETLOGO και σε
Το μάθημα απευθύνεται σε όσους φοιτητές θέλουν να έρθουν σε επαφή με σύγχρονα θέματα που αφορούν τις θεωρητικές θεμελιώσεις του αποκεντρωμένου/κατανεμημένου υπολογισμού και μοντελοποίησης. Ο στόχος είναι οι φοιτητές να έρθουν σε επαφή με προχωρημένα θέματα που αφορούν αρχικά τον κατανεμημένο και έπειτα τον αποκεντρωμένο υπολογισμό. Ταυτόχρονα θα εξοικειωθούν με διάφορα αποκεντρωμένα μοντέλα με στόχο να περιγράψουν τα βασικά τους χαρακτηριστικά και ιδιότητες καθώς και πως τέτοια μοντέλα χρησιμοποιούνται με τη σειρά τους για να περιγράψουν πραγματικά φυσικά/τεχνητά συστήματα. Επιπλέον, θα δοθεί ιδιαίτερη βαρύτητα από την πλευρά της μοντελοποίησης στην υλοποίηση τέτοιων μοντέλων σε NetLogo, ώστε οι φοιτητές εκτός της θεωρητικής ανάλυσης να εκτιμήσουν ένα μοντέλο ενός συστήματος μέσω εκτεταμένου πειραματισμού.
Το μάθημα θα γίνεται κάθε Δευτέρα 17-20 (2Θ+1Φ) στην αίθουσα Ε2. Επίσης, θα δίνονται εγγεγραμμένες διαλέξεις από την ακαδημαϊκή χρονιά 22-23 σχετικά με το εργαστήριο NETLOGO και σε
Θα δούμε κάπως πιο προχωρημένα θέματα κατανεμημένου υπολογισμού που θα περιλαμβάνουν (ενδεικτικά):
- Μοντέλα κατανεμημένου υπολογισμού (LOCAL, CONGEST)
- Το πρόβλημα Maximal Independent Set (αλγόριθμος εμπνευσμένος από τη φύση)
- Αυτο-Σταθεροποίηση (Self-Stabilization)
- Πρωτόκολλα Πληθυσμών (Population Protocols)
Θα ασχοληθούμε περισσότερο με πρωτόκολλα που ο έλεγχος δεν είναι κεντρικοποιημένος. Σε αυτό το πλαίσιο τα θέματα με τα οποία θα ασχοληθούμε περιλαμβάνουν:
- BlockChain - Αποκεντρωμένη Συναίνεση
- Δυναμική Γνώμης - Opinion Dynamics (De Groot και HK μοντέλα)
- Κυψελωτά Αυτόματα
- Δυναμική Πληθυσμών (Lotka-Volterra Μοντέλα)
- Kuramoto Συζευγμένοι Ταλαντωτές
Βασικές αρχές που αφορούν την μοντελοποίηση φυσικών/τεχνητών συστημάτων με πράκτορες. Θα χρησιμοποιηθεί η NETLOGO για την παρουσίαση των σχετικών θεμάτων που περιλαμβάνουν:
- Βασικά προγραμματιστικά εργαλεία της NETLOGO και απλά μοντέλα (π.χ., ant foraging model, Life, Heroes and Cowards, Simple Economy)
- Πιο προχωρημένα μοντέλα και βασικές έννοιες της μοντελοποίησης και προσομοίωσης με πράκτορες (Fire model, DLA model, Segregation model, El Farol model).
- Οι βασικές συνιστώσες ενός ABM: πράκτορες, περιβάλλοντα και αλληλεπιδράσεις. Το predator-prey μοντέλο.
- Ανάλυση ενός μοντέλου (επιδημιολογικά μοντέλα). Το εργαλείο BehaviorSpace για εκτέλεση πολλών πειραμάτων με στόχο την σωστή παραμετροποίηση του μοντέλου.
