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Articulo de referencia

STELLA (lenguaje de programación)

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STELLA (acrónimo de Systems Thinking, Experimental Learning Laboratory with Animation ; también comercializado como iThink ) es un lenguaje de programación visual para el modelado de dinámica de sistemas , introducido por Barry Richmond en 1985. El programa, distribuido por isee systems (anteriormente High Performance Systems), permite a los usuarios ejecutar modelos creados como representaciones gráficas de un sistema utilizando cuatro bloques fundamentales. STELLA se ha utilizado en el ámbito académico como herramienta didáctica y en diversas aplicaciones de investigación y empresariales. El programa ha recibido críticas positivas, siendo elogiado en particular por su facilidad de uso. [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]

Historia

Mientras trabajaba en el Instituto Tecnológico de Massachusetts en la década de 1960, Jay Wright Forrester desarrolló la primera comprensión de la dinámica de sistemas , la cual, según él, solo podía entenderse mediante modelos. [ 6 ] Barry Richmond, profesor de ciencias de sistemas en Dartmouth College, fundó High Performance Systems en 1984. [ 7 ] Con el apoyo financiero de Analog Devices, Inc. y el apoyo técnico de Apple Computer , desarrolló STELLA (acrónimo de Structural Thinking, Experimental Learning Laboratory with Animation, que significa Pensamiento Estructural, Laboratorio de Aprendizaje Experimental con Animación) en su empresa. [ 8 ] [ 9 ] Presentó el prototipo del lenguaje de programación visual en 1985 en la conferencia anual de la System Dynamics Society en un artículo titulado "STELLA: Software para llevar la dinámica de sistemas al otro 98 %". [ 4 ] [ 8 ] [ 10 ]

En ese artículo, Richmond reflexionó sobre el estudio de la dinámica de sistemas: «Si esto es realmente tan genial, ¿por qué no ha despegado el campo?» [ 11 ] Steve Peterson, colega de Richmond, reflexionó tras su muerte en 2002 que Richmond creía que el modelado era una herramienta que todos deberían usar y que esa idea se reflejaba en su trabajo. [ 8 ] Citó un artículo de 1994 en el que Richmond describía a STELLA como «bastante única, bastante poderosa y muy útil como forma de pensar y/o aprender. También es capaz de ser bastante transparente, aprovechando la forma en que aprendemos biología, gestionamos nuestros negocios o llevamos nuestras vidas personales». [ 8 ]

Funcionalidad y características

Un diagrama con un rectángulo azul ("Población felina") alimentado por flechas azules ("Nacimientos de gatos" y "Muertes de gatos"). Las flechas rosas alimentan las flechas azules desde los círculos "Tasa de natalidad de gatos" y "Tasa de mortalidad de gatos".
Un modelo STELLA simple de una población de gatos; los depósitos se representan como rectángulos, los flujos como tuberías hacia/desde el depósito, los convertidores como círculos y los conectores como líneas curvas con flechas. [ 12 ]

El enfoque de STELLA para modelar sistemas comparte algunas similitudes con un precursor, el lenguaje de simulación DYNAMO . DYNAMO definió explícitamente "stocks" (depósitos) y "flows" (entradas y salidas) como variables clave en un sistema, un vocabulario que STELLA comparte. [ 9 ] Dentro de STELLA, los usuarios disponen de una interfaz gráfica de usuario en la que pueden crear modelos gráficos de un sistema utilizando cuatro elementos fundamentales: stocks, flows, converters y connectors. [ 13 ] Las relaciones entre los converters (que transmiten variables de transformación) y otros elementos pueden representarse con converters. Los usuarios pueden introducir valores para stocks, flows y converters (incluidas diversas funciones integradas). [ 14 ] STELLA no diferencia entre variables externas e intermedias dentro de un sistema; todas ellas se representan con converters. [ 15 ]

El software genera ecuaciones de diferencias finitas que describen el modelo gráfico y permite a los usuarios seleccionar un método de análisis numérico para aplicar al sistema, ya sea el método de Euler o varios métodos de Runge-Kutta (de segundo o cuarto orden). [ 16 ] Antes de ejecutar un modelo, los usuarios también pueden especificar un paso de tiempo y un tiempo de ejecución para la simulación. [ 17 ] STELLA puede generar datos en formato gráfico o tabular. [ 18 ]

STELLA se ejecuta en una ventana a la vez, lo que significa que solo se puede ejecutar un modelo en un momento dado. [ 4 ] Los formatos de archivo nativos del programa se indican mediante una extensión de archivo.stm , .stmx, .itm, o . STELLA también utiliza el estándar emergente basado en XML para almacenar modelos, XMILE. [ 19 ] En 2012, dos investigadores lanzaron StellaR, un software que puede traducir modelos de STELLA al lenguaje de programación R. [ 20 ].itmx

Aplicaciones

Educación

Un modelo STELLA de un artículo sobre impactos del carbono en la biomasa forestal [ 21 ]

Debido a su simplicidad en comparación con lenguajes de modelado más complejos, STELLA ha sido citado como una herramienta útil en entornos educativos. [ 6 ] Richmond consideraba con desdén que la mayor parte de la educación consistía en "asimilar contenido" y propuso el pensamiento sistémico como remedio a esto. [ 22 ]

En 1987, High Performance Systems publicó una guía de STELLA que fomentaba su uso en entornos académicos [ 23 ] y se han publicado numerosos libros de texto que enseñan modelado y pensamiento sistémico utilizando el software. [ 24 ] [ 25 ] Algunos ejemplos de ejercicios con STELLA incluyen la recreación del modelo Daisyworld , [ 26 ] la simulación del colapso demográfico de la Isla de Pascua , [ 27 ] y el modelado de la motivación del protagonista a lo largo de Hamlet de William Shakespeare . [ 28 ]

Un estudio de 2010 sobre la eficacia del aprendizaje basado en proyectos en un proyecto de modelado de cuencas hidrográficas realizado por 72 estudiantes de secundaria encontró que la adición de un componente de modelado STELLA en el proyecto mejoró la comprensión general del material en comparación con los métodos tradicionales, especialmente entre las estudiantes, quienes superaron a sus compañeros varones con la adición de STELLA. [ 29 ]

Academia y comercio

El software también se utiliza en entornos de investigación. Entre otros proyectos, los investigadores han utilizado STELLA para aplicar la teoría del pico de Hubbert al suministro de carbón chino , [ 30 ] para modelar la dinámica de la atrazina en tierras agrícolas, [ 31 ] y para simular las interacciones entre macroinvertebrados marinos. [ 32 ]

isee systems [ a ] ​​comercializa un software idéntico dirigido a consumidores empresariales bajo el nombre iThink (anteriormente STELLA for Business). [ 5 ] [ 33 ] Los modelos de iThink se han aplicado a una variedad de sistemas, incluyendo líneas de fabricación, [ 13 ] residuos hospitalarios en países en desarrollo, [ 34 ] coordinación entre una sala de emergencias y camas de hospital, [ 35 ] y competencia en el mercado de video doméstico. [ 5 ]

Recepción

En una reseña del programa publicada en BioScience en 1987 , Robert Costanza escribió que «STELLA es un programa sólido, bien planificado y ejecutado, que abre nuevos caminos». [ 3 ] Elogió su facilidad de uso, considerándola beneficiosa tanto para principiantes interesados ​​en aprender a construir modelos como para expertos que podían usarlo para probar componentes de modelos más complejos. [ 3 ] Una reseña del programa publicada en el Bulletin of the Ecological Society of America en 1998 coincidió en que el programa era fácil de usar, especialmente para modeladores principiantes, pero señaló como inconvenientes la falta de herramientas de optimización de modelos y la capacidad de ejecutar solo una ventana a la vez. [ 4 ]

En un artículo publicado en Complexity en 1997, Benedikt Hallgrímsson consideró que el manual que acompañaba al programa era demasiado entusiasta en su promoción de la teoría de sistemas, pero advirtió que "el manual no tiene por qué restar mérito a lo que, por lo demás, es un programa muy bien pensado y construido". [ 36 ]

Una reseña de iThink de 1991 en Planning Review señaló que la fortaleza del software radicaba en su bajo costo (el programa se vendía a alrededor de $450 (US$ 1064 en dólares de 2025 [ 37 ] ) y la gran cantidad de posibilidades que permitía su formato abierto. [ 5 ]

Véase también

Notas

  1. ↑ High Performance Systems cambió su nombre a isee systems en 2004. [ 7 ]

Referencias

  1. ↑ "Actualizaciones de funciones" . Sistemas isee. Archivado del original el 13 de enero de 2021.
  2. ↑ "Preguntas frecuentes sobre software" . isee systems. Archivado del original el 28 de noviembre de 2020.
  3. 1 2 3 Costanza, R. (febrero de 1987). "Modelado de simulación en Macintosh usando STELLA" . BioScience . 37 (2): 129– 132. doi : 10.2307/1310367 . JSTOR 1310367. S2CID 56217107 .  Icono de acceso cerrado
  4. 1 2 3 4 Carter, J. (octubre de 1998). "Dos lenguajes de programación visual para modelado de simulación: Stella 5.0 y Modelmaker 3.0". Boletín de la Sociedad Ecológica de América . 79 (4): 237– 239. doi : 10.2307/20168276 . JSTOR 20168276. S2CID 62582639 .  Icono de acceso cerrado
  5. 1 2 3 4 Samzelius, JE; Miller, SE (1991). "ithink: Modelos estratégicos animados en su computadora de escritorio". Planning Review . 19 (1): 32– 34. doi : 10.1108/eb054316 .Icono de acceso cerrado
  6. 1 2 Doerr, HM (1996). "Stella diez años después: Una revisión de la literatura". International Journal of Computers for Mathematical Learning . 1 (2): 201– 224. doi : 10.1007/BF00571080 . S2CID 19428296 . Icono de acceso cerrado
  7. 1 2 "High Performance Systems, Inc. se convierte en isee systems" (PDF) (Comunicado de prensa). Lebanon, NH: isee systems. 4 de marzo de 2004. Archivado del original (PDF) el 22 de octubre de 2006. Recuperado el 1 de marzo de 2016 .
  8. 1 2 3 4 Peterson, S. (julio de 2003). Barry Richmond, Dinámica de sistemas y políticas públicas (PDF) . 21.ª Conferencia de Dinámica de Sistemas. Ciudad de Nueva York. págs. 1–14 . Archivado del original (PDF) el 1 de marzo de 2013. Recuperado el 29 de febrero de 2016 . 
  9. 1 2 Bossel 1994 , pág. 213.
  10. ^ Richmond y otros. 1987 , pág. IV.
  11. ↑ Richmond, B. (1985). STELLA: Software para llevar la dinámica de sistemas al otro 98% (PDF) . Tercera Conferencia Internacional de la Sociedad de Dinámica de Sistemas. Keystone, CO. págs. 706–718 . Archivado del original (PDF) el 1 de marzo de 2016. Recuperado el 29 de febrero de 2016 . 
  12. ↑ Richmond et al. 1987 , págs. 85–97.
  13. 1 2 de Souza, R.; Huynh, R.; Chandrashekar, M.; Thevenard, D. (octubre de 1996). Una comparación de paradigmas de modelado para líneas de fabricación . Conferencia Internacional IEEE sobre Sistemas, Hombre y Cibernética, 1996. Pekín. págs. 1253–1258 . doi : 10.1109/ICSMC.1996.571288 . Icono de acceso cerrado
  14. ↑ Hannon y Ruth 1997 , pág. 13.
  15. ↑ Bossel 1994 , pág. 216.
  16. ↑ Taffe, WJ (marzo de 1991). Simulación y modelado con Stella: un curso de educación general . 22º Simposio Técnico SIGCSE sobre Educación en Ciencias de la Computación. San Antonio, TX. pp. 87–91 . doi : 10.1145/107005.107021 . Icono de acceso cerrado
  17. ↑ Hannon y Ruth 1997 , pág. 14.
  18. ↑ Bossel 1994 , pág. 219.
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  22. ↑ Richmond 2013 , págs. 9–11.
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Citado

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  • Hannon, B.; Ruth, M. (1997). Modelado de sistemas dinámicos . Nueva York: Springer-Verlag. ISBN 978-0-387-94850-8.
  • Richmond, B.; Peterson, S.; Vescuso, P. (1987). Guía del usuario académico de STELLA . Lyme, NH: High Performance Systems.
  • Richmond, B. (2013). Introducción al pensamiento sistémico, STELLA . Lebanon, NH: isee systems. ISBN 978-0-9704921-1-1.
  • Sitio web oficial