Parallelization of whole genome alignment

With the advent of High performance computing, it is now possible to achieve orders of magnitude performance and computation e ciency gains over conventional computer architectures. This thesis explores the potential of using high performance computing to accelerate whole genome alignment. A parallel technique is applied to an algorithm for whole genome alignment, this technique is explained and some experiments were carried out to test it. This technique is based in a fair usage of the available resource to execute genome alignment and how this can be used in HPC clusters. This work is a rst approximation to whole genome alignment and it shows the advantages of parallelism and some of the drawbacks that our technique has. This work describes the resource limitations of current WGA applications when dealing with large quantities of sequences. It proposes a parallel heuristic to distribute the load and to assure that alignment quality is mantained.

Factores de rendimiento asociados a SPMD

Actualmente existen muchas aplicaciones paralelas/distribuidas en las cuales SPMD es el paradigma más usado. Obtener un buen rendimiento en una aplicación paralela de este tipo es uno de los principales desafíos dada la gran cantidad de aplicaciones existentes. Este objetivo no es fácil de resolver ya que existe una gran variedad de configuraciones de hardware, y también la naturaleza de los problemas pueden ser variados así como la forma de implementarlos. En consecuencia, si no se considera adecuadamente la combinación "software/hardware" pueden aparecer problemas inherentes a una aplicación iterativa sin una jerarquía de control definida de acuerdo a este paradigma. En SPMD todos los procesos ejecutan el mismo código pero computan una sección diferente de los datos de entrada. Una solución a un posible problema del rendimiento es proponer una estrategia de balance de carga para homogeneizar el cómputo entre los diferentes procesos. En este trabajo analizamos el benchmark CG con cargas heterogéneas con la finalidad de detectar los posibles problemas de rendimiento en una aplicación real. Un factor que determina el rendimiento en esta aplicación es la cantidad de elementos nonzero contenida en la sección de matriz asignada a cada proceso. Determinamos que es posible definir una estrategia de balance de carga que puede ser implementada de forma dinámica y demostramos experimentalmente que el rendimiento de la aplicación puede mejorarse de forma significativa con dicha estrategia.

An efficient use of virtualization in grid/cloud environments

Grid is a hardware and software infrastructure that provides dependable, consistent, pervasive, and inexpensive access to high-end computational resources. Grid enables access to the resources but it does not guarantee any quality of service. Moreover, Grid does not provide performance isolation; job of one user can influence the performance of other user’s job. The other problem with Grid is that the users of Grid belong to scientific community and the jobs require specific and customized software environment. Providing the perfect environment to the user is very difficult in Grid for its dispersed and heterogeneous nature. Though, Cloud computing provide full customization and control, but there is no simple procedure available to submit user jobs as in Grid. The Grid computing can provide customized resources and performance to the user using virtualization. A virtual machine can join the Grid as an execution node. The virtual machine can also be submitted as a job with user jobs inside. Where the first method gives quality of service and performance isolation, the second method also provides customization and administration in addition. In this thesis, a solution is proposed to enable virtual machine reuse which will provide performance isolation with customization and administration. The same virtual machine can be used for several jobs. In the proposed solution customized virtual machines join the Grid pool on user request. Proposed solution describes two scenarios to achieve this goal. In first scenario, user submits their customized virtual machine as a job. The virtual machine joins the Grid pool when it is powered on. In the second scenario, user customized virtual machines are preconfigured in the execution system. These virtual machines join the Grid pool on user request. Condor and VMware server is used to deploy and test the scenarios. Condor supports virtual machine jobs. The scenario 1 is deployed using Condor VM universe. The second scenario uses VMware-VIX API for scripting powering on and powering off of the remote virtual machines. The experimental results shows that as scenario 2 does not need to transfer the virtual machine image, the virtual machine image becomes live on pool more faster. In scenario 1, the virtual machine runs as a condor job, so it easy to administrate the virtual machine. The only pitfall in scenario 1 is the network traffic.

Desarrollo y gestión de una página web educativa: Wolframio, un tipo con química

Nuestra Web tiene como eje central divulgar todo el material desarrollado en el Proyecto Wolframio, queriendo ser una herramienta sencilla y ágil para gestionar el material y ser más accesible para los usuarios. Para el desarrollo del proyecto se ha diseñado una arquitectura en la que conviven varias tecnologías y varios lenguajes de codificación y programación: HTML, PHP, MySQL, Java script, AJAX, JQUERY y CSS.

RADIC: un middleware de tolerancia a fallos que preserva el rendimiento

La tolerancia a fallos es una línea de investigación que ha adquirido una importancia relevante con el aumento de la capacidad de cómputo de los súper-computadores actuales. Esto es debido a que con el aumento del poder de procesamiento viene un aumento en la cantidad de componentes que trae consigo una mayor cantidad de fallos. Las estrategias de tolerancia a fallos actuales en su mayoría son centralizadas y estas no escalan cuando se utiliza una gran cantidad de procesos, dado que se requiere sincronización entre todos ellos para realizar las tareas de tolerancia a fallos. Además la necesidad de mantener las prestaciones en programas paralelos es crucial, tanto en presencia como en ausencia de fallos. Teniendo en cuenta lo citado, este trabajo se ha centrado en una arquitectura tolerante a fallos descentralizada (RADIC – Redundant Array of Distributed and Independant Controllers) que busca mantener las prestaciones iniciales y garantizar la menor sobrecarga posible para reconfigurar el sistema en caso de fallos. La implementación de esta arquitectura se ha llevado a cabo en la librería de paso de mensajes denominada Open MPI, la misma es actualmente una de las más utilizadas en el mundo científico para la ejecución de programas paralelos que utilizan una plataforma de paso de mensajes. Las pruebas iniciales demuestran que el sistema introduce mínima sobrecarga para llevar a cabo las tareas correspondientes a la tolerancia a fallos. MPI es un estándar por defecto fail-stop, y en determinadas implementaciones que añaden cierto nivel de tolerancia, las estrategias más utilizadas son coordinadas. En RADIC cuando ocurre un fallo el proceso se recupera en otro nodo volviendo a un estado anterior que ha sido almacenado previamente mediante la utilización de checkpoints no coordinados y la relectura de mensajes desde el log de eventos. Durante la recuperación, las comunicaciones con el proceso en cuestión deben ser retrasadas y redirigidas hacia la nueva ubicación del proceso. Restaurar procesos en un lugar donde ya existen procesos sobrecarga la ejecución disminuyendo las prestaciones, por lo cual en este trabajo se propone la utilización de nodos spare para la recuperar en ellos a los procesos que fallan, evitando de esta forma la sobrecarga en nodos que ya tienen trabajo. En este trabajo se muestra un diseño propuesto para gestionar de un modo automático y descentralizado la recuperación en nodos spare en un entorno Open MPI y se presenta un análisis del impacto en las prestaciones que tiene este diseño. Resultados iniciales muestran una degradación significativa cuando a lo largo de la ejecución ocurren varios fallos y no se utilizan spares y sin embargo utilizándolos se restablece la configuración inicial y se mantienen las prestaciones.

Los límites de la compacidad urbana como instrumento a favor de la sostenibilidad. La hipótesis de la compensación en Barcelona medida a través de la huella ecológica de la movilidad y la vivienda

La hipótesis de la compensación plantea la posibilidad de que los individuos que viven en centros urbanos densos tengan una mayor propensión a disponer de una segunda residencia y/o llevar a cabo desplazamientos más frecuentes hacia destinos más alejados durante los fines de semana y las vacaciones que los individuos que viven en zonas poco densas. En este contexto, no está claro cuál es el efecto neto de la densidad en términos ambientales. En esta investigación se contrasta la hipótesis de la compensación en la Región Metropolitana de Barcelona utilizando como indicador de impacto ambiental la huella ecológica de la movilidad y de la vivienda. Los resultados obtenidos rechazan la hipótesis de la compensación en un sentido fuerte, pero se detecta la existencia de un nivel máximo de densidad a partir del cual ejerce un impacto de signo positivo.

Estudio clínico, observacional, de una nueva modalidad ventilatoria; Ventilación Asistida Proporcional. Hospital de la Santa Creu i Sant Pau, Barcelona, 2010

La ventilació assistida proporcional és una modalitat en la que el respirador genera una assistència proporcional a l’esforç muscular del pacient. En aquest estudi s’han inclòs vuit malalts en “weaning” de la ventilació mecànica. Es descriu la tolerància clínica i es quantifica l’esforç muscular dels pacients. L’esforç muscular va estar sempre dintre de límits predefinits de confort. Concloem que la ventilació assistida proporcional dóna una ventilació mecànica similar a altres modalitats i és probablement més fisiològica.

Including the workload effect in the parallel program signature

Performance prediction and application behavior modeling have been the subject of exten- sive research that aim to estimate applications performance with an acceptable precision. A novel approach to predict the performance of parallel applications is based in the con- cept of Parallel Application Signatures that consists in extract an application most relevant parts (phases) and the number of times they repeat (weights). Executing these phases in a target machine and multiplying its exeuction time by its weight an estimation of the application total execution time can be made. One of the problems is that the performance of an application depends on the program workload. Every type of workload affects differently how an application performs in a given system and so affects the signature execution time. Since the workloads used in most scientific parallel applications have dimensions and data ranges well known and the behavior of these applications are mostly deterministic, a model of how the programs workload affect its performance can be obtained. We create a new methodology to model how a program’s workload affect the parallel application signature. Using regression analysis we are able to generalize each phase time execution and weight function to predict an application performance in a target system for any type of workload within predefined range. We validate our methodology using a synthetic program, benchmarks applications and well known real scientific applications.

Origen biogeogràfic i risc de varicel.la entre la població immigrant adulta de Catalunya

Es tracta de un estudi observacional longitudinal durant 2 anys naturals (07/2004 - 06/2006) i multicèntric (4 centres d’atenció primària) on es van monitoritzar i comparar les incidències de varicel.la registrades en les diferents poblacions ateses segons una classificació basada en el seu origen biogeogràfic. Les taxes d’incidència obtingudes, estandaritzades x 1000/any van ser, en ordre creixent: holoàrtics 2,17 (IC 95%: 1,95-2,39); autòctons 2,25 (IC 95%: 2,02-2,47); immigrants 3,59 (IC 95%: 2,92-4,26); neotropicals 4,50 (IC 95%: 3,28-5,71); no-holoàrtics 5,38 (IC 95%4,27-6,14); paleotropicals asiàtics 7,03 (IC 95%: 4,77-9,28) i paleotropicals etiòpics 7,05 (IC 95%: 1,12-23,58). Les diferències obtingudes en relació a la població autòctona es van centrar en los immigrants d’origen neotropical (raó d’incidència estandaritzada = 2,07; o un excés de 4,5 casos x 1000 habitants) i paleotropical asiàtica =3,24; o un excés de 9,6 casos x 1000 habitants) En conclusió, la població d’origen indostànic i, en menor grau, la d’origen sud-americà poden tenir una vulnerabilitat a la varicel.la superior al de la població autòctona.

Dependencia de los algoritmos con el consumo de energía en sistemas HPC

El consumo energético es un aspecto cada vez más importante en el diseño de microprocesadores. Este trabajo experimenta con una técnica de control del consumo, el escalado dinámico de tensión y frecuencia (DVFS, siglas en inglés), para determinar cuan efectiva es la misma en la ejecución de programas con diferentes cargas de trabajo, intensivas en cómputo o memoria. Además, se ha extendido la experimentación a varios núcleos de ejecución, permitiendo comprobar en que medida las características de la ejecución en una arquitectura multicore afecta al desempeño de dicha técnica.

Text2Emotion: un gestor d'experiències SOA : extracció d'emocions per al suport a la gestió de relació amb clients

Customer Experience Management (CEM) se ha convertido en un factor clave para el éxito de las empresas. CEM gestiona todas las experiencias que un cliente tiene con un proveedor de servicios o productos. Es muy importante saber como se siente un cliente en cada contacto y entonces poder sugerir automáticamente la próxima tarea a realizar, simplificando tareas realizadas por personas. En este proyecto se desarrolla una solución para evaluar experiencias. Primero se crean servicios web que clasifican experiencias en estados emocionales dependiendo del nivel de satisfacción, interés, … Esto es realizado a través de minería de textos. Se procesa y clasifica información no estructurada (documentos de texto) que representan o describen las experiencias. Se utilizan métodos de aprendizaje supervisado. Esta parte es desarrollada con una arquitectura orientada a servicios (SOA) para asegurar el uso de estándares y que los servicios sean accesibles por cualquier aplicación. Estos servicios son desplegados en un servidor de aplicaciones. En la segunda parte se desarrolla dos aplicaciones basadas en casos reales. En esta fase Cloud computing es clave. Se utiliza una plataforma de desarrollo en línea para crear toda la aplicación incluyendo tablas, objetos, lógica de negocio e interfaces de usuario. Finalmente los servicios de clasificación son integrados a la plataforma asegurando que las experiencias son evaluadas y que las tareas de seguimiento son automáticamente creadas.

Projecte web "Viatges a Patrimonis de la Humanitat" (Ass. Amics Unesco Barcelona)

Treball Final Carrera sobre la gestió d'un projecte web, de gestió de continguts multimèdia, de creació i coordinació d'un equip de voluntaris per a la divulgació en línia i el foment dels viatges culturals als llocs Patrimoni de la Humanitat realitzats per una entitat intercultural catalana, Amics de la UNESCO de Barcelona.

La tradició oral africana lluny del seu context d'origen : estudi sobre la vigència i funcions de les històries orals senegaleses a l'àrea de Barcelona

La recerca vol determinar, principalment, si continua donant-se i sent vàlida la transmissió de la cultura oral de l'Àfrica occidental fora del seu context originari, en el cas concret del col·lectiu senegalès a l'àrea de Barcelona.

Los locutorios : una aproximación etnográfica al uso de las tecnologías de la comunicación entre la población inmigrada del barrio de Sagrada Familia de Barcelona.

Petita etnografia duta a terme en els locals de locutoris situats al barri de la Sagrada Família. Inclou l'observació participant i entrevistes amb profunditat. En concret, es planteja observar i analitzar el paper de les TIC en el manteniment de la identitat de les persones immigrants que van a aquests locals; observar com s'utilitzen les tecnologies, i analitzar el paper que tenen les TIC en el procés d'adaptació i la seva vida quotidiana.

Arquitectura tradicional en pedra seca : el patrimoni immoble de la comarca del Bages

Treball d'investigació centrat en el coneixement d'un patrimoni immoble de la comarca del Bages, sovint desconegut, però que entronca amb una tècnica ancestral coneguda popularment com a pedra seca. Aquest treball combina la recerca en fonts bibliogràfiques, documentals i de prospecció sobre el terreny amb la recerca del màxim de mostres representatives en pedra seca del Bages. A partir de l'anàlisi d'aquestes mostres arquitectòniques s'intenten establir les diferents tipologies i les seves característiques aprofundint en el seu estudi i coneixement.