Simulador y Emulador

1.    ¿Qué es un software simulador

Definición: Programa que reproduce por software el comportamiento del microcontrolador en la ejecución de un programa.

Su empleo no exige ningún hardware y elimina muchos errores que agilizan el desarrollo posterior.

2.    ¿Qué es un software emulador?

Un emulador es un software que permite ejecutar programas o videojuegos en una plataforma (sea una arquitectura de hardware o un sistema operativo) diferente de aquella para la cual fueron escritos originalmente. A diferencia de un simulador, que solo trata de reproducir el comportamiento del programa, un emulador trata de modelar de forma precisa el dispositivo de manera que este funcione como si estuviese siendo usado en el aparato original.

Un uso popular de los emuladores es el de imitar la experiencia de los videojuegos de máquinas recreativas o videoconsolas en computadoras personales, o el poder ser jugados en otras videoconsolas. La emulación de videojuegos de sistemas antiguos (abandonware) en las modernas computadoras personales y videoconsolas de hoy día resulta generalmente más cómoda y práctico que en los dispositivos originales. Sin embargo, puede ser requerido a los creadores de emuladores una licencia de software para escribir programas originales que dupliquen la funcionabilidad de la ROM y BIOS del hardware original, lo que comúnmente se conoce como high-level emulation o emulación de alto nivel.

3.    Diferencia entre emulador y simulador

Un emulador (imitar lo que otro hace, procurando ventaja) es un programa capaz de actuar de intérprete en la máquina destino (nuestra PC o en una Mac, por ejemplo) para que un software originalmente escrito para otra plataforma pueda ser ejecutado en ella (PalmOS en nuestro caso). 

El emulador traduce el código de la máquina original al código de la de destino (nuestra PC), por lo que nuestra computadora ni siquiera sabe que está comportándose como otra plataforma (otro sistema operativo diferente al que ejecuta por defecto), y tan solo ejecuta el programa siguiendo su propio juego de instrucciones pero adaptado desde la plataforma original.

 Simulador Simular (que simula o finge). Aparato o instalación que simula un fenómeno o reproduce el                       funcionamiento de una máquina, vehículo, etc. Es muy utilizado en adiestramientos. Para comprender mejor la diferencia entre un emulador y un simulador, ejemplifiquemos: en la aviación es muy común que a los pilotos se les entrene en un simulador de vuelo (que simula –valga la redundancia- las condiciones de vuelo que pueden presentarse) con un emulador de la cabina de la aeronave.

4.    Ventajas, desventajas y usos de los emuladores

Ventajas y desventajas de los emuladores

Existe un gran debate sobre la conveniencia o inconveniencia del uso y programación de emuladores. La gente se alinea directamente a favor o en contra de ellos según algunos de estos criterios:

A favor:

• Permiten utilizar sistemas que de otro modo no podríamos usar, por su no disponibilidad, su precio, etc.
• Permiten preservar todos los sistemas hardware mediante una emulación lógica por software (que es cada vez más perfecta) y que certifica que siempre podremos reutilizar los programas y juegos de los sistemas emulados, y además desde cualquier arquitectura actual y futura.
• Permiten encontrar más información sobre los sistemas emulados, y documentarlos de una manera efectiva para una posible futura re implementación.
• Permiten probar sistemas que no conocías, y es posible que hagan que te aficiones a ellos, y trates de conseguir las máquinas propiamente dichas.
• Proporcionan facilidades al programador de estos sistemas para el desarrollo de aplicaciones y juegos para ellos, ya que éstos se pueden probar directamente en el emulador sin necesidad de pasarlos al sistema de prueba, acelerando la depuración de errores.

En contra:

• La utilización de emuladores hace que la gente se centre en la utilización de los mismos y la obtención de juegos y programas como ROMs con el único fin de acaparar juegos de todos los sistemas. Esto produce que la gente no se sienta realmente interesada en buscar, comprar y potenciar los sistemas físicos en sí mismos. Por ejemplo, ¿cuánta gente que use un emulador de SuperNintendo acaba comprando una SuperNintendo física y juegos para la misma? El disponer de los emuladores y las ROMs en CD en Internet hace que no se molesten en disfrutar del hardware en sí mismo.
• Los emuladores no son perfectos: no emulan al 100% todos los aspectos ni del microprocesador ni de los demás elementos asociados al sistema, por lo que la emulación (aunque sea casi perfecta) no es comparable a la sensación y feeling de la máquina real.
• El volcado de juegos que todavía se comercializan y la emulación de recreativas actuales y sistemas a la venta es dañino para el mercado del videojuego. Actualmente podemos jugar en emuladores Arcade a juegos de recreativa que todavía están en los salones. El disponer de estos juegos en casa hace que, al igual que ocurría en el primer punto enumerado, no hagamos uso de las máquinas pagando por usarla.

5.    Ventajas, desventajas y usos de los simuladores

Ventajas de los simuladores:- El estudiante es un agente activo, o sea que es el actor y fuente principal de aprendizaje, por lo que deberesolver la situación del micro-mundo que se le presenta, procesar la información, tomar decisiones, y obtener los resultados.

 - El problema llega a ser un reto para el alumno, con lo que el material logra la fase de motivación. 

 - Se logra cumplir con los requerimientos de los sistemas de ejercitación y práctica en cuanto a practicar y afinar lo aprendido, por medio de vivencias.

 - Le permite manipular al alumno un número reducido de variables, dentro del proceso simulado

 -Proporciona explicación sobre los principios involucrados y cómo son afectadas las variables, cuando  se manipula cada una de ellas.                      

- Ofrece restricciones de operación, de forma que hace necesario que el alumno realice un esfuerzo para lograr las metas propuestas. La razón de ésta propuesta, es que de ésta manera el alumno se verá motivado a lograr los objetivos de operación propuestos.

 

 Desventajas de los Simuladores:- Si el profesor no está de acuerdo con la filosofía de este tipo de     material, y cree que sus estudiantes no serán capaces de lograr lo compuesto, no se sacará provecho de este tipo de material.

- Hay una necesidad de conocer los objetivos o funciones para los que ha sido diseñado el software educativo por parte del docente para que pueda aplicarlo de manera adecuada y eficiente.- En muchos de los casos de simuladores no se pueden medir de alguna manera los efectos producidos por el mensaje, de tal forma que dichos efectos no se puedan atribuir a otros factores diferentes. Es imprescindible que se pueda establecer de manera clara una relación causa/efecto entre lo aplicado en el simulador y el efecto producido en los alumnos.

- En muchas de las Escuelas, sobre todo las públicas, no cuentan con estas nuevas tecnologías por falta de recursos económicos y materiales para poder ser aplicados en todas las aulas.

Estrategias para el uso de Simuladores

Los simuladores son programas de computadora que representan fenómenos fisicoquímicos y que permiten modificar el valor de las variables involucradas y obtener diferentes resultados. Esta aplicación pedagógica de las TIC se basa en la interactividad que ofrecen los simuladores.

La interactividad puede definirse como la relación activa que se establece entre el usuario y la computadora. Esta relación permite a las personas observar la relación que existe entre las variables y algunas veces obtener modelos matemáticos sencillos para explicar su comportamiento.

La metodología de trabajo que se propone consiste en plantear preguntas abiertas y utilizar el simulador para resolverlas. Durante el proceso el alumno desarrolla actividades guiado por el profesor.

En la siguiente lista encontrarás direcciones electrónicas con applets de diferentes áreas del conocimiento.

6.    Simulación y emulación en el diseño de redes LAN, WAN y CISCO.

LAN, La simulación de sistemas es de vital importancia en el mundo actual, casi en cualquier área de desarrollo humano se encuentran paquetes de software especializados en emular sistemas reales, para que estos puedan ser analizados e investigados, sin necesidad de interactuar directamente con el sistema real.

El presente trabajo de grado proyecta realizar el diseño de un software de simulación de redes LAN con tecnología Ethernet, para ser usado por estudiantes del área de comunicaciones de la carrera de Ingeniería Electrónica. La característica mas especial del simulados es ser un sistema multiusuario, donde varios computadores interconectados por internet o por un Router, podrán compartir el mismo entorno de simulación de modo que los estudiantes pueda interactuar entre ellos analizando y aprendiendo de los aspectos más importantes de una red de datos Ethernet.

Este software funcionara de forma didáctica de modo que el aprendizaje de la gran mayoría de las características que describen a una red de datos sea clara y entendible de forma rápida y sencilla.

En el mercado existen diferentes paquetes de simulación para el análisis de redes, cuyas características no se acomodan en su totalidad a nuestras necesidades además estos no son enfocados directamente al ámbito académico.

·         CISCO PACKET TRACER

Software libre implementado para la simulación de redes tanto estructuradas como wireless, fue desarrollado por Cisco Systems, antes de llamarse Cisco Packet Tracer se conocía con el nombre de Routerswork.

Packet Tracer es un simulador que permite la realización y diseño de redes, así como la detección y corrección de errores en sistemas de comunicaciones, además cuenta con la posibilidad de analizar cada proceso que se realiza en el programa de acuerdo al modelo de las capas OSI que puedan intervenir en dicho proceso; razón por la cual es una herramienta muy útil para el proceso de aprendizaje del funcionamiento y configuración de red

7.    Softwares y herramientas para la simulación y emulación de redes LAN, WAN y CISCO. (Mínimo 7).

·         GNS 3

GNS3 es un simulador muy potente que permite mediante un entorno gráfico  dibujar y configurar una topología de red y posteriormente  simular su comportamiento.  Soporta configuración y emulación de dispositivos de interconexión, routers, con sistema operativo IOS CISCO, también permite incorporar hosts (máquinas Linux o Windows) a través de VirtualBox a la topología de red diseñada. Este software permite simular niveles de enlace diversos como Ethernet, Frame Relay, ATM, etc., así como dispositivos de interconexión del nivel de enlace como SWITCH. Además, el tráfico que se genera en la red simulada, puede ser capturado con el software de monitorización de paquetes Wireshark.

·         CNET Network Simulator

CNET es un simulador que permite experimentar y simular paquetes de datos en las capas de enlace, red y transporte en redes LAN (Ethernet IEEE 802.3). Así, si se quiere estudiar el direccionamiento, la detección de colisiones o el enrutamiento en función de un peso de transmisión asignado a cada enlace de redes LAN compuestas por varios segmentos de datos con tecnologia Ethernet 802.3 unidas a través de Routers, CNET es una herramienta muy interesante desde un punto de vista didáctico. Además, puede ser interesante para la simulación prestacional de nodos y puntos de acceso de redes WLAN (IEEE 802.11) que utilizan el protocolo de acceso al medio CSMA/CA. CNET está programado en lenguaje C y puede ser ejecutado en sistemas operativos Linux, UNIX, OS-X o Mac y se distribuye bajo licencia pública GNU (GPL). Además CNET es el software de simulación empleado por el libro “Comunicaciones y Redes de Computadores” de William Stallings para explicar algunos conceptos. La última versión disponible es la v3.2.1 y está disponible a partir de la web de los autores en la escuela de “Computer Science and Software Engineering” de la Universidad “Western Australia”.

·         J-Sim

J-Sim no es propiamente un simulador de redes, más bien se trata de una librería orientada a objetos para cualquier tipo de simulación de procesos discretos. El motor de simulación de J-Sim y su entorno y objetos está programado en Java. J-Sim es ejecutable en sistemas operativos Windows, Linux y Unix, siempre que se disponga de la versión Java 1.5 o superior para su ejecución. J-Sim dispone de paquetes y clases para simular y emular redes de sensores inalámbricos y los protocolos de la capa física y enlace de una red IEEE 802.11. La última versión disponible es la v.0.6.0 que data de Agosto de 2006 y se distribuye bajo licencia Academic v.2.1 e OSI Certified Open Source Software y ha sido desarrollado por el departamento “Ciencias de la Computación e Ingeniería” de la Universidad “West Bohemia” de la República

·         SSFNet

SSFNet es una herramienta para análisis, simulación y modelado de redes escalables de alto rendimiento. SSFNet consta de 3 componentes básicos:
*Un marco de simulación escalable (SSF) programado en en Java y C++ y de código abierto.
*Un lenguaje para modelar la red que se desea simular (DML) con una sintaxis y una grámatica propia. También de código abierto.
*Un entorno de desarrollo integrado (IDE) que agrupa el conjunto de herramientas para construir el modelo de red fácilmente. En este caso no todas las herramientas son de libre distribución.
Es en esta última parte donde se distribuyen cómo código abierto, en Java, el modelado de algunos protocolos de la capa de red y transporte como IP, TCP, UDP, OSPF y BGP, dónde se implementa el funcionamiento de dispositivos de red como Router, o las capas de enlace de redes LAN.

·         NS-2

Ns es un simulador de eventos discretos destinado a la investigación de redes de computadores. Ns proporciona soporte para simular protocolos de la capa de enlace como CSMA/CD, protocolos y algoritmos de encaminamiento, protocolos de transporte como TCP y RTP, protocolos de multicast, protocolos de aplicación como HTTP, TELNET y FTP. Además, también permite simular nivel de enlace de redes 802.11. Ns está programado en C y puede ser instalado en sistemas operativos Unix y Linux (Debian, Ubuntu). Para instalarse en Windows requiere de la aplicación Cygwin.

·         OMNeT++

OMNet es un entorno de simulación de eventos discretos. Su área principal de aplicación es la simulación de redes de comunicaciones y el análisis y evaluación de éstas. OMNet proporciona un conjunto de herramientas y componentes programados en C++ y cuya interfaz gráfica está basada en la plataforma Eclipse. Además, los distintos módulos programados en C++ se agrupan como objetos de alto nivel mediante un lenguaje de descripción de topología denominado NED. De este modo, su arquitectura modular que separa nucleo de simulación, modelos, interfaz gráfico, etc, permite fácilmente integrarlo en aplicaciones personalizadas. OMNet se ejecutra en Linux, Mac OS X, Unix y Windows. Además, este software es libre para uso académico, sin ánimo de lucro, aunque también tiene su versión comercial. También, destacar que tiene una amplia comunidad activa de programación y que su última versión v.4.0/4.1 contiene modelos para simular protocolos como PPP, Ethernet, IP, TCP, UDP, Mobile IPv6, 802.11., etc.

·         VisualSense

VisualSense es un editor y simulador de sistemas de redes de sensores inalámbricos. Forma parte del proyecto Ptolemy II que es un entorno software de código abierto para la simulación y programación de eventos discretos, redes de procesos, etc.