Anàlisi del sistema operatiu RTLinux e implementació d'un entorn de desenvolupament de tasques en temps real (aplicat al control de processos)

El projecte "Anàlisi del sistema operatiu RTLinux i implementació d'un entorn de desenvolupament de tasques en temps real" analitza la possibilitat de crear un entorn de desenvolupament de tasques en temps real per poder crear sistemes de control complex, tot això mitjançant codi lliure. Inicialment es fa un aprenentatge sobre el concepte de temps real, després s'elegeix el sistema operatiu en temps real RTLinux per a crear l'entorn de desenvolupament utilitzant el llenguatge de programació Tcl/Tk. Es creen un conjunt d'aplicacions (pel control computacional) per estudiar la viabilitat de la construcció de l'entorn desitjat per facilitar la tasca de l'usuari final. Aquest projecte obre multitud de possibles camins a continuar: comunicació remota, implementació de planificadors, estudi de controladors, etc.

Análisis y diseño de un procesador RISC simple para adquisición y proceso de datos

Aquest projecte té com a objectiu l'anàlisi de prestacions de processadors RISC de baix cost i el disseny d'un processador RISC simple per a aplicacions de propòsit general relacionades amb l'adquisició i el procés simple de dades. Com a resultat es presenta el processador SR3C de 32 bits i arquitectura RISC. Aquest processador s'ha descrit i simulat mitjançant el llenguatge de descripció de hardware VHDL i s'ha sintetitzat en una FPGA. El processador està preparat per poder utilitzar-se en SoCs reals gràcies al compliment de l'estàndard de busos Wishbone. A més també es pot utilitzar com plataforma educativa gràcies a l'essamblador i simulador desenvolupats.

Creació d'IP Cores en una plataforma NIOS: metodologia de disseny

NIOS és el processador que Altera empra en els seus dissenys SOC (System On Chip). Per tal de facilitar-ne el seu ús, Altera també proporciona una plataforma de desenvolupament SOPC (System On Programable Chip) que agilitza enormement el disseny d’aquests sistemes. Així doncs, aquest projecte està centrat en la definició metodològica per a la creació d'IP Cores en una plataforma NIOS.

Càlcul distribuït en BOINC per el trencament de l'algorisme RC5

Aquest projecte té com a objectiu participar en el desafiament d'RSA Laboratories corresponent a trencar el criptosistema RC5-32-12-9 proposat. Per realitzar-ho s'ha triat realitzar un atac per força bruta, mitjançant el càlcul distribuït i, més concretament, utilitzant la Public Resource Computing. La plataforma escollida és la Berkeley Open Infrastructure for Network Computing (BOINC), coneguda per la seva utilització en grans projectes com ara SETI@home. En aquest projecte es posa en funcionament la infraestructura i es desenvolupen les aplicacions necessàries per iniciar els càlculs que haurien de permetre el trencament del criptosistema.

Sistema de Informació i Gestió Integral de la Producció Pesquera Internacional (SIGIPPI)

Des de la ciència geogràfica combinada amb el coneixement biològic i comercial, aquest projecte pretén crear una eina basada en la biogeografia i les últimes tecnologies de la Informació Geogràfica, que permetrà a l’usuari disposar de informació actualitzada per cada espècie amb interès comercial. El projecte es basa en el desenvolupament d’una aplicació web de consulta, entrada i actualització de dades referents a la producció pesquera internacional. Les eines utilitzades són les bases de dades MySQL i PostgreSQL i programació web amb html, php i javacript. Aquesta aplicació està pensada per ser accessible des de qualsevol ordinador amb connexió a internet i es subdivideix en tres sub-aplicacions. La primera sub-aplicació es basa en l’entrada d’espècies a partir de l’estructura taxonòmica. Partint de l’arbre taxonòmic, l’usuari té la possibilitat d’entrar, eliminar o modificar qualsevol tàxon o espècie. La segona subaplicació és una eina de digitalització cartogràfica on-line on l’usuari podrà marcar, eliminar o modificar sobre un mapa les localitzacions de les espècies que estiguin entrades en la sub-aplicació anterior. Finalment, la tercera sub-aplicació és una eina d’entrada de dades quinzenals referent als comportaments pel que fa tan a les dimensions com a les disponibilitats de pesca per cada espècie i localització.

PIM place & ghost application

Actualment, el Servei d'Informàtica de l'Escola d'Enginyeries (SIEE) s'enfronta a dos problemes: l'augment del nombre d'alumnes, mantenint el mateix número d'ordinadors per fer les pràctiques i, d'altra banda, el també creixent nombre d'aplicacions que s'han desenvolupat i es desenvolupen per resoldre les necessitats generades pels mateixos alumnes. Aquest projecte neix amb la voluntat de solucionar aquests problemes, creant per un costat un aula de màquines virtuals i per altra banda crear un aplicatiu web, que servirà de framework i contenidor de futures aplicacions, on es pugui connectar de manera senzilla amb les màquines virtuals.

Modelo de un grupo de robots colaboradores cazadores

El nombre d'aplicacions dels microrobots en biomedicina creix a mesura que el seu desenvolupament avança. Entre elles hi ha les consistents a examinar cèl·lules amb microrobots cooperants. En aquest treball es presenta un prototip a escala d'aquest problema, convenientment simplificat: dos robots tracten d'agafar una pilota que representa la cèl·lula que s'examina. Com a resultat, s'ha obtingut un algorisme deliberatiu per a la resolució d'aquest problema amb robots homogenis.

Integració de tècniques per a la comprovació eficient de restriccions d'integritat en la generació de programari per entorns web

Estudi elaborat a partir d’una estada al Politecnico de Milano, Itàlia, entre gener i juny del 2006. Un dels principals objectius de l’Enginyeria del Programari és automatitzar el màxim possible el procés de desenvolupament del programari, reduint costos mitjançant la generació automàtica del programari a partir de la seva especificació. Per assolir-ho, entre altres, cal resoldre el problema de la comprovació eficient de restriccions, que són una part fonamental de l’especificació del programari. Aquest és precisament l’àmbit en què s’està desenvolupant una tesi que presentarà un mètode que poden integrar totes les eines generadores de codi per tal d’assolir una implementació eficient de les restriccions d’integritat. En l’actual fase del projecte s’ha treballat per validar el mètode de la tesi, optimitzant-lo pel cas específic de les aplicacions web i estendre’l per poder tractar també aplicacions basades en workflows. Pel que fa a l’optimització del mètode per aplicacions web, s’han definit una sèrie de paràmetres que permeten configurar la implementació del mètode tenint en compte les necessitats específiques de rendiment de cada aplicació web en particular. Respecte als workflows (cada cop més populars i que s’usen com a definició d’alt nivell per a les aplicacions a desenvolupar) s’ha estudiat quins són els tipus de restriccions que impliquen i com després es pot aplicar el mètode de la tesi sobre aquestes restriccions per tal de generar de forma eficient també les aplicacions basades en workflows.

Desenvolupament d'hidrogels superficials que contenen motius d'adhesió cel·lular

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada al Departament d’Enginyeria Química del Massachusetts Institute of Technology entre abril i octubre del 2006. S’ha dissenyat i sintetitzat uns nous films polimèrics, amb aplicacions en l’àmbit de l’enginyeria de teixits, utilitzant la tècnica anomenada iCVD (initiated Chemical Vapor Deposition), prèviament desenvolupada pel grup receptor. Es tracta d’uns hidrogels superficials de gruix controlable, que incorporen un monòmer fluorat, el qual s’havia estudiat extensament en el grup d’origen. Aquest monòmer es caracteritza per reaccionar molt fàcilment amb pèptids, de manera que aquests queden units covalentment a la superfície. Diferents estratègies pel desenvolupament d’aquests copolímers han estat avaluades, tant des del punt de vista purament sintètic com de la pròpia aplicació. Les condicions de polimerització han estat optimitzades i els hidrogels s’han caracteritzat químicament per tècniques espectroscòpiques (FTIR, XPS), i físicament per angle de contacte i el·lipsometria. D’aquesta manera, s’ha estudiat la capacitat dels hidrogels d’absorbir aigua i alhora augmentar el seu gruix, depenent de la quantitat d’agent reticulant introduït i de la incorporació del nou monòmer. A continuació, s’han optimitzat les condicions de reacció d’aquestes superfícies amb pèptids que incorporen una molècula fluorescent, la qual permet detectar fàcilment per microscòpia de fluorescència si la reacció ha tingut lloc. Una vegada la plataforma ha estat posada a punt, s’han iniciat assajos cel·lulars tant amb fibroblasts embriònics de ratolí com amb cèl·lules humanes umbilicals. Els resultats preliminars suggereixen una morfologia diferent de les cèl·lules segons si es cultiven sobre films modificats amb pèptids que promouen l’adhesió cel·lular o sobre les seves seqüències permutades no actives. Però, el més interessant és que també s’han observat certes diferències depenent si els films contenen el component hidrogel o no, fet que suggeriria un paper actiu d’aquests noves superfícies en el comportament cel·lular.

Políticas de encaminamiento tolerantes a fallos

El uso intensivo y prolongado de computadores de altas prestaciones para ejecutar aplicaciones computacionalmente intensivas, sumado al elevado número de elementos que los componen, incrementan drásticamente la probabilidad de ocurrencia de fallos durante su funcionamiento. El objetivo del trabajo es resolver el problema de tolerancia a fallos para redes de interconexión de altas prestaciones, partiendo del diseño de polí­ticas de encaminamiento tolerantes a fallos. Buscamos resolver una determinada cantidad de fallos de enlaces y nodos, considerando sus factores de impacto y probabilidad de aparición. Para ello aprovechamos la redundancia de caminos de comunicación existentes, partiendo desde enfoques de encaminamiento adaptativos capaces de cumplir con las cuatro fases de la tolerancia a fallos: detección del error, contención del daño, recuperación del error, y tratamiento del fallo y continuidad del servicio. La experimentación muestra una degradación de prestaciones menor al 5%. En el futuro, se tratará la pérdida de información en tránsito.

Aplicaciones Single Program Multiple Data (SPMD) en ambientes distribuidos

Un reto al ejecutar las aplicaciones en un cluster es lograr mejorar las prestaciones utilizando los recursos de manera eficiente, y este reto es mayor al utilizar un ambiente distribuido. Teniendo en cuenta este reto, se proponen un conjunto de reglas para realizar el cómputo en cada uno de los nodos, basado en el análisis de cómputo y comunicaciones de las aplicaciones, se analiza un esquema de mapping de celdas y un método para planificar el orden de ejecución, tomando en consideración la ejecución por prioridad, donde las celdas de fronteras tienen una mayor prioridad con respecto a las celdas internas. En la experimentación se muestra el solapamiento del computo interno con las comunicaciones de las celdas fronteras, obteniendo resultados donde el Speedup aumenta y los niveles de eficiencia se mantienen por encima de un 85%, finalmente se obtiene ganancias de los tiempos de ejecución, concluyendo que si se puede diseñar un esquemas de solapamiento que permita que la ejecución de las aplicaciones SPMD en un cluster se hagan de forma eficiente.

Balanceo distribuido del encaminamiento para topologías fat-tree sobre redes Infiniband

Las redes de interconexión juegan un papel importante en el rendimiento de los sistemas de altas prestaciones. Actualmente la gestión del encaminamiento de los mensajes es un factor determinante para mantener las prestaciones de la red. Nuestra propuesta es trabajar sobre un algoritmo de encaminamiento adaptativo, que distribuye el encaminamiento de los mensajes para evitar los problemas de congestión en las redes de interconexión, que aparecen por el gran volumen de comunicaciones de aplicaciones científicas ó comerciales. El objetivo es ajustar el algoritmo a una topología muy utilizada en los sistemas actuales como lo es el fat‐tree, e implementarlo en una tecnología Infiniband. En la experimentación realizada comparamos el método de control de congestión de la arquitectura Infiniband, con nuestro algoritmo. Los resultados obtenidos muestran que mejoramos los niveles de latencia por encima de un 50% y de throughput entre un 38% y un 81%.