Los sistemas informáticos modernos se caracterizan por su complejidad. Un ejemplo de esto son las aplicaciones de software distribuidas, que se componen de múltiples capas de procesamiento, memoria y almacenamiento, cada una conformada por un gran número de recursos físicos y virtuales. Además, los sistemas informáticos tienen como finalidad prestar un servicio de manera efectiva y eficiente, para lo cual deben utilizar apropiadamente los recursos disponibles y prestar una calidad de servicio aceptable para el usuario final.

Diseñar y operar sistemas informáticos es por lo tanto una tarea difícil que requieres gran conocimiento de la plataforma tecnológica utilizada, considerando todas las capas de recursos y sus interacciones. Un mal diseño o una ineficiente operación pueden llevar a mayores costos para las empresas proveedoras del servicio y para los usuarios, así como una calidad de servicio deficiente. Nuestro objetivo es desarrollar modelos matemáticos para el diseño, control y optimización de sistemas informáticos complejos. Estos modelos se basan en técnicas probabilísticas, estadísticas, y de optimización.