Quasiconformal maps, analytic capacity, and non linear potentials

"Vegeu el resum a l'inici del document del fitxer adjunt."

Gestor d'entorns virtuals per a l'execució de tasques d'altes prestacions

Amb l'evolució de la tecnologia les capacitats de còmput es van incrementant i problemes irresolubles del passat deixen de ser-ho amb els recursos actuals. La majoria d'aplicacions que s'enfronten a aquests problemes són complexes, ja que per aconseguir taxes elevades de rendiment es fa necessari utilitzar el major nombre de recursos possibles, i això les dota d'una arquitectura inherentment distribuïda. Seguint la tendència de la comunitat investigadora, en aquest treball de recerca es proposa una arquitectura per a entorns grids basada en la virtualització de recursos que possibilita la gestió eficient d'aquests recursos. L'experimentació duta a terme ha permès comprovar la viabilitat d'aquesta arquitectura i la millora en la gestió que la utilització de màquines virtuals proporciona.

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.

GAPS: generador de aplicaciones sintéticas

Gaps es un generador de aplicaciones sintéticas de estructura compuesta Master/Worker de pipelines. Para crear una aplicación sintética, el investigador utilizará Gaspar, que recibe un fichero de texto con los parámetros de la aplicación a generar: cantidad de workers, etapas, tamaño de mensaje a enviar, etc., y genera un fichero con las propiedades de cada etapa. A partir de estos datos, Gaps, que esta hecho en C con MPI, genera y ejecuta la aplicación paralela. Estas aplicaciones se utilizan para comprobar en un entorno real los estudios analíticos que constituyen el modelo de rendimiento y sintonización dinámica.

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.

Migració i desenvolupament d'utilitats d'anàlisi espacial per a la planificació i disseny de xarxes de clavegueram urbanes

L’objectiu principal d’aquest projecte és la migració i desenvolupament d’utilitats d’anàlisi d’una sèrie de codis escrits, que es feien servir en Avenue (ArcView 3.2) a VBScript (ArcMap 9.3). El segon objectiu és donar a aquestes aplicacions una interfície gràfica, intuïtiva per a l’usuari final. És a dir, per una banda, crear un formulari d’entrada de dades, i per l’altra banda, que cada formulari estigui en una mateixa Barra d’Eines. Això facilita al treballador del Clavegueram de Barcelona (CLABSA) amb un valor afegit a la seva feina, ja que aquest disposarà de més temps per a fer altres tasques d’explotació.

Desenvolupament d'un servidor d'informació geogràfica

L'explosió d'aplicacions a Internet basades en oferir serveis de localització, com són portals web de mobilitat o aplicacions de seguiment de vehicles en línia han motivat aquest projecte. Google Maps ens permet afegir mapes fàcilment en un lloc web amb la seva API, però OpenLayers, una llibreria JavaScript lliure ens dóna l'opció de carregar cobertures de mapa i marcadors des de qualsevol font. OpenStreetMap proporciona dades geogràfiques de manera lliure, com per exemple mapes de carrers i carreteres. Un estudi acurat de l'estructura i agrupació de les dades en el format OSM i el desenvolupament d'un servidor basat en el model de tessel·les, són els principals elements de partida per crear la nostra pròpia font de dades cartogràfiques. En aquest projecte s'analitza i processa DXF Drawing eXchange Format passant al format OSM. Un fitxer OSM conté la informació geogràfica necessària per a la base de dades espaial a partir de la qual, entre d'altres aplicacions, es podran visualitzar els mapes propis en una aplicació de seguiment de vehicles o en un portal web.

Virtualització dels serveis d'una empresa

La virtualització és una tecnologia que permet l’abstracció del programari respecte dels recursos del maquinari, tant d’aplicacions com del sistema operatiu. Aquesta tecnologia està constantment en evolució, i el que fa pocs anys era un entorn de treball exclusiu per test de laboratori i aplicacions molt especifiques, ara permet oferir aplicacions i serveis d'entorns empresarials, permetent aprofitar el màxim els recursos disponibles. Aquest projecte tracta de plantejar la virtualització com a solució per a maximitzar el rendiments dels equips informàtics de una empresa. Introduirem la tecnologia de virtualització, planificarem la conversió dels serveis de l’empresa en màquines virtuals, detallarem els aspectes tècnics de la implementació i mostrarem els resultats d’aquesta virtualització.

Desenvolupament d'un gestor únic de certificats digitals

Aquest projecte s’ha desenvolupat en l’àmbit de la seguretat informàtica i té com a objectiu la creació d’una aplicació que permeti la gestió dels certificats digitals de diferents aplicacions i tecnologies a la vegada i de forma conjunta, estalviant a l’usuari gestionar-los de forma individual. Al mateix temps aquest projecte pretén disminuir la complexitat d’alguns aspectes de la seguretat als que no tots els usuaris dels certificats digitals hi estan familiaritzats.

Casolà o industrial?: estudi organolèptic i microbiològic de la vida útil del pernil cuit

Treball de recerca realitzat per un alumne d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l'any 2009. Aquest treball tracta sobre el temps de garantia o de vida útil d’un producte alimentari i està basat en esbrinar quin és el millor mètode o envàs per conservar el pernil cuit llescat durant la seva vida útil, per tal que es mantinguin les propietats organolèptiques i microbiològiques inicials de l’aliment durant el màxim de temps possible. Per comparar envasos he utilitzat els industrials (envàs al buit i envàs en atmosfera) i els envasos que podem trobar quan comprem un producte llescat en el mostrador d’una botiga o supermercat. Per a fer l’estudi doncs s’ha utilitzat el pernil cuit, conegut com a pernil dolç, un dels productes més consumits per la societat actual. El pernil ha estat tractat en tres situacions diferents: llescat en una màquina de carnisseria i envasat en mètodes de conservació domèstics, llescat en màquines industrials i envasat en diferents envasos (al buit i en atmosfera modificada) utilitzats per les grans empreses i llescat en màquines industrials i envasat al buit sotmès a un tractament amb altes pressions. Després d’aquests processos s’ha realitzat un estudi de vida útil, és a dir, s’ha analitzat el producte al laboratori, amb l’objectiu de trobar quin és el millor envàs per a la conservació del pernil cuit.

El bosc dels fartets o la història d'una depuradora ecològica

Treball de recerca realitzat per una alumna d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l'any 2009. Aquest treball té per objectiu plantejar el disseny d’una depuradora ecològica i un petit bosc de ribera amb la finalitat de divulgar i reivindicar el paper crucial que juguen les zones humides en el gran ecosistema de la Terra. Davant l’imminent esgotament de les principals energies fòssils i la manca de recursos tant bàsics com l’aigua, es pretén insistir en els molts avantatges d’importar la capacitat depuradora de les zones humides com a tecnologia alternativa per tractar aigües residuals industrials, agrícoles i urbanes, amb una despesa energètica pràcticament nul•la i uns beneficis ecològics, econòmics i de cost de la oportunitat més que evidents. El reciclatge d’aigües residuals es presenta com un dels reptes més importants de les societats actuals. La denominada fitodepuració aprofita el poder refinador de la vegetació present en les zones humides per reduir o eliminar contaminants de l’aigua mitjançant una sèrie de complexos processos biològics i fisicoquímics que la natura, en la seva dinàmica perfecte, ha dissenyat durant 4500 milions d anys. I és en base a aquestes qualitats depuradores d’aquests ecosistemes aquàtics que sorgeix la figura de l’aiguamoll artificial.

Disseny d'un adaptador d'IPs per a NoCs tolerants a falles

L’aparició d’un nou paradigma per al disseny de sistemes multiprocessador, les NoC; requereixen una manera d’adaptar els IP cores ja existents i permetre la seva connexió en xarxa. Aquest projecte presenta un disseny d’una interfície que aconsegueix adaptar un IP core existent, el LEON3; del protocol del bus AMBA al protocol de la xarxa. D’aquesta manera i basant-nos en idees d’interfícies discutides en l’estat de l’art, aconseguim desacoblar el processador del disseny i topologia de la xarxa.

ETIKETAGGER: herramienta para el etiquetaje de secuencias de imágenes

La adaptación del reconocimiento de objetos sobre la robótica móvil requiere un enfoque y nuevas aplicaciones que optimicen el entrenamiento de los robots para obtener resultados satisfactorios. Es conocido que el proceso de entrenamiento es largo y tedioso, donde la intervención humana es absolutamente necesaria para supervisar el comportamiento del robot y la dirección hacia los objetivos. Es por esta razón que se ha desarrollado una herramienta que reduce notablemente el esfuerzo humano que se debe hacer para esta supervisión, automatizando el proceso necesario para obtener una evaluación de resultados, y minimizando el tiempo que se malgasta debido a errores humanos o falta de infraestructuras.

Análisis de prestaciones de procesadores multi-core y multi-thread

Los procesadores multi-core y el multi-threading por hardware permiten aumentar el rendimiento de las aplicaciones. Por un lado, los procesadores multi-core combinan 2 o más procesadores en un mismo chip. Por otro lado, el multi-threading por hardware es una técnica que incrementa la utilización de los recursos del procesador. Este trabajo presenta un análisis de rendimiento de los resultados obtenidos en dos aplicaciones, multiplicación de matrices densas y transformada rápida de Fourier. Ambas aplicaciones se han ejecutado en arquitecturas multi-core que explotan el paralelismo a nivel de thread pero con un modelo de multi-threading diferente. Los resultados obtenidos muestran la importancia de entender y saber analizar el efecto del multi-core y multi-threading en el rendimiento.

Estudi per a un sistema de mesura de pes per a marmota alpina

Aquest projecte tracta sobre la viabilitat de la construcció d’un sistema per al seguiment del pes d’una població de marmotes en alta muntanya. Bàsicament, es construeix una bàscula amb un sensor de força i un sensor de temperatura. Aquestes sortides analògiques es connecten a un microcontrolador ATmega8 que, mitjançant un algorisme desenvolupat en aquest projecte, està contínuament en escolta fins a detectar un canvi sobtat en el pes. Aleshores les dades s’enregistren i es guarden en una memòria SRAM per a, posteriorment, poder ser descarregades a un ordinador i analitzades per un programa que s’ha creat per a tal finalitat.