El impacto de las aplicaciones intensivas de E/S en la planificación de trabajos en clusters no-dedicados

Con la mayor capacidad de los nodos de procesamiento en relación a la potencia de cómputo, cada vez más aplicaciones intensivas de datos como las aplicaciones de la bioinformática, se llevarán a ejecutar en clusters no dedicados. Los clusters no dedicados se caracterizan por su capacidad de combinar la ejecución de aplicaciones de usuarios locales con aplicaciones, científicas o comerciales, ejecutadas en paralelo. Saber qué efecto las aplicaciones con acceso intensivo a dados producen respecto a la mezcla de otro tipo (batch, interativa, SRT, etc) en los entornos no-dedicados permite el desarrollo de políticas de planificación más eficientes. Algunas de las aplicaciones intensivas de E/S se basan en el paradigma MapReduce donde los entornos que las utilizan, como Hadoop, se ocupan de la localidad de los datos, balanceo de carga de forma automática y trabajan con sistemas de archivos distribuidos. El rendimiento de Hadoop se puede mejorar sin aumentar los costos de hardware, al sintonizar varios parámetros de configuración claves para las especificaciones del cluster, para el tamaño de los datos de entrada y para el procesamiento complejo. La sincronización de estos parámetros de sincronización puede ser demasiado compleja para el usuario y/o administrador pero procura garantizar prestaciones más adecuadas. Este trabajo propone la evaluación del impacto de las aplicaciones intensivas de E/S en la planificación de trabajos en clusters no-dedicados bajo los paradigmas MPI y Mapreduce.

Dinàmica de sistemes mesoscòpics amb correlacions quàntiques mitjançant la formulació de de Broglie-Bohm

Per a determinar la dinàmica espai-temporal completa d’un sistema quàntic tridimensional de N partícules cal integrar l’equació d’Schrödinger en 3N dimensions. La capacitat dels ordinadors actuals permet fer-ho com a molt en 3 dimensions. Amb l’objectiu de disminuir el temps de càlcul necessari per a integrar l’equació d’Schrödinger multidimensional, es realitzen usualment una sèrie d’aproximacions, com l’aproximació de Born–Oppenheimer o la de camp mig. En general, el preu que es paga en realitzar aquestes aproximacions és la pèrdua de les correlacions quàntiques (o entrellaçament). Per tant, és necessari desenvolupar mètodes numèrics que permetin integrar i estudiar la dinàmica de sistemes mesoscòpics (sistemes d’entre tres i unes deu partícules) i en els que es tinguin en compte, encara que sigui de forma aproximada, les correlacions quàntiques entre partícules. Recentment, en el context de la propagació d’electrons per efecte túnel en materials semiconductors, X. Oriols ha desenvolupat un nou mètode [Phys. Rev. Lett. 98, 066803 (2007)] per al tractament de les correlacions quàntiques en sistemes mesoscòpics. Aquesta nova proposta es fonamenta en la formulació de la mecànica quàntica de de Broglie– Bohm. Així, volem fer notar que l’enfoc del problema que realitza X. Oriols i que pretenem aquí seguir no es realitza a fi de comptar amb una eina interpretativa, sinó per a obtenir una eina de càlcul numèric amb la que integrar de manera més eficient l’equació d’Schrödinger corresponent a sistemes quàntics de poques partícules. En el marc del present projecte de tesi doctoral es pretén estendre els algorismes desenvolupats per X. Oriols a sistemes quàntics constituïts tant per fermions com per bosons, i aplicar aquests algorismes a diferents sistemes quàntics mesoscòpics on les correlacions quàntiques juguen un paper important. De forma específica, els problemes a estudiar són els següents: (i) Fotoionització de l’àtom d’heli i de l’àtom de liti mitjançant un làser intens. (ii) Estudi de la relació entre la formulació de X. Oriols amb la aproximació de Born–Oppenheimer. (iii) Estudi de les correlacions quàntiques en sistemes bi- i tripartits en l’espai de configuració de les partícules mitjançant la formulació de de Broglie–Bohm.

Estudi de la configuració magnètica de l'experiment LTP (LISA Technology Package)

La Teoria de la Relativitat General preveu que quan un objecte massiu és sotmès a una certa acceleració en certes condicions ha d’emetre ones gravitacionals. Es tracta d’un tipus d’on altament energètica però que interacciona amb la matèria de manera molt feble i el seu punt d’emissió és força llunyà. Per la qual cosa la seva detecció és una tasca extraordinàriament complicada. Conseqüentment, la detecció d’aquestes ones es creu molt més factible utilitzant instruments situats a l’espai. Amb aquest objectiu, neis la missió LISA (Laser Interferometer Space Antenna). Es tracta aquesta d’una missió conjunta entre la NASA i l’ESA amb llançament previst per 2020-2025. Per reduir els riscs que comporta una primera utilització de tecnologia no testejada, unit a l’alt cost econòmic de la missió LISA. Aquesta missió contindrà instruments molt avançats: el LTP (LISA Technoplogy Package), desenvolupat per la Unió Europea, que provarà la tecnologia de LISA i el Drag Free flying system, que s’encarregarà de provar una sèrie de propulsors (thrusters) utilitzats per al control d’actitud i posició de satèl•lit amb precisió de nanòmetres. Particularment, el LTP, està composat per dues masses de prova separades per 35 centímetres, i d’un interferòmetre làser que mesura la variació de la distància relativa entre elles. D’aquesta manera, el LTP mesurarà les prestacions dels equips i les possibles interferències que afecten a la mesura. Entre les fonts de soroll es troben, entre d’altres, el vent i pressió de radiació solar, les càrregues electrostàtiques, el gradient tèrmic, les fluctuacions de voltatge o les forces internes. Una de les possibles causes de soroll és aquella que serà l’objecte d’estudi en aquest projecte de tesi doctoral: la presència dintre del LTP de camps magnètics, que exerceixen una força sobre les masses de prova, la seva estimació i el seu control, prenent en compte les caracterírstiques magnètiques de l’experiment i la dinàmica del satèl•lit.

School composition effects in Spain

Drawing on PISA data of 2006, this study examines the impact of socio-economic school composition on science test score achievement for Spanish students in compulsory secondary schools. We define school composition in terms of the average parental human capital of students in the same school. These contextual peer effects are estimated using a semi-parametric methodology, which enables the spillovers to affect all the parameters of the educational production function. We also deal with the potential problem of self-selection of student into schools, using an artificial sorting that we argue to be independent from unobserved student’s abilities. The results indicate that the association between socio-economic school composition and test score results is clearly positive and significantly higher when computed with the semi-parametric approach. However, we find that the endogenous sorting of students into schools plays a fundamental role, given that the spillovers are significantly reduced when this selection process is ruled out from our measure of school composition effects. Specifically, the estimations suggest that the contextual peer effects are moderately positive only in those schools where the socio-economic composition is considerably elevated. In addition, we find some evidence of asymmetry of how the external effects and the sorting process actually operate, which seem affect in a different way males and females as well as high and low performance students.

Anàlisi de l'obra cinematogràfica de quatre documentalistes russos o de repúbliques ex-soviètiques : la relació amb les noves tendències del documental i el llegat soviètic

El treball de recerca té com a principal objectiu l'estudi del cinema documental rus contemporani a través de l'obra cinematogràfica d'Alexander Sokurov, Sergei Dvortsevoi, Sergei Loznitsa i Victor Kossakovski. En un primer moment la investigació s'havia encaminat en un estudi comparatiu sobre les noves tendències del documental i els models de realisme proposats des de la Rússia post-comunista. El treball s'ha realitzat a partir de tres vies d'investigació. La primera ha consistit en una exhaustiva recerca bibliogràfica sobre cinema documental i cinema soviètic. La segona s'ha plantejat a partir d'un anàlisi acurat de les diverses pel•lícules. Finalment, la tercera via s'ha desenvolupat a partir d'un treball de camp realitzat durant una estada a Rússia, un període en el qual va ser possible entrevistar dos dels cineastes protagonistes de l'estudi, Sergei Dvortsevoi i Victor Kossakovski, així com el crític de cinema Andrei Xemijakin. També va ser fonamental l'assistència a la taula rodona i la master class impartida per Sergei Loznitsa en el marc del desè aniversari del Màster en Teoria i Pràctica de Documental Creatiu de la Universitat Autònoma de Barcelona. Tot i que es poden traçar vincles entre el treball dels quatre cineastes escollits i algunes de les pràctiques contemporànies en l'àmbit de la no-ficció, com pot ser l'experiència de Sergei Loznitsa en el terreny del found-footage, o els documentals experimentals de caràcter assagístic d'Alexander Sokurov, així com la tendència observacional i el pas al cinema de ficció de Segei Dvortsevoi, o l'ús de la tecnologia digital en les últimes pel•lícules de Victor Kossakovski. Tot i aquestes aproximacions, es pot afirmar que el model de realisme proposat per aquests cineastes troba el seu autèntic llegat en el cinema soviètic. Una herència que comença amb el cinema de Dziga Vertov –pioner del documental artístic i revolucionari- i acaba en el d'Artavadz Pelechian.

Regulación de la movilidad celular por Profilina 1

Mi proyecto de tesis se basaba en el estudio del papel de profilina 1 en la formación de lamelas, para ello generamos una proteína recombinante y transducible, con el objetivo de poder modificar los niveles endógenos de profilina. Objetivos: i-caracterización bioquímica los tres sitios de union conocidos de la proteína de transducción, el sitio de unión a fosfo-inocitoles (PIP), el de unión a actina (Ac) y el de unión a poli-prolinas (PLP). ii-estudio de la polimerización in-vitro de actina - PTD4-Profilina1 iii-estudio de las proteínas componentes de lamelas inducidas por PTD4-Profilina1. Plan de trabajo: i-Para comprobar la funcionalidad los 3 sitios de unión fueron necesarias las primeras 6 semanas, ya que en primer lugar había que expresar y purificar el peptido Srv2, necesario para el ensayo de PLP. En segundo lugar, se obtuvieron los datos de las concentraciones adecuadas de lípidos para el ensayo de fosfo-inocitoles y por ultimo, se purifico la actina necesaria para el ensayo de unión a actina. Una vez establecida la funcionalidad de la proteína, se procedió a: ii-el estudio de polimerización in-vitro, que llevo 2 semanas. Demostrando que in-vitro era capaz de inhibir la polimerización de una manera similar a la endógena. Una vez terminados estos ensayos, se procedio a: iii-la caracterización inmunohistoquímica de las proteínas componentes de la lamela que fue llevado a cabo en 4 semanas. Para ello se usaron anticuerpos contra: alfa-actinina, talina, vinculina, ENA/Vasp y paxillina. Conclusiones: i-las propiedades bioquímicas de la PTD4-Profilina1 son similares a las de la profilina endógena. ii-los estudios de polimerización indican que la polimerización se produce de manera similar a la endogena. iii-los ensayos de inmunohistoquímica sugieren que, talina esta ausente y que las demás están presentes aunque en menor concentración y con otra distribución comparadas con los controles.

Aprenentatge Integrat de Continguts i Llengües (AICLE) i alumnes amb necessitats educatives especials: un estudi de cas

En aquest treball de recerca s'estudia el procés d'aprenentatge del principi d'Arquimedes que desenvolupa un estudiant amb necessitats educatives especials durant una unitat didàctica de ciències en anglès. Les preguntes de recerca són: (1) quines activitats d'aprenentatge realitza aquest alumne per apropiar-se dels continguts proposats? i (2) quins aprenentatges s'observen i com es mostren discursivament aquests aprenentatges? L'anàlisi ha revelat que l'estudiant fa servir diferents estratègies per intentar comprendre el contingut meta; mostra indicis d'aprenentatge a curt termini sobre la major part d'aquest contingut, al mateix temps que s'aproxima discurs científic, començant així a desenvolupar les competències científica i comunicativa

Italy's urban waste metabolism

The problem of waste management is causing growing concern due to increasing generation rates, the emissions into soil, water and air, the social conflicts derived from the election of disposal sites and the loss of resources and energy among others. In this work, an innovative methodology is used to enable a better understanding of the waste generation and management system in Italy. Two new waste indicators are built to complement the conventional indicators used by official statistics. Then a multi-scale analysis of the Density of Waste Disposed (DWD) is carried out to highlight the territorial diversity of waste performances and test its contribution to detect plausible risky areas. Starting from Italian regions, the scale down goes on to the provincial level and, only for the region of Campania, the municipal one. First, the analysis shows that the DWD is able to complement the information provided by the conventional waste indicators. Second, the analysis shows the limitations of using a unique institutional solution to waste management problems. In this sense the multi-scale analysis provides with a more realistic picture of Italian waste system than using a single scale.

Materials de construcció : de l'aula a l'obra : una experiència d'aprenentatge actiu en un entorn no presencial

L’estudi dels materials de construcció és una part fonamental de la formació de l’estudiantat en l’àmbit de la Enginyeria Civil. En aquest context, una part rellevant de les assignatures de Química de Materials i Materials de Construcció és aquella que fa referència als diversos mètodes d’assaig i procediments que ens permeten analitzar i estudiar les característiques d’un material. Per aquesta raó, és de gran importància que els alumnes puguin disposar d’unes determinades hores en les quals l’aprenentatge es realitza a través de la pràctica en el laboratori dels procediments estudiats a classe i la realització d’un informe posterior en el qual quedin reflectits els coneixements adquirits durant l’activitat en el laboratori. Malauradament, la realització de pràctiques en el laboratori du aparellades una sèrie de limitacions (espai, temps, utilització de reactius perillosos o instrumental sofisticat), que fan que el nombre d’activitats d’aquesta mena sigui necessàriament restringit. D'altra banda, l'estudi dels materials només es completa quan els coneixements adquirits a l'aula i al laboratori surten d'aquests àmbits i es confronten amb les situacions reals amb les quals es pot trobar un enginyer durant l'exercici de la seva professió. L'organització de visites a diverses instal·lacions al llarg del curs cobreix en part aquesta necessitat, tot i alguns inconvenients logístics (grups nombrosos, alumnes de mobilitat reduïda i altres). La finalitat d'aquest projecte ha estat posar en funcionament una dinàmica de treball que permeti a l'estudiantat aprofundir en el coneixement dels materials de construcció i el seu comportament en situacions reals amb les quals es trobarà en l'exercici de la seva professió. Aquesta metodologia es basa en l'ús de materials audiovisuals elaborats sota criteris d'adequació pedagògica i que responen a les demandes professionals del futur enginyer. Les possibilitats ofertes per un entorn virtual d'aprenentatge (tecnologia Moodle) permeten el disseny d'activitats que motivin l’autoaprenentatge de l’alumnat.

lntroducció de tècniques d'aprenentatge col·laboratiu en I'àmbit de bases de dades amb el suport de les tecnologies de la informació

Els canvi recents en els plans d’estudis de la UPC i la UOC tenen en compte el nou espai europeu d’educació superior (EEES). Una de les conseqüències directes a aquests canvis es la necessitat d'aprofitar i optimitzar el temps dedicat a les activitats d'aprenentatge que requereixen la participació activa de l’estudiant i que es realitzen de manera continuada durant el semestre. A més, I'EEES destaca la importància de les pràctiques, les relacions interpersonals i la capacitat per treballar en equip, suggerint la reducció de classes magistrals i l’augment d’activitats que fomentin tant el treball personal de l’estudiant com el cooperatiu. En l’àmbit de la docència informàtica d’assignatures de bases de dades el problema és especialment complex degut a que els enunciats de les proves no acostumen a tenir una solució única. Nosaltres hem desenvolupat una eina anomenada LEARN-SQL, l’objectiu de la qual és corregir automàticament qualsevol tipus de sentència SQL (consultes, actualitzacions, procediments emmagatzemats, disparadors, etc.) i discernir si la resposta aportada per l’estudiant és o no és correcta amb independència de la solució concreta que aquest proposi. D’aquesta manera potenciem l’autoaprenentatge i l’autoavaluació, fent possible la semi-presencialitat supervisada i facilitant l’aprenentatge individualitzat segons les necessitats de cada estudiant. Addicionalment, aquesta eina ajuda als professors a dissenyar les proves d’avaluació, permetent també la opció de revisar qualitativament les solucions aportades pels estudiants. Per últim, el sistema proporciona ajuda als estudiants per a que aprenguin dels seus propis errors, proporcionant retroalimentació de qualitat.

Disseny d'un pla docent d'acord amb la filosofia ECTS per a la titulació de Nutrició humana i dietètica (Matèria Bromatologia i tecnologia dels aliments)

El projecte s’ha desenvolupat, en quatre etapes: a) recollida de dades: competències professionals, característiques de la titulació en diferents universitats i tasses d’èxit avaluacions dels estudiants; b) anàlisi i reflexió sobre la informació recollida; c) realització d’una enquesta als diferents entorns professionals i sobre les millores que, a títol experimental, s’han introduït durant aquest període, en la docència i d) formulació d’una proposta de pla docent. Cal dir que superada la meitat de la durada del projecte, es va fer pública la fitxa corresponent a la titulació i per tant els seus criteris i indicacions ja s’han inclòs en la proposta. Quan als tres primers apartats i com a aspectes mes destacables, s’observa: dificultat per configurar l’ensenyament atesa la seva dualitat individu – aliment, l’existència d’un cert grau de discrepància quant a continguts, entre les propostes del professorat i els interessos analitzats des dels àmbits professionals, en funció de l’àrea de treball. D’altra banda, i ja concretament en relació amb la matèria analitzada (Bromatologia i Tecnologia dels aliments), s’observa una evident inadequació de la distribució de la matèria en assignatures en el vigent pla d’estudis, tant pel que fa a la seva ubicació temporal com d’alguns dels seus continguts. Quan a l’apartat d), es proposen els següents aspectes de tipus general: definir 4 blocs temàtics (química i bioquímica dels aliments, bases de tecnologia dels aliments, control d’aliments, integració i descriptiva d’aliments). Amb aquests blocs, s’haurien de poder configurar alguna/es assignatura/es, fins i tot conjuntament amb blocs generats a partir d’altres mòduls. Es proposen competències a assolir per a cadascun, metodologies docents aplicables i també, el disseny d’activitats de treball individual o en grup. Quant a les pràctiques, s’han de centrar especialment en el bloc corresponent al control de qualitat d’aliments, a un nivell adequat per als objectius de la titulació.

Projectes d’autoaprenentatge de Biologia Cel·lular a la Llicenciatura de Medicina

Aquest projecte de MQD ha permès realitzar una sèrie d’experiències diverses i valuoses que han apuntat formes alternatives en la docència de la Biologia Cel·lular i l’aprenentatge de l'estudiant de la llicenciatura o del grau de medicina. En base a la valoració qualitativa del grau de satisfacció dels usuaris i en un estudi antitatiu de la seva opinió, considerem que ha estat experiències molt vàlides que afavoreixen que l’alumne participi de forma més activa en la seva formació. La principal dificultat observada ha estat o millor dit serà, l’aplicació de les experiències desenvolupades, de forma obligatòria i generalitzada, a tots els alumnes, sobretot als de 1er curs, donat que es tracta d’un grup molt nombrós (més de 300 alumnes). De totes maneres l’experiència adquirida ha estat molt favorable. Les activitats desenvolupades es continuen aplicant i es continuaran aplicant en el nou pla de medicina. Una aplicació perllongada en cursos successius afavorirà poder extreure’n conclusions de tipus més quantitatiu a més de les apreciacions qualitatives.

Avaluació alternativa de l'assignatura "Geografia Humana" en el context de l'Espai Europeu d'Educació Superior

Aquest projecte ha aplicat algunes noves metodologies docents que seran imprescindibles per a la integració en l'EEES i, en particular, sistemes d'avaluació alternatius que puguin formar la base d'un sistema d'avaluació continuada per als continguts i adquisició d'habilitats que fins ara s'han aplegat en l'assignatura "Geografia Humana" de la llicenciatura de Geografia de la Universitat de Barcelona. A partir de la reflexió conjunta entre els membres de l’equip integrant del projecte sobre les competències i continguts que es desitja que adquireixi l'estudiant s'han dissenyat un conjunt de recursos per a l’avaluació: 1. exercicis individuals, destinats a valorar la capacitat d’estructurar idees, expressió escrita i gràfica, presentació etc. 2. treballs en equip, destinats a fomentar l’esperit de divisió del treball i de cooperació entre els estudiants i a mostrar el guany individual del treball col·lectiu. 3. proves objectives (tipus test), destinades a valorar l’adquisició de conceptes i de continguts bàsics. 4. preguntes d'autoavaluació, amb la finalitat que l’estudiant pugui fer el seu propi seguiment de l’adquisició de Coneixements. 5. qüestionaris d’autovaloració dels exercicis individuals i dels treballs en equip, amb l’objectiu que els alumnes reflexionin sobre el treball realitzat i que serveixin de base per a contrastar amb la valoració del professor. L’objectiu final és que l’estudiant pugui ser avaluat de manera contínua en el portafoli que recull el treball acumulat al llarg del curs. Tot i que el projecte s’ha basat en l’ús de l’eina dels “dossiers electrònics” de la UB, en el futur immediat els resultats obtinguts passaran a integrar-se en el Campus Virtual de la UB que utilitza la plataforma Moodle, les posibilitats tècniques de la qual permetran afegir una dimensió cooperativa més gran al treball avaluable (accés al treball dels grups, cooperació en la construcció de bases de dades, wikis editades pel conjunt de la classe etc.)

Visualització dinàmica d'un procés metabòlic amb finalitats docents

La incorporació del Moodle com a eina de docència, i l’augment de hores no presencials a les diverses assignatures fa que calgui incorporar les noves tecnologies perquè els alumnes disposin de més material docent al seu abast. Però l’acumulació de material fa que només sigui útil aquell material que es guanyi a l’alumne. En aquest sentit, creiem que les animacions i les eines interactives poden ser materials atractius pels alumnes. En aquest projecte hem creat una eina d’animació interactiva perquè l’estudiant de Bioquímica practiqui i aprengui una de les rutes metabòliques principals: la glucòlisi. Aquesta eina consta d’una pantalla separada en 3 zones: 1) una zona lateral que inclou la ruta metabòlica completa, i en la que l’alumne pot prémer sobre cada un dels passos que estructuren la ruta (finestra del metabolisme); 2) una zona inferior que presenta la reacció individual de la ruta metabòlica, en la que s’observa l’estructura química de les molècules i informació de l’enzim implicat en la reacció (finestra de l’enzim); i 3) una zona central en la que a través d’una animació amb Macromedia Flash MX, l’alumne observa el mecanisme químic de la reacció (finestra del mecanisme químic). Les tres zones són interactives i en prémer sobre elles donen informació, respectivament sobre la ruta completa, l’enzim de cada pas en particular i el mecanisme d’acció. A més, la finestra del mecanisme químic permet aturar en qualsevol moment la animació, tornar enrere i veure els intermediaris. Durant el segon semestre del curs 2006-2007 hem avaluat l’eina amb alumnes de Bioquímica de la Llicenciatura de Química, incorporant-la als dossier electrònics. Creiem que hem assolit els objectius que es proposaven: aprendre una ruta metabòlica, de manera divertida; aprendre el mecanisme de cada un dels passos de la ruta i aprendre l’estructura química dels metabòlits intermediaris de la ruta.