The CDG, UDG, and MEL methods for automatic compile-time parallelization of logic programs for independent and-parallelism

There has been significant interest in parallel execution models for logic programs which exploit Independent And-Parallelism (IAP). In these models, it is necessary to determine which goals are independent and therefore eligible for parallel execution and which goals have to wait for which others during execution. Although this can be done at run-time, it can imply a very heavy overhead. In this paper, we present three algorithms for automatic compiletime parallelization of logic programs using IAP. This is done by converting a clause into a graph-based computational form and then transforming this graph into linear expressions based on &-Prolog, a language for IAP. We also present an algorithm which, given a clause, determines if there is any loss of parallelism due to linearization, for the case in which only unconditional parallelism is desired. Finally, the performance of these annotation algorithms is discussed for some benchmark programs.

Non-strict independent and-parallelism

This paper presents and develops a generalized concept of Non-Strict Independent And Parallelism (NSIAP). NSIAP extends the applicability of Independent And- Parallelism (IAP) by enlarging the class of goals which are eligible for parallel execution. At the same time it maintains IAP's ability to run non-deterministic goals in parallel and to preserve the computational complexity expected in the execution of the program by the programmer. First, a parallel execution framework is defined and some fundamental correctness results, in the sense of equivalence of solutions with the sequential model, are discussed for this framework. The issue of efficiency is then considered. Two new definitions of NSI are given for the cases of puré and impure goals respectively and efficiency results are provided for programs parallelized under these definitions which include treatment of the case of goal failure: not only is reduction of execution time guaranteed (modulo run-time overheads) in the absence of failure but it is also shown that in the worst case of failure no speed-down will occur. In addition to applying to NSI, these results carry over and complete previous results shown in the context of IAP which did not deal with the case of goal failure. Finally, some practical examples of the application of the NSIAP concept to the parallelization of a set of programs are presented and performance results, showing the advantage of using NSI, are given.

On the correctness and efficiency of independent and-parallelism in logic programs

This paper presents and proves some fundamental results for independent and-parallelism (IAP). First, the paper treats the issues of correctness and efficiency: after defining strict and non-strict goal independence, it is proved that if strictly independent goals are executed in parallel the solutions obtained are the same as those produced by standard sequential execution. It is also shown that, in the absence of failure, the parallel proof procedure doesn't genérate any additional work (with respect to standard SLDresolution) while the actual execution time is reduced. The same results hold even if non-strictly independent goals are executed in parallel, provided a trivial rewriting of such goals is performed. In addition, and most importantly, treats the issue of compile-time generation of IAP by proposing conditions, to be written at compile-time, to efficiently check strict and non-strict goal independence at run-time and proving the sufficiency of such conditions. It is also shown how simpler conditions can be constructed if some information regarding the binding context of the goals to be executed in parallel is available to the compiler trough either local or program-level analysis. These results therefore provide a formal basis for the automatic compile-time generation of IAP. As a corollary of such results, the paper also proves that negative goals are always non-strictly independent, and that goals which share a first occurrence of an existential variable are never independent.

A simulation study on parallel backtracking with solution memoing for independent and-parallelism

Goal-level Independent and-parallelism (IAP) is exploited by scheduling for simultaneous execution two or more goals which will not interfere with each other at run time. This can be done safely even if such goals can produce multiple answers. The most successful IAP implementations to date have used recomputation of answers and sequentially ordered backtracking. While in principle simplifying the implementation, recomputation can be very inefficient if the granularity of the parallel goals is large enough and they produce several answers, while sequentially ordered backtracking limits parallelism. And, despite the expected simplification, the implementation of the classic schemes has proved to involve complex engineering, with the consequent difficulty for system maintenance and expansion, and still frequently run into the well-known trapped goal and garbage slot problems. This work presents ideas about an alternative parallel backtracking model for IAP and a simulation studio. The model features parallel out-of-order backtracking and relies on answer memoization to reuse and combine answers. Whenever a parallel goal backtracks, its siblings also perform backtracking, but after storing the bindings generated by previous answers. The bindings are then reinstalled when combining answers. In order not to unnecessarily penalize forward execution, non-speculative and-parallel goals which have not been executed yet take precedence over sibling goals which could be backtracked over. Using a simulator, we show that this approach can bring significant performance advantages over classical approaches.

Automatic unrestricted independent and-parallelism in logic programs

We present new algorithms which perform automatic parallelization via source-to-source transformations. The objective is to exploit goal-level, unrestricted independent andparallelism. The proposed algorithms use as targets new parallel execution primitives which are simpler and more flexible than the well-known &/2 parallel operator, which makes it possible to generate better parallel expressions by exposing more potential parallelism among the literals of a clause than is possible with &/2. The main differences between the algorithms stem from whether the order of the solutions obtained is preserved or not, and on the use of determinacy information. We briefly describe the environment where the algorithms have been implemented and the runtime platform in which the parallelized programs are executed. We also report on an evaluation of an implementation of our approach. We compare the performance obtained to that of previous annotation algorithms and show that relevant improvements can be obtained.

A segment-swapping approach for executing trapped computations

We consider the problem of supporting goal-level, independent andparallelism (IAP) in the presence of non-determinism. IAP is exploited when two or more goals which will not interfere at run time are scheduled for simultaneous execution. Backtracking over non-deterministic parallel goals runs into the wellknown trapped goal and garbage slot problems. The proposed solutions for these problems generally require complex low-level machinery which makes systems difficult to maintain and extend, and in some cases can even affect sequential execution performance. In this paper we propose a novel solution to the problem of trapped nondeterministic goals and garbage slots which is based on a single stack reordering operation and offers several advantages over previous proposals. While the implementation of this operation itself is not simple, in return it does not impose constraints on the scheduler. As a result, the scheduler and the rest of the run-time machinery can safely ignore the trapped goal and garbage slot problems and their implementation is greatly simplified. Also, standard sequential execution remains unaffected. In addition to describing the solution we report on an implementation and provide performance results. We also suggest other possible applications of the proposed approach beyond parallel execution.

Participación directa de los trabajadores en la Siderúrgica del Orinoco 'Alfredo Maneiro', Venezuela

Esta investigación, en progreso, se propone caracterizar la participación de los trabajadores promovida en la industria siderúrgica de la región Guayana, Venezuela. Los referentes que sustentan esta investigación se orientan a las categorías de participación de los trabajadores en la toma de decisiones en empresas bajo dos vertientes principales en estudio: la democracia industrial y la gestión o dirección participativa. La investigación se desarrolla bajo una estrategia de acompañamiento a los trabajadores de las mesas de trabajo, en el marco de la Investigación Acción Participativa (IAP), en particular la Sistematización de Experiencias. La ejecución de talleres de formación – investigación con la estrategia de grupos focales facilitó el intercambio de información. El período considerado, para esta fase, se refiere a los encuentros e intercambios entre octubre 2011 y marzo 2012. Los resultados de la sistematización de experiencias de participación en la Siderúrgica del Orinoco (SIDOR) se enmarcan en dimensiones asociadas al origen de la participación, las formas de participación y niveles alcanzados, distinguiendo la participación directa de la indirecta. Los productos de la sistematización comprenden el diseño del taller sobre Participación Directa, un documento síntesis y una presentación para comunicar la experiencia.

Estrategias para la participación de los trabajadores en mejoras tecnológicas asociadas a la industria metalúrgica venezolana

Se planteó la generación y sistematización de estrategias para la participación de los trabajadores en mejoras tecnológicas asociadas a la industria metalúrgica venezolana. Se desarrolló una estrategia de acompañamiento desde la investigación acción participativa (IAP), la ‘investigación próxima’, mediante talleres de formación-investigación y la sistematización de experiencias considerando la perspectiva y necesidades de los actores. Bajo este enfoque, se ejecutaron 10 talleres (de tres tipos), con una participación promedio de 15 trabajadores por taller, en las empresas metalúrgicas de hierro-acero y aluminio de la región Guayana, Venezuela. Desde estos talleres, en un contexto de diálogo de saberes, se validó la propuesta de ‘formación-investigación’ como estrategia útil de intervención en espacios liderados por los trabajadores, a partir de los que surgieron nuevas herramientas prácticas (‘mi historia con la tecnología’, ‘bitácora de aprendizaje’) para la sistematización de su propia experiencia. Estos resultados dan cuenta de la posibilidad de integración de los intereses de los involucrados (trabajadores e investigadores), enriqueciendo el enfoque y el método, mediante las estrategias de encuentro, de sistematización de los propios métodos y de conformación de los ‘colectivos de saberes’, considerando la ‘deriva de la investigación’, bajo discursos prácticos-teóricos propios, como posibilidad de posicionamiento de su participación en los asuntos tecnológicos de sus respectivas organizaciones.

Participación Directa y Aprendizaje de los Trabajadores en Mejoras Tecnológicas a Empresas Bajo Gestión Colectiva. Aplicación en Industrias Metalúrgicas de Venezuela y Argentina

La industria metalúrgica estatal venezolana ha vivido, desde sus inicios, procesos cíclicos de cambios y ajustes tecnológicos. Estos procesos no han sido objeto de sistematización que asegure el aprendizaje y apropiación del conocimiento. Este hecho, aún hoy, ha obstaculizado los procesos de apropiación y mejora de las tecnologías asociadas al sector. A partir del acompañamiento a iniciativas de participación de grupos de interés surgidos del seno de los trabajadores, se planteó esta investigación que tuvo como propósito la determinación de condiciones y relaciones para su participación directa en los procesos de mejora de las tecnologías existentes y el fortalecimiento del aprendizaje asociado. Se consideraron dos ámbitos Latinoamericanos donde hay manifestación de gestión colectiva y participación: Venezuela y Argentina. En el caso venezolano, el abordaje se realizó bajo la Investigación Acción Participativa (IAP), desarrollando la “investigación próxima”, como estrategia de acompañamiento, mediante “talleres de formación-investigación” y la sistematización de experiencias considerando la perspectiva y necesidades de los actores. En el caso argentino, el abordaje se realizó mediante visitas, entrevistas, reuniones y encuentros. Los talleres realizados en Venezuela, en un contexto de diálogo de saberes, facilitaron el surgimiento de herramientas prácticas para la sistematización de su propia experiencia (“Preguntas generadoras”, “Mi historia con la tecnología”, “Bitácora de aprendizaje”). El intercambio con los pares argentinos ha generado una red que plantea la posibilidad de construcción y nucleación conjunta de saberes y experiencia, tanto para los trabajadores como para los investigadores. Los casos estudiados referidos a las empresas recuperadas por los trabajadores (ERTs) argentinos evidencian un proceso de participación marcada por su autonomía en la gestión de la empresa, dadas las circunstancias que los llevó a asumirla para conservar sus puestos de trabajo. De estos casos emergieron categorías asociadas con elementos de gestión de un proceso técnico–tecnológico, como la participación en la planificación, concepción o diseño de la mejora. La participación en general está asociada al hecho asambleario, vinculado a las prácticas de toma de decisiones autogestionarias como expresión de una alta participación. La Asamblea, como máxima instancia de participación, y el Consejo de Administración son las formas de participación prevalecientes. En cuanto al aprendizaje, los trabajadores de las ERTs argentinas aportaron categorías de gran significación a los procesos de socialización del conocimiento: conocimiento colectivo y cooperación del conocimiento, rescate de los saberes y formación de trabajadores que tomen el relevo. Las categorías surgidas de las ERTs argentinas, los referentes teóricos y el interés de los trabajadores venezolanos fueron la base para la valoración tanto de su grado de participación en las mejoras a procesos tecnológicos emprendidas, como del aprendizaje asociado. Ésta valoración se realizó bajo una aproximación borrosa dado el carácter ambiguo de estas categorías que fueron trabajadas como conjuntos que se relacionan, más que como variables. Se encontró que la participación, se configura como un sub-conjunto del aprendizaje para contribuir a su fortalecimiento. Las condiciones y relaciones para fortalecer la participación en los asuntos tecnológicos surgieron a partir de la sistematización y síntesis de ambas experiencias (Venezuela y Argentina) conjugando una estructura que contempla la formación para la nucleación de colectivos de saberes (proyectos de mejora o innovaciones), las redes por afinidad, la sistematización de su propia experiencia técnica y los enlaces institucionales. Estos resultados dan cuenta de la integración de los intereses de las partes (trabajadores, investigadores, instituciones), mediante las estrategias de encuentro, de sistematización de los propios métodos y de conformación de los “colectivos de saberes”, la red de IAP en la industria (IAP Industrial) considerando la “deriva de la investigación”, bajo discursos práctico–teóricos propios, como posibilidad de posicionamiento de su participación en los asuntos tecnológicos de sus respectivas organizaciones, abriendo una oportunidad de ampliación de la experiencia en otros ámbitos y sectores. ABSTRACT Venezuelan's state owned steel industry has experienced since its earliest years, cycles of change and technological adjustments. These processes have not been systematized to ensure learning and knowledge in those organizations. This fact, even today, has hindered the processes of appropriation and improving the technologies associated with the sector. In order to support initiatives involving metalworker interest groups, this research was aimed at determining conditions and relations for their direct participation in process improvements to existing technologies and strengthening the associated learning. Two Latin American countries, Venezuela and Argentina, were considered on the base of their collective management and participation experiences. The Venezuelan approach was carried out under the Participatory Action Research (PAR) strategy, through the ‘proximal research’ as support strategy, by means of ‘workshops–research’ and systematization of experiences considering the perspective and needs of actors. Workshops were carried out in metallurgical enterprises from steel and aluminum at Guayana, Venezuela and its affiliates in the Central region. Those industries have been promoted collective management. The Argentine approach was carried out through visits, interviews, meetings and gatherings. The workshops held in Venezuela, in a dialogue of knowledge context, facilitated the emergence of tools for the systematization of their own experience (‘generating questions’, ‘My history with technology’, ‘Learning Log’). The relation with Argentine peers has generated a network that creates opportunities of knowledge and experience construction and its nucleation for both, workers and researchers. The cases studied relating to Argentine workers’ recuperated enterprises show a participatory process marked by autonomy in the management of the factory, given the circumstances that led them to take it in order to maintain their jobs. From these cases emerged categories associated with management aspects about technical-technology process, such as participation in planning, design or implementation of the improvement. Participation, in general, is associated with assemblies, joined to the practices of self-management decision-making as an expression of a high participation. The Cooperative General Assembly, as the highest instance of participation, and the Board of Directors are the prevalent forms of participation. In relation to learning, Argentine workers’ recuperated enterprises provided categories of great significance to the process of socialization of knowledge: collective knowledge and knowledge cooperation, recovery of knowledge and training workers for replacement. Based on categories arising from the Argentine experience, theoretical framework and the interest of the Venezuelan workers the assessment of both, their degree of participation on technical improvements and the associated technological learning were made considering a fuzzy approach, given the ambiguous nature of these categories that were worked as sets rather than variables. It was found that participation is configured as a subset of learning to contribute to its strengthening. The conditions and relations to strengthen participation in technology issues emerged from the systematization and synthesis of both experiences (Venezuela and Argentina) combining a structure which provides training for the nucleation of collectives of knowledge (improvement projects or innovations), affinity networks, systematization of their own expertise and institutional links. These results show the integration of the interests of stakeholders (workers, researchers, institutions) through strategies like meetings, systematization of their own methods, forming ‘collectives of technological knowledge’ and a participative action research network in this industry (Industrial PAR) considering the ‘research drift’, under their own practical-theoretical discourses positioned as a possibility of their participation in technological activities in their respective organizations, opening an opportunity for scaling to other areas and sectors.

Estudio para un Modelo de Gestión de un Acuífero Costero, mediante Metodologías Participativas y Análisis Geoestadístico en el marco del Desarrollo Local. Manglaralto, Ecuador

El presente estudio se fundamenta en la investigación-acción-participativa (IAP), para buscar alternativas que tiendan al desarrollo local de un territorio. Se centra en la cuenca hidrográfica del rio Manglaralto-Santa Elena-Ecuador, aplicando un sistema metodológico participativo que considera las características peculiares del territorio, que se analizan geoespacialmente reconociendo la influencia de la dinámica de sus cambios y observando los móviles que la propiciaban. A través de mecanismos participativos, se conectan los aspectos técnicos para el conocimiento y el aprovechamiento racional del acuífero costero, con los valores de los habitantes del territorio, para mejorar su abastecimiento de agua y crear nuevas condiciones y oportunidades en el camino del desarrollo local, vislumbrando la sostenibilidad. Cabe indicar que el ente administrativo y propulsor es la Junta de Agua Potable Regional Manglaralto (JAPRM). La hipótesis del estudio considera, que los métodos participativos generan en la comunidad una respuesta basada en su identidad y sus deseos de mejorar, que propiciará una gestión del acuífero costero que conlleve al desarrollo local. Otra hipótesis complementaria estipula que las estrategias del gobierno respecto al turismo propicia un crecimiento en la demanda del agua del acuífero. En Manglaralto-Ecuador, una parroquia de 30.000 habitantes aproximadamente, donde la JAPRM, administra y suministra agua a 23.586 habitantes que cuenta en su organización, llevada por 6 representantes de las comunidades rurales que la conforman, empezaron hace 7 años a buscar una forma de lograr un cambio, de tener agua para el desarrollo de la comunidad. Buscaron ayuda por diferentes medios, políticos, económicas, sociales y encontraron como base fundamental a la cooperación con el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) y la Escuela Superior Politécnica del Litoral (ESPOL) para entrelazar aspectos técnicos, ambientales, sociales y culturales. La gestión del acuífero costero, desde la perspectiva del IAP repercute en el desarrollo de Manglaralto. También se realiza un análisis geoespacial-geoestadístico, para vislumbrar aspectos de cambios en el territorio ligados al crecimiento turístico, que afectan a la demanda del recurso agua proveniente del acuífero costero bajo la administración de la JAPRM. La tesis presenta el modelo integral y propio de la comunidad de Manglaralto, que refleja una evolución que alcanzó un apogeo en 2011 y parte del 2012, con 9 pozos de agua que daban servicio los 365 días del año, 24 horas al día ininterrumpidamente. Las condiciones externas (promociones turísticas de la ruta del Spondylus) han repercutido en nuevas problemáticas (crecimiento elevado de la demanda del agua). El acuífero costero se convierte en el emblema y móvil de solución, gracias a la gestión integral y a la interacción IAP que se amolda a la evolución de las condiciones, buscando soluciones para la comunidad y su entorno. El modelo integral del territorio con la participación de sus pobladores, considera el aspecto turístico, como un agente que propicia la mayor demanda del agua. Situación a la que hay que dar respuesta mediante la observación-reflexión en el ciclo del IAP para generar nuevas directrices estratégicas y gestionar el desarrollo local. ABSTRACT The present study is based on the participatory action research (PAR) methodology in order to look for alternatives which tend to the local development of a territory. It focuses on the Manglaralto hydrographic river basin located in Santa Elena-Ecuador through the application of the participatory methodology which considers the peculiar characteristics of the territory. These are geospatially analyzed recognizing the influence of its dynamic of changes and observing the causes that originated them. Through the use of participatory mechanisms, technical aspects are connected for stimulating knowledge and rational use of the coastal aquifer with the values of inhabitants of the territory to improve the water supply and create new conditions of sustainability. It is important to point out that the administrative organism and promoter is the Manglaralto Regional Fresh Water Board (JAPRM). In Manglaralto-Ecuador, a parish of approximately 30,000 inhabitants, the MRFWB manages and supplies water to 23.586 inhabitants. This organization is composed by 6 representatives of rural communities. It started 7 years ago looking for a way to achieve a change, from obtaining water to developing the community. They seeked for help in different fields such as: political, economic and social and they found International Atomic Energy Agency (IAEA) and Escuela Superior Politécnica del Litoral (ESPOL) as a fundamental basis for cooperation to bond technical, environmental, social and cultural aspects. Management of coastal aquifer, from the PAR perspective affects the development of Manglaralto. Also, a geospatial and geostatistical analysis is carried out to distinguish change aspects in territories related to touristy growth which affects the demand of water obtained from the coastal aquifer under the management of the MRFWB. The thesis presents a comprehensive model that belongs to the Manglaralto community and reveals an evolution that reached a peak in 2011 and part of 2012, with 9 water wells that operated the 365 days of the year 24 hours a day without interruption. The external conditions (touristic packages of Spondylus route) have created new problems (higher demand of water). The coastal aquifer is a symbol and solution, thanks to the comprehensive management and PAR interaction which fits the evolution of conditions, looking for solutions for the community and its surroundings. The comprehensive model of territory with the participation of inhabitants considers the touristic aspect as an agent which brings about a higher demand of water. This situation requests a response through the observation-reflection in the PAR cycle to generate new strategic guidelines and promote the local development.