Performance analysis and tuning in multicore environments

Performance analysis is the task of monitor the behavior of a program execution. The main goal is to find out the possible adjustments that might be done in order improve the performance. To be able to get that improvement it is necessary to find the different causes of overhead. Nowadays we are already in the multicore era, but there is a gap between the level of development of the two main divisions of multicore technology (hardware and software). When we talk about multicore we are also speaking of shared memory systems, on this master thesis we talk about the issues involved on the performance analysis and tuning of applications running specifically in a shared Memory system. We move one step ahead to take the performance analysis to another level by analyzing the applications structure and patterns. We also present some tools specifically addressed to the performance analysis of OpenMP multithread application. At the end we present the results of some experiments performed with a set of OpenMP scientific application.

Análisis y sintonización de aplicaciones paralelas/distribuidas de bioinformática: caso de estudio mpiBLAST

En termes de temps d'execució i ús de dades, les aplicacions paral·leles/distribuïdes poden tenir execucions variables, fins i tot quan s'empra el mateix conjunt de dades d'entrada. Existeixen certs aspectes de rendiment relacionats amb l'entorn que poden afectar dinàmicament el comportament de l'aplicació, tals com: la capacitat de la memòria, latència de la xarxa, el nombre de nodes, l'heterogeneïtat dels nodes, entre d'altres. És important considerar que l'aplicació pot executar-se en diferents configuracions de maquinari i el desenvolupador d'aplicacions no port garantir que els ajustaments de rendiment per a un sistema en particular continuïn essent vàlids per a d'altres configuracions. L'anàlisi dinàmica de les aplicacions ha demostrat ser el millor enfocament per a l'anàlisi del rendiment per dues raons principals. En primer lloc, ofereix una solució molt còmoda des del punt de vista dels desenvolupadors mentre que aquests dissenyen i evaluen les seves aplicacions paral·leles. En segon lloc, perquè s'adapta millor a l'aplicació durant l'execució. Aquest enfocament no requereix la intervenció de desenvolupadors o fins i tot l'accés al codi font de l'aplicació. S'analitza l'aplicació en temps real d'execució i es considra i analitza la recerca dels possibles colls d'ampolla i optimitzacions. Per a optimitzar l'execució de l'aplicació bioinformàtica mpiBLAST, vam analitzar el seu comportament per a identificar els paràmetres que intervenen en el rendiment d'ella, com ara: l'ús de la memòria, l'ús de la xarxa, patrons d'E/S, el sistema de fitxers emprat, l'arquitectura del processador, la grandària de la base de dades biològica, la grandària de la seqüència de consulta, la distribució de les seqüències dintre d'elles, el nombre de fragments de la base de dades i/o la granularitat dels treballs assignats a cada procés. El nostre objectiu és determinar quins d'aquests paràmetres tenen major impacte en el rendiment de les aplicacions i com ajustar-los dinàmicament per a millorar el rendiment de l'aplicació. Analitzant el rendiment de l'aplicació mpiBLAST hem trobat un conjunt de dades que identifiquen cert nivell de serial·lització dintre l'execució. Reconeixent l'impacte de la caracterització de les seqüències dintre de les diferents bases de dades i una relació entre la capacitat dels workers i la granularitat de la càrrega de treball actual, aquestes podrien ser sintonitzades dinàmicament. Altres millores també inclouen optimitzacions relacionades amb el sistema de fitxers paral·lel i la possibilitat d'execució en múltiples multinucli. La grandària de gra de treball està influenciat per factors com el tipus de base de dades, la grandària de la base de dades, i la relació entre grandària de la càrrega de treball i la capacitat dels treballadors.

Climate change in the Atlantic Ocean since the 1940's and the effects on the global climate

En aquest projecte s’ha estudiat la relació entre els canvis en les temperatures superficials de l’Oceà Atlàntic i els canvis en la circulació atmosfèrica en el segle XX. Concretament s’han analitzat dos períodes de estudi: el primer des del 1940 al 1960 i el segon des del 1980 fins al 2000. S’ha posat especial interès en les anomalies en les temperatures superficials del mar en la regió tropical de l’Oceà Atlàntic i la possible interconnexió amb els canvis climàtics observats i predits. Per a la realització de l’estudi s’han dut a terme una sèrie d’experiments utilitzant el model climàtic elaborat a la universitat d’UCLA (UCLA‐AGCM model). Els resultats obtinguts han estat analitzats en forma de mapes i figures per a cada variable d’estudi. També s’ha fet una comparació entre els resultats obtinguts i altres trobats en altres treballs publicats sobre el mateix tema de recerca. Els resultats obtinguts són molt amplis i poden tenir diverses interpretacions. Tot i així algunes de les conclusions a les quals s’ha arribat són: les diferències més significatives per a les variables estudiades i trobades a partir dels resultats obtinguts del model per als dos períodes d’estudi són en els mesos d’hivern i a la zona dels tròpics; concretament a parts del nord de sud Amèrica i a parts del nord d’Àfrica. S’han trobat també canvis significatius en els patrons de precipitació sobre aquestes mateixes zones. També s’ha observant un moviment cap al nord de la zona d’interconvergència tropical i pot ser degut a l’anòmal gradient trobat a la zona equatorial en les temperatures superficial de l’Oceà. Tot i així per a una definitiva discussió i conclusions sobre els resultats dels experiments, seria necessari un estudi més ampli i profund.

Manifestació dels canvis en la interacció entre el medi natural i la societat: la influència del despoblament a Alins i Farrera

L’objectiu principal d’aquest projecte és analitzar les manifestacions dels canvis produïts en els medis natural i social influenciats pel despoblament (a la segona meitat del s.XX), als municipis d’Alins i Farrera, situats al Pallars Sobirà, i fer-ne una comparació, ja que es tracta de municipis de característiques diferents. Per dur a terme l’estudi, es fa un anàlisi de l’evolució del poblament, un anàlisi dels canvis físics, mitjançant l’avaluació dels canvis en les cobertes del sòl i de la transformació del paisatge amb les fotografies, i un anàlisi dels canvis en les activitats i comportaments socials mitjançant la realització d’entrevistes per elaborar un retrat social de cada època, distingint entre les aportacions de la població autòctona respecte de la nouvinguda. Amb tot, es pretén la realització d’una diagnosi transversal que permeti integrar les diferents temàtiques, i definir unes conclusions generals per mitjà d’uns patrons detectats. Finalment, la conclusió que millor permet recollir tota la informació és la que en resulta d’acceptar el fenomen de despoblament generalitzat, combinat amb el d’un canvi de l’estil de vida global, no només local, que és eina de justificació de moltes de les dinàmiques de canvi observades.

Comportamiento en plantación de nueve genotipos del género Pistacia para su uso forestal en condiciones de sequía estricta

La introducción de varios materiales del género Pistacia procedentes de diferentes partes del mundo se efectuó, en un principio, en el marco de un programa de mejora del pistachero de orientación frutícola en el IRTA de Mas de Bover, para su utilización como patrones. Esta introducción permitió observar el interés medio ambiental y forestal de estas especies en condiciones mediterráneas e identificar algunos progenitores de familia con descendencias destacadas. Para conocer la bondad de estos materiales y evaluar las posibilidades de sus descendencias se diseñó un ensayo de genotipos de pistacea que se plantó en 2003, en Constantí (Tarragona), en condiciones de secano (P ± 500 mm anuales) y a un marco de 7 x 7 m. En el ensayo se incluyeron tres progenies híbridas, dos de P. integerrima x P. atlantica (PAI 0-268 y PAI 0-286) y una de ‘Tsikoudia’ (PTS 0-107), todas ellas producidas en el IRTA, y seis progenies de especies supuestamente puras, cuatro de P. atlantica, dos producidas en el IRTA (PA 0- 121 y PA 0-168) y dos procedente de Túnez, una de P. chinensis llegada de China y una de P. terebinthus, especie autóctona de la Península Ibérica, usada como referencia y procedente de un vivero de Castilla-La Mancha. Se estableció un diseño en bloques completos con 5 repeticiones de 8 árboles. Del 2º al 6º año de plantación se han registrado datos de crecimiento (diámetros y alturas) y de conformación de los árboles (dominancia, rectitud, ramificación, porte y forma de la punta). Los resultados muestran importantes crecimientos de la plantación en altura (incrementos anuales medios entre 50 y 70 cm/año) y en diámetro (incrementos anuales medios a 50 cm del suelo de 5 a 18 mm/año). Se presentan diferencias significativas en vigor entre materiales, destacando los crecimientos primario y secundario de ‘PTS 0-107’ y de ‘PA 0-121’.

Desarrollo de una colección de Líneas Casi Isogénicas (NIL) para el estudio de caracteres de interés agronómico en especies del género Fragaria

Fragaria vesca posee varias características que la hacen interesante como especie modelo en la familia Rosaceae. Además, su naturaleza diploide permite sortear la complejidad genética de la fresa cultivada. Considerando que los genomas de las especies diploides y octoploides de Fragaria mantienen una relación de sintenia y colinearidad, estamos desarrollando una colección de Líneas Casi Isogénicas (NIL) en Fragaria diploide, usando Fragaria bucharica, una variedad asiática, como donante de introgresiones y Fragaria vesca var. Reine des Vallées, una variedad francesa comúnmente cultivada en España para usos industriales, como parental recurrente. Para obtener introgresiones de F. bucharica en un fondo genético homogéneo de F. vesca, se desarrolló un retrocruzamiento y se obtuvo una población BC1 que fue analizada para la presencia de alelos de F. bucharica a lo largo de los 7 grupos de ligamiento (LG) del mapa de referencia de Fragaria. Los individuos con bajo número de introgresiones de gran tamaño, que en conjunto abarcaron todo el genoma de F. bucharica, fueron seleccionados y retrocruzados con el parental recurrente. La descendencia fue analizada para los loci segregantes y los individuos BC2 con 1 ó 2 introgresiones fueron seleccionados como líneas donadoras de introgresiones de las NIL. Hasta el momento se han descrito tres fenotipos dominantes diferentes bajo condiciones de invernadero en varias NIL heterozigóticas: Las plantas con introgresiones en LG2 presentan estolones. Las plantas con introgresiones en LG1 y LG3 presentan floración temprana. Las plantas con introgresiones en LG6 presentan floración estacional. Actualmente se está trabajando en la selección y caracterización de introgresiones de pequeño tamaño mediante la autofecundación de las líneas seleccionadas. La caracterización fenotípica de los recombinantes seleccionados permitirá localizar y estimar los patrones de herencia de los genes implicados en los caracteres descritos, además de la identificación de nuevos caracteres recesivos que aparecerán en homozigosis.

La polémica de los libros de texto de historia como caso de estudio en las relaciones sino-japonesas

En el año 1982, la prensa japonesa publicó que el Ministerio de Educación nipón había suavizado en los libros de texto de historia las atrocidades cometidas durante la Guerra del Pacífico mediante el proceso de autorización de los libros realizado por el gobierno. Esta polémica y la publicación del Nuevo Libro de Historia en el año 2001, han sido dos de las controversias que con más fuerza se han debatido y han influenciado las relaciones bilaterales entre la República Popular China y Japón. El presente trabajo de investigación analiza los factores que contribuyeron al surgimiento del debate sobre la interpretación de la historia en Japón y a la posterior expansión internacional de la polémica de los libros de texto.

¿Es Deng Xizi el Primer Representante del Movimiento Intelectual Denominado Escuela de los Nombres?

La publicación de los códigos penales en el estado de Zheng de la época de las Primaveras y Otoños de China, concretamente en el año 536 a. C., marcó el comienzo del movimiento intelectual denominado Mingjia, que los historiógrafos de la dinastía Han equipararon en importancia con la de otras escuelas de pensamiento de la misma época tales como el Confucianismo y el Taoísmo. Sus miembros eran destacados activistas políticos y sociales y al mismo tiempo se dedicaban al estudio de los nombres conceptuales. Estos dos tipos de actividades no eran incompatibles, sino mutuamente complementarias para estos filósofos elocuentes, quienes contribuyeron especialmente al estudio de Xingming y a las teorías lógicas de la antigua China.

Análisis comparativo de tres técnicas de derivación de células madre

Las células madre embrionarias (Embryonic Stem Cells; ESC) son células pluripotentes que presentan la capacidad de dividirse indefinidamente a la vez que mantienen la habilidad para diferenciarse a cualquier tipo celular. Aunque de manera rutinaria se derivan a partir de la masa celular interna de embriones en estadio de blastocisto, también pueden derivarse a partir de embriones en estadios precompactacionales y de embriones reconstruidos por procesos de transferencia nuclear. Debido a que durante el desarrollo embrionario temprano, momento en el que se derivan las ESC, tienen lugar profundos cambios de metilación en el genoma, tanto la derivación como el cultivo se consagran como técnicas que pueden alterar los patrones de metilación en genes regulados por impronta genómica. Con el objetivo de analizar la estabilidad epigenética de embriones preimplantacionales y ESC murinas, en este trabajo se ha optimizado un protocolo de anàlisis de los niveles de metilación mediante pirosecuenciación. Para ello se han seleccionado tres genes regulados por impronta genómica (H19/Igf2, Snrpn and Peg3), dos genes relacionados con el mantenimiento de pluripotencia en ESC (Oct4, Nanog y Sox2) y dos genes marcadores de diferenciación temprana (Cdx2 y Gata6). Nuestros resultados muestran que algunos grupos de embriones preimplantacionales presentan una hipo e hipermetilación en las regiones diferencialmente metiladas (Differentially Methylated Regions, DMRs) de los genes Snrpn y Peg3. Además, la línea de ESC analizada presentó anomalías en los tres genes regulados por impronta genómica. No obstante, el hecho de que esta línea fuera inestable a nivel cariotípico no permite establecer una relación entre el cultivo in vitro o la técnica de derivación y la inestabilidad epigenética demostrada. Por todo esto, parece pertinente analizar tanto la integridad epigenética como la estabilidad cromosómica de ESC antes de proceder a realizar ensayos clínicos en humanos.

Análisis morfométrico de la extremidad anterior en Carnivora

Durante los cuatro años de disfrute de la beca (2006 – 2009) se ha consolidado una base de datos de medidas osteológicas del esqueleto apendicular de numerosas especies del O. Carnivora. Concretamente, se han medido 364 individuos de 126 especies. Los ejemplares pertenecían a las colecciones del Phyletisches Museum (Jena, Alemania), el Museum für Naturkunde (Berlín, Alemania), el Museu de Ciències Naturals de la Ciutadella (Barcelona, España), el Múseum National d'Histoire Naturelle (París, Francia), y el Museo Nacional de Ciencias Naturales (Madrid, España). Asimismo, con estos datos se han estado preparando tres artículos sobre la morfología de ciertos elementos del esqueleto apendicular en carnívoros, dos de los cuales se encuentran actualmente en estado de revisión para su publicación científica. Dos de ellos, "Scapula, habitat and locomotion in Carnivora" y "Size and shape in the carnivore scapula", relacionan la morfología escapular con factores como el tamaño del animal, el tipo de locomoción que presenta y el hábitat en el que se encuentra; el primero mediante metodología multivariante (análisis funcional) y el segundo bajo las nuevas técnicas de morfometría geométrica. El tercer artículo, "Scaling and mechanics in the carnivore calcaneus: A comparison of natural and artificial selection", evalúa el efecto de diferentes tipos de selección, natural frente a artificial, sobre la morfología del calcáneo y su influencia en la biomecánica de este hueso. Finalmente, también se ha desarrollado un estudio experimental sobre la búsqueda de estabilidad durante la locomoción arbórea, cuyos resultados han dado lugar al artículo "The search for stability on narrow supports: An experimental study in cats and dogs", que también se halla bajo revisión actualmente.

Implementación de una metodología docente basada en las TIC y orientada al autoaprendizaje en asignaturas con un elevado contenido iconográfico en la Licenciatura de Veterinària de la UAB

La adaptación de los estudios universitarios al Espacio Europeo de Educación Superior (EEES) pretende conseguir un nuevo modelo educativo basado en el aprendizaje activo del estudiante. En este sentido, las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TICs) pueden desempeñar un papel importante en la renovación de la metodología docente, y muy especialmente en asignaturas donde la carga iconográfica es fundamental, tal como ocurre en las Ciencias morfológicas y en algunas materias clínicas. En la Licenciatura en Veterinària de la UAB la carga presencial del alumno es muy elevada, lo que deja poco tiempo para el autoaprendizaje activo y el estudio autónomo. Para intentar paliar este problema, en nuestra Titulación se han elaborado en los últimos años diversos atlas y otros documentos virtuales cuyos contenidos didácticos están relacionados con materias como la Anatomía, Parasitología, Radiología y Anatomía Patológica. Estos materiales, algunos de los cuales ya están publicados on line en la plataforma Veterinària Virtual (http://quiro.uab.es), y que están a disposición de los estudiantes, posibilitan reducir en parte la carga presencial, sirven de ayuda en el proceso de enseñanza y aprendizaje, facilitan el aprendizaje no presencial, autónomo y activo y permiten la evaluación continuada, consiguiendo en definitiva un aumento del protagonismo del alumno en el proceso educativo, lo que constituye una de las metas de la adaptación al EEES. Los alumnos valoran muy positivamente la publicación on line de material educativo, ya que representa un recurso didáctico fácilmente disponible, de acceso permanente y de bajo coste económico. La duración del proyecto ha sido de dos años.

La pau en moviment. Protestes, polítiques, impactes. Les experiències del moviment per la pau a Itàlia i Espanya. Barcelona, 29-30 d'octubre de 2010

Relatoria del seminario internacional “La paz en movimiento. Protestas, políticas, impactos. Las experiencias del movimiento por la paz en Italia y en España” celebrado en Barcelona en octubre de 2010 y organizado por el Instituto Catalán Internacional para la Paz (ICIP). El seminario tuvo como objetivo propiciar un espacio de intercambio de ideas en el que confluyeran tanto los activistas como los estudiosos del movimiento por la paz italiano y español. La publicación recoge tanto un resumen de las presentaciones realizadas como de los debates generados.

Simulación de modelos orientados al individuo

Los bancos de peces es un grupo social organizado sin la presencia de un líder. Esta organización se atribuye a dos patrones de comportamiento: atracción biosocial y orientación paralela. Este sistema puede modelarse mediante la aproximación del Modelo orientado al Individuo, donde la conducta de cada individuo por separado define el comportamiento grupal de todos los individuos. El objetivo del trabajo es mejorar el rendimiento del simulador mediante una programación híbrida que aproveche las alternativas de paralelismo en el cómputo que ofrecen las recientes arquitecturas multicore en sistemas de altas prestaciones.

Anàlisi del desenvolupament floral d'un arbust mediterrani, la Globularia alypum, en poblacions costaneres i continentals

En aquest projecte s’ha estudiat la fenologia de floració de nou poblacions de G.alypum, un arbust de fulla perenne típic dels ambients termòfils de l’oest de l’Àrea Mediterrània, situades en diferents localitats de Catalunya. Aquesta espècie té una fenologia de la floració molt variable entre poblacions, ja que poden florir des de l’estiu tardà - tardor primerenca fins a la primavera següent depenent de la població. Es distingeixen dos grups de població, el de floració primerenca i el floració tardana. Les poblacions primerenques creixen, majoritàriament, a les localitats costaneres i floreixen des de setembre fins a novembre. Les poblacions tardanes creixen a les localitats d’interior i floreixen des de febrer fins a abril. En aquest treball es pretén millorar la comprensió sobre les diferències geogràfiques dels patrons de la fenologia floral entre les poblacions de G. alypum. Unes diferències que ja es manifesten al juliol, quan el desenvolupament floral es troba en els seus estadis preliminars. Alhora, en els mesos posteriors, l’increment del desenvolupament floral de les poblacions de G. alypum s’ha correlacionat positivament amb la temperatura mínima del mes de desembre. En aquest projecte també es pretén aprofundir en el coneixement sobre el desenvolupament floral d’aquesta espècie, descriure’n els diferents estadis i trobar un indicador adient per realitzar anàlisis estadístics. Uns aspectes gens banals tenint en compte la importància ecològica de la floració, sobretot en la seva sincronització amb el cicle vital dels pol·linitzadors així com en la seva importància adaptativa.