Uma Biblioteca para programação paralela por troca de mensagens de clusters baseados na tecnologia SCI

A presente Dissertação propõe uma biblioteca de comunicação de alto desempenho, baseada em troca de mensagens, especificamente projetada para explorar eficientemente as potencialidades da tecnologia SCI (Scalable Coherent Interface). No âmago da referida biblioteca, a qual se denominou DECK/SCI, acham-se três protocolos de comunicação distintos: um protocolo de baixa latência e mínimo overhead, especializado na troca de mensagens pequenas; um protocolo de propósito geral; e um protocolo de comunicação que emprega uma técnica de zero-copy, também idealizada neste Trabalho, no intuito de elevar a máxima largura de banda alcançável durante a transmissão de mensagens grandes. As pesquisas desenvolvidas no decurso da Dissertação que se lhe apresenta têm por mister proporcionar um ambiente para o desenvolvimento de aplicações paralelas, que demandam alto desempenho computacional, em clusters que se utilizam da tecnologia SCI como rede de comunicação. A grande motivação para os esforços envidados reside na consolidação dos clusters como arquiteturas, a um só tempo, tecnologicamente comparáveis às máquinas paralelas dedicadas, e economicamente viáveis. A interface de programação exportada pelo DECK/SCI aos usuários abarca o mesmo conjunto de primitivas da biblioteca DECK (Distributed Execution Communication Kernel), concebida originalmente com vistas à consecução de alto desempenho sobre a tecnologia Myrinet. Os resultados auferidos com o uso do DECK/SCI revelam a eficiência dos mecanismos projetados, e a utilização profícua das características de alto desempenho intrínsecas da rede SCI, haja visto que se obteve uma performance muito próxima dos limites tecnológicos impostos pela arquitetura subjacente. Outrossim, a execução de uma clássica aplicação paralela, para fins de validação, testemunha que as primitivas e abstrações fornecidas pelo DECK/SCI mantêm estritamente a mesma semântica da interface de programação do original DECK.

Sistema Aldeia : programação paralela e distribuída em Java sobre Infiniband e DECK

Esse trabalho de dissertação está incluído no contexto das pesquisas realizadas no Grupo de Processamento Paralelo e Distribuído da UFRGS. Ele aborda as áreas da computação de alto desempenho, interfaces simples de programação e de sistemas de interconexão de redes velozes. A máquina paralela formada por agregados (clusters) tem se destacado por apresentar os recursos computacionais necessários às aplicações intensivas que necessitam de alto desempenho. Referente a interfaces de programação, Java tem se mostrado uma boa opção para a escrita de aplicações paralelas por oferecer os sistemas de RMI e de soquetes que realizam comunicação entre dois computadores, além de todas as facilidades da orientação a objetos. Na área a respeito de interconexão de rede velozes está emergindo como uma tentativa de padronização a nova tecnologia Infiniband. Ela proporciona uma baixa latência de comunicação e uma alta vazão de dados, além de uma série de vantagens implementadas diretamente no hardware. É neste contexto que se desenvolve o presente trabalho de dissertação de mestrado. O seu tema principal é o sistema Aldeia que reimplementa a interface bastante conhecida de soquetes Java para realizar comunicação assíncrona em agregados formados por redes de sistema. Em especial, o seu foco é redes configuradas com equipamentos Infiniband. O Aldeia objetiva assim preencher a lacuna de desempenho do sistema padrão de soquetes Java, que além de usar TCP/IP possui um caráter síncrono. Além de Infiniband, o Aldeia também procura usufruir dos avanços já realizados na biblioteca DECK, desenvolvida no GPPD da UFRGS. Com a sua adoção, é possível realizar comunicação com uma interface Java sobre redes Myrinet, SCI, além de TCP/IP. Somada a essa vantagem, a utilização do DECK também proporciona a propriedade de geração de rastros para a depuração de programas paralelos escritos com o Aldeia. Uma das grandes vantagens do Aldeia está na sua capacidade de transmitir dados assincronamente. Usando essa técnica, cálculos da aplicação podem ser realizados concorrentemente com as operações pela rede. Por fim, os canais de dados do Aldeia substituem perfeitamente aqueles utilizados para a serialização de objetos. Nesse mesmo caminho, o Aldeia pode ser integrado à sistemas que utilizem a implementação de soquetes Java, agora para operar sobre redes de alta velocidade. Palavras-chave: Arquitetura Infiniband, agregado de computadores, linguagem de programação Java, alto desempenho, interface de programação.

Manipulação remota de um braço mecânico (Scorbot ER - III) utilizando a rede mundial de computadores

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Plataforma de simulação computacional paralela com base nos conceitos de relógios lógicos e tempo virtual

Pós-graduação em Ciência da Computação - IBILCE

Programación y simulación de la comunicación intercelular mediante conjugación en el simulador multicelular GRO

Los conjuntos bacterianos son sistemas dinámicos difíciles de modelar debido a que las bacterias colaboran e intercambian información entre sí. Estos microorganismos procariotas pueden tomar decisiones por mayoría e intercambiar información genética importante que, por ejemplo, las haga resistentes a un antibiótico. El proceso de conjugación consiste en el intercambio de un plásmido de una bacteria con otra, permitiendo así que se transfieran propiedades. Estudios recientes han demostrado que estos plásmidos pueden ser reprogramados artificialmente para que la bacteria que lo contenga realice una función específica [1]. Entre la multitud de aplicaciones que supone esta idea, el proyecto europeo PLASWIRES está intentando demostrar que es posible usar organismos vivos como computadores distribuidos en paralelo y plásmidos como conexión entre ellos mediante conjugación. Por tanto, mediante una correcta programación de un plásmido, se puede conseguir, por ejemplo, hacer que una colonia de bacterias haga la función de un antibiótico o detecte otros plásmidos peligrosos en bacterias virulentas. El proceso experimental para demostrar esta idea puede llegar a ser algo lento y tedioso, por lo que es necesario el uso de simuladores que predigan su comportamiento. Debido a que el proyecto PLASWIRES se basa en la conjugación bacteriana, surge la necesidad de un simulador que reproduzca esta operación. El presente trabajo surge debido a la deficiencia del simulador GRO para reproducir la conjugación. En este documento se detallan las modificaciones necesarias para que GRO pueda representar este proceso, así como analizar los datos obtenidos e intentar ajustar el modelo a los datos obtenidos por el Instituto de Biomedicina y Biotecnología de Cantabria (IBBTEC). ---ABSTRACT---Bacterial colonies are dynamical systems difficult to model because bacteria collaborate and exchange information with each other. These prokaryotic organisms can make decisions by majority and exchange important genetic information, for example, make them resistant to an antibiotic. The conjugation process is the exchange of a plasmid from one bacterium to another, allowing both to have the same properties. Recent studies have shown that these plasmids can be artificially reprogrammed to make the bacteria that contain it to perform a specific function [1]. Among the multitude of applications involved in this idea, the European project PLASWIRES is attempting to prove that it is possible to use living organisms as parallel and distributed computers with plasmids acting as connectors between them through conjugation. Thus, by properly programming a plasmid, you can get a colony of bacteria that work as an antibiotic or detect hazardous plasmids in virulent bacteria. The experimental process to prove this idea can be slow and tedious, so the use of simulators to predict their behavior is required. Since PLASWIRES project is based on bacterial conjugation, a simulator that can reproduce this operation is required. This work arises due to the absence of the conjugation process in the simulator GRO. This document details the changes made to GRO to represent this process, analyze the data and try to adjust the model to the data obtained by the Institute of Biomedicine and Biotechnology of Cantabria ( IBBTEC ). This project has two main objectives, the first is to add the functionality of intercellular communication by conjugation to the simulator GRO, and the second is to use the experimental data obtained by the IBBTEC. To do this, the following points should be followed: • Study of conjugation biology as a mechanism of intercellular communication. • Design and implementation of the algorithm that simulates conjugation. • Experimental validation and model adjust to the experimental data on rates of conjugation and bacterial growth.

Manejo de memoria en programación lógica con tabulación

Los lenguajes de programación son el idioma que los programadores usamos para comunicar a los computadores qué queremos que hagan. Desde el lenguaje ensamblador, que traduce una a una las instrucciones que interpreta un computador hasta lenguajes de alto nivel, se ha buscado desarrollar lenguajes más cercanos a la forma de pensar y expresarse de los humanos. Los lenguajes de programación lógicos como Prolog utilizan a su vez el lenguaje de la lógica de 1er orden de modo que el programador puede expresar las premisas del problema que se quiere resolver sin preocuparse del cómo se va a resolver dicho problema. La resolución del problema se equipara a encontrar una deducción del objetivo a alcanzar a partir de las premisas y equivale a lo que entendemos por la ejecución de un programa. Ciao es una implementación de Prolog (http://www.ciao-lang.org) y utiliza el método de resolución SLD, que realiza el recorrido de los árboles de decisión en profundidad(depth-first) lo que puede derivar en la ejecución de una rama de busqueda infinita (en un bucle infinito) sin llegar a dar respuestas. Ciao, al ser un sistema modular, permite la utilización de extensiones para implementar estrategias de resolución alternativas como la tabulación (OLDT). La tabulación es un método alternativo que se basa en memorizar las llamadas realizadas y sus respuestas para no repetir llamadas y poder usar las respuestas sin recomputar las llamadas. Algunos programas que con SLD entran en un bucle infinito, gracias a la tabulación dán todas las respuestas y termina. El modulo tabling es una implementación de tabulación mediante el algoritmo CHAT. Esta implementación es una versión beta que no tiene implementado un manejador de memoria. Entendemos que la gestión de memoria en el módulo de tabling tiene gran importancia, dado que la resolución con tabulación permite reducir el tiempo de computación (al no repetir llamadas), aumentando los requerimientos de memoria (para guardar las llamadas y las respuestas). Por lo tanto, el objetivo de este trabajo es implementar un mecanismo de gestión de la memoria en Ciao con el módulo tabling cargado. Para ello se ha realizado la implementación de: Un mecanismo de captura de errores que: detecta cuando el computador se queda sin memoria y activa la reinicialización del sitema. Un procedimiento que ajusta los punteros del modulo de tabling que apuntan a la WAM tras un proceso de realojo de algunas de las áreas de memoria de la WAM. Un gestor de memoria del modulo de tabling que detecta c realizar una ampliación de las áreas de memoria del modulo de tabling, realiza la solicitud de más memoria y realiza el ajuste de los punteros. Para ayudar al lector no familiarizado con este tema, describimos los datos que Ciao y el módulo de tabling alojan en las áreas de memoria dinámicas que queremos gestionar. Los casos de pruebas desarrollados para evaluar la implementación del gestor de memoria, ponen de manifiesto que: Disponer de un gestor de memoria dinámica permite la ejecución de programas en un mayor número de casos. La política de gestión de memoria incide en la velocidad de ejecución de los programas. ---ABSTRACT---Programming languages are the language that programmers use in order to communicate to computers what we want them to do. Starting from the assembly language, which translates one by one the instructions to the computer, and arriving to highly complex languages, programmers have tried to develop programming languages that resemble more closely the way of thinking and communicating of human beings. Logical programming languages, such as Prolog, use the language of logic of the first order so that programmers can express the premise of the problem that they want to solve without having to solve the problem itself. The solution to the problem is equal to finding a deduction of the objective to reach starting from the premises and corresponds to what is usually meant as the execution of a program. Ciao is an implementation of Prolog (http://www.ciao-lang.org) and uses the method of resolution SLD that carries out the path of the decision trees in depth (depth-frist). This can cause the execution of an infinite searching branch (an infinite loop) without getting to an answer. Since Ciao is a modular system, it allows the use of extensions to implement alternative resolution strategies, such as tabulation (OLDT). Tabulation is an alternative method that is based on the memorization of executions and their answers, in order to avoid the repetition of executions and to be able to use the answers without reexecutions. Some programs that get into an infinite loop with SLD are able to give all the answers and to finish thanks to tabulation. The tabling package is an implementation of tabulation through the algorithm CHAT. This implementation is a beta version which does not present a memory handler. The management of memory in the tabling package is highly important, since the solution with tabulation allows to reduce the system time (because it does not repeat executions) and increases the memory requirements (in order to save executions and answers). Therefore, the objective of this work is to implement a memory management mechanism in Ciao with the tabling package loaded. To achieve this goal, the following implementation were made: An error detection system that reveals when the computer is left without memory and activate the reinizialitation of the system. A procedure that adjusts the pointers of the tabling package which points to the WAM after a process of realloc of some of the WAM memory stacks. A memory manager of the tabling package that detects when it is necessary to expand the memory stacks of the tabling package, requests more memory, and adjusts the pointers. In order to help the readers who are not familiar with this topic, we described the data which Ciao and the tabling package host in the dynamic memory stacks that we want to manage. The test cases developed to evaluate the implementation of the memory manager show that: A manager for the dynamic memory allows the execution of programs in a larger number of cases. Memory management policy influences the program execution speed.

Interfaz natural para la programación de un robot manipulador a través de un Kinect

Tesis (Ingeniero(a) en Automaziación).--Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Programa de Ingeniería en Automatización, 2014

Fundamentos de los computadores

Los fundamentos, conceptos y modos de operación de estas máquinas tan comunes hoy en día, son los que tratamos de introducir y desentrañar en este texto. O con otras palabras, este libro está orientado a aquellas personas que alguna vez se han preguntado "¿Cómo es posible que los transistores y puertas lógicas que hay dentro de mi ordenador me permitan editar un archivo o ejecutar un programa que he escrito en Modula o en C?", pregunta, que por otro lado, esperamos se hayan planteado todos nuestros alumnos de asignaturas de introducción a los computadores. Aunque no son del todo necesarios, suponemos que el lector tiene algunos conocimientos de electrónica digital y programación. Pues bien, en este libro precisamente queremos cubrir el desnivel semántico que existe en un sistema computador entre esas dos materias (electrónica digital y lenguajes de alto nivel), contemplando el control microprogramado y cableado, el lenguaje ensamblador y los sistemas operativos, según desglosamos a continuación por temas.

Coleta de dados por computadores de m??o para censos de propor????es continentais

Para tornar a coleta e a consolida????o de dados mais ??geis e econ??micas, aumentando a seguran??a sobre os dados, o IBGE est?? realizando a Contagem da Popula????o e o Censo Agropecu??rio 2007 com alternativa tecnol??gica para uso de computadores de m??o ??? PDAs (Personal Digital Assistant). ?? uma inova????o mundial, pois nenhum pa??s, nessas dimens??es, j?? realizou tal opera????o. A a????o dispensa question??rios em papel, substitu??dos por perguntas na tela do PDA, equipado com GPS para localizar estabelecimentos agropecu??rios por coordenadas. O PDA substitui bolsa e grandes volumes em papel. O plano de cr??tica, para validar informa????es coletadas, ?? transformado em programa, rodando em tempo real no PDA, para detec????o e corre????o de dados inconsistentes durante a entrevista, o que antes s?? era poss??vel ap??s meses. Outro salto em efici??ncia ?? a transmiss??o direta dos dados para o banco de dados do IBGE (sem escanear ou digitar documentos), criando mais confiabilidade e intelig??ncia na etapa de coleta

Programa????o de computadores

Treinar pessoal especializado para o exerc??cio da Fun????o de Programador de Computadores na Administra????o p??blica

Acoplamentos: um estudo sobre a intera????o entre humanos e computadores

Este estudo investiga a intera????o dos humanos com os computadores pessoais. A partir dos inc??modos produzidos por esses encontros, na primeira parte estuda-se a produ????o da m??quina ???amig??vel??? ??? que insinua compara????es com a mente humana ??? e seus fortes efeitos nas transforma????es culturais do final do s??culo XX. Na segunda parte do trabalho, a partir de entrevistas de trabalhadores falando sobre sua aprendizagem b??sica do uso de computadores pessoais, faz-se uma an??lise das principais concep????es sobre a rela????o homem-t??cnica que est??o influenciando a intera????o humano-computador. Com isso fica evidenciado o papel do computador na crise do sujeito moderno, e afirma-se a necessidade de se pensar a subjetividade para al??m da cl??ssica divis??o sujeito-objeto, homem m??quina, natureza-artif??cio... o que aponta para a id??ia de acoplamentos flex??veis entre humanos e computadores e pede por uma no????o de aprendizagem que acolha a cria????o de problemas como seu aspecto mais rico.

Avaliação das informações sobre rinite alérgica em sites brasileiros na rede mundial de computadores (Internet)

A rede mundial de computadores (Internet) é, atualmente, fonte de informação sobre saúde para leigos e profissionais da área médica. A Rinite Alérgica é uma doença muito prevalente que chega a atingir mais de 10% da população geral, causando queda da qualidade de vida. OBJETIVO: Avaliar os princípios éticos de sites brasileiros que divulgam informações a respeito do tema "rinite alérgica". FORMA DE ESTUDO: revisional. MATERIAL E MÉTODO: Foi feita avaliação de 173 sites brasileiros encontrados através de quatro mecanismos de busca (Google, Yahoo, Altavista e Radar Uol). Os sites foram avaliados de acordo com o Manual de Princípios Éticos para Sites de Medicina e Saúde do CREMESP (Conselho Regional de Medicina do Estado de São Paulo), de acordo com os itens transparência, honestidade, qualidade, consentimento livre e esclarecido, privacidade, ética médica, responsabilidade e procedência. RESULTADOS: Entre os sites analisados, 149 (86,1%) não estavam de acordo como Manual de Princípios Éticos para Sites de Medicina e Saúde do CREMESP. As proporções de irregularidades entre os itens avaliados foram: qualidade (84,4%), privacidade (46,2%) honestidade (18,5%), consentimento livre e esclarecido (15,6%), responsabilidade (13,9%), transparência (12,1%), ética médica (2,3%). Havia informações inexatas em 24,3% dos sites analisados. CONCLUSÕES: A maioria dos sites estudados contendo informações sobre rinite alérgica fere os princípios éticos para sites do CREMESP. Tanto a qualidade em geral de grande parte dos sites brasileiros que abordam o tema "rinite alérgica", quanto à qualidade das informações por eles divulgadas, são insuficientes para satisfazer a médicos e pacientes.

Uma discussão do impacte do digital (dos computadores aos fluxos de informação em rede)

Uma discussão do impacte do digital (dos computadores aos fluxos de informação em rede) Luis Borges Gouveia lmbg@ufp.edu.pt Aula aberta PÓS GRADUÇÃO EM JORNALISMO ESPECIALIZADO, UFP/LUSA Universidade Fernando Pessoa, 23 de Abril de 2016 Discussão do digital, enquanto transformador da informação (meio, conteúdo e mensagem) Breve apresentação de conceitos da sociedade em rede e do seu enquadramento