A public key encryption based on third order linear sequences

Based on third order linear sequences, an improvement version of the Diffie-Hellman distribution key scheme and the ElGamal public key cryptosystem scheme are proposed, together with an implementation and computational cost. The security relies on the difficulty of factoring an RSA integer and on the difficulty of computing the discrete logarithm.

Testing low-altitude infrared digital photography from a mini-UAV to retrieve information for biological conservation

Satellite remote sensing imagery is used for forestry, conservation and environmental applications, but insufficient spatial resolution, and, in particular, unavailability of images at the precise timing required for a given application, often prevent achieving a fully operational stage. Airborne remote sensing has the advantage of custom-tuned sensors, resolution and timing, but its price prevents using it as a routine technique for the mentioned fields. Some Unmanned Aerial Vehicles might provide a “third way” solution as low-cost techniques for acquiring remotely sensed information, under close control of the end-user, albeit at the expense of lower quality instrumentation and instability. This report evaluates a light remote sensing system based on a remotely-controlled mini-UAV (ATMOS-3) equipped with a color infra-red camera (VEGCAM-1) designed and operated by CATUAV. We conducted a testing mission over a Mediterranean landscape dominated by an evergreen woodland of Aleppo pine (Pinus halepensis) and (Holm) oak (Quercus ilex) in the Montseny National Park (Catalonia, NE Spain). We took advantage of state-of-the-art ortho-rectified digital aerial imagery (acquired by the Institut Cartogràfic de Catalunya over the area during the previous year) and used it as quality reference. In particular, we paid attention to: 1) Operationality of flight and image acquisition according to a previously defined plan; 2) Radiometric and geometric quality of the images; and 3) Operational use of the images in the context of applications. We conclude that the system has achieved an operational stage regarding flight activities, although with meteorological limits set by wind speed and turbulence. Appropriate landing areas can be sometimes limiting also, but the system is able to land on small and relatively rough terrains such as patches of grassland or short matorral, and we have operated the UAV as far as 7 km from the control unit. Radiometric quality is sufficient for interactive analysis, but probably insufficient for automated processing. A forthcoming camera is supposed to greatly improve radiometric quality and consistency. Conventional GPS positioning through time synchronization provides coarse orientation of the images, with no roll information.

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.

Analyzing the effects of transient faults into applications

As computer chips implementation technologies evolve to obtain more performance, those computer chips are using smaller components, with bigger density of transistors and working with lower power voltages. All these factors turn the computer chips less robust and increase the probability of a transient fault. Transient faults may occur once and never more happen the same way in a computer system lifetime. There are distinct consequences when a transient fault occurs: the operating system might abort the execution if the change produced by the fault is detected by bad behavior of the application, but the biggest risk is that the fault produces an undetected data corruption that modifies the application final result without warnings (for example a bit flip in some crucial data). With the objective of researching transient faults in computer system’s processor registers and memory we have developed an extension of HP’s and AMD joint full system simulation environment, named COTSon. This extension allows the injection of faults that change a single bit in processor registers and memory of the simulated computer. The developed fault injection system makes it possible to: evaluate the effects of single bit flip transient faults in an application, analyze an application robustness against single bit flip transient faults and validate fault detection mechanism and strategies.

Deadlock avoidance with virtual channels

High Performance Computing is a rapidly evolving area of computer science which attends to solve complicated computational problems with the combination of computational nodes connected through high speed networks. This work concentrates on the networks problems that appear in such networks and specially focuses on the Deadlock problem that can decrease the efficiency of the communication or even destroy the balance and paralyze the network. Goal of this work is the Deadlock avoidance with the use of virtual channels, in the switches of the network where the problem appears. The deadlock avoidance assures that will not be loss of data inside network, having as result the increased latency of the served packets, due to the extra calculation that the switches have to make to apply the policy.

Análisis de rendimiento de aplicaciones paralelas de memoria compartida: problema N-body

Este trabajo analiza el rendimiento de cuatro nodos de cómputo multiprocesador de memoria compartida para resolver el problema N-body. Se paraleliza el algoritmo serie, y se codifica usando el lenguaje C extendido con OpenMP. El resultado son dos variantes que obedecen a dos criterios de optimización diferentes: minimizar los requisitos de memoria y minimizar el volumen de cómputo. Posteriormente, se realiza un proceso de análisis de las prestaciones del programa sobre los nodos de cómputo. Se modela el rendimiento de las variantes secuenciales y paralelas de la aplicación, y de los nodos de cómputo; se instrumentan y ejecutan los programas para obtener resultados en forma de varias métricas; finalmente se muestran e interpretan los resultados, proporcionando claves que explican ineficiencias y cuellos de botella en el rendimiento y posibles líneas de mejora. La experiencia de este estudio concreto ha permitido esbozar una incipiente metodología de análisis de rendimiento, identificación de problemas y sintonización de algoritmos a nodos de cómputo multiprocesador de memoria compartida.

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.

Alineamiento múltiple de secuencias con T-Coffee: una aproximación paralela

Las aplicaciones de alineamiento múltiple de secuencias son prototipos de aplicaciones que requieren elevada potencia de cómputo y memoria. Se destacan por la relevancia científica que tienen los resultados que brindan a investigaciones científicas en el campo de la biomedicina, genética y farmacología. Las aplicaciones de alineamiento múltiple tienen la limitante de que no son capaces de procesar miles de secuencias, por lo que se hace necesario crear un modelo para resolver la problemática. Analizando el volumen de datos que se manipulan en el área de las ciencias biológica y la complejidad de los algoritmos de alineamiento de secuencias, la única vía de solución del problema es a través de la utilización de entornos de cómputo paralelos y la computación de altas prestaciones. La investigación realizada por nosotros tiene como objetivo la creación de un modelo paralelo que le permita a los algoritmos de alineamiento múltiple aumentar el número de secuencias a procesar, tratando de mantener la calidad en los resultados para garantizar la precisión científica. El modelo que proponemos emplea como base la clusterización de las secuencias de entrada utilizando criterios biológicos que permiten mantener la calidad de los resultados. Además, el modelo se enfoca en la disminución del tiempo de cómputo y consumo de memoria. Para presentar y validar el modelo utilizamos T-Coffee, como plataforma de desarrollo e investigación. El modelo propuesto pudiera ser aplicado a cualquier otro algoritmo de alineamiento múltiple de secuencias.

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.

The Acquisition of Actional Passives in Catalan

L'objectiu del present treball de recerca va ser avaluar les dues teories predominants (BORER & WEXLER 1987, WEXLER 2004; FOX & GRODZINSKY 1997) que miren d'explicar el tardà desenvolupament de la forma passiva en la gramàtica dels nens. Es van seleccionar tres grups de nens de ambdós sexes d'edats compreses entre els 3,1 i els 5;9 i es va a dur a terme un experiment per verificar la competència dels nens en les frases actives, passives curtes i passives llargues (amb el complement agentiu per...) . Mentre la comprensió de les actives és com l'adulta des del principi, la comprensió de las passives curtes és significativament més dolenta que la de les actives i la comprensió de les passives llargues és molt deficient fins i tot per al grup més gran d'edat. Les diferencies significatives trobades afavoreixen la hipòtesi de la maduració. Es discuteixen els resultats en relació amb estudis similars i es suggereixen noves vies d'investigació més enllà de les passives agentives.

Creació d'un media center amb software lliure

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. L’objectiu d’aquest treball de recerca és la creació d’un dispositiu encarregat de centralitzar totes les necessitats multimèdia de casa nostra i distribuir aquest contingut a tots els terminals de la xarxa local d’una manera senzilla i automatitzada. Aquest dispositiu s’ha dissenyat per estar connectat a una televisió d’alta definició, que permetrà la reproducció i l’organització de tot el nostre multimèdia d’una manera còmoda i fàcil. El media center s’encarrega de gestionar la nostra filmoteca, fototeca, biblioteca musical i sèries de TV de manera transparent i automàtica. A més a més, l’usuari pot accedir a tot el multimèdia emmagatzemat al media center des de qualsevol dispositiu de la xarxa local a través de protocols com CIFS o UPnP, en un intent de replicar el cloud computing a escala local. El dispositiu ha estat dissenyat per a suportar tot tipus de formats i subtítols, assegurant la compatibilitat total amb arxius lliures de DRM. El seu disseny minimalista i silenciós el fa perfecte per a substituir el reproductor de DVD de la sala. Tot això sense oblidar el seu baix consum, de l’ordre d’un 75% inferior al d’un PC convencional.

Language knowledge and earnings in Catalonia

This paper investigates the economic value of Catalan knowledge for national and foreign first- and second-generation immigrants in Catalonia. Specifically, drawing on data from the “Survey on Living Conditions and Habits of the Catalan Population (2006)”, we want to quantify the expected earnings differential between individuals who are proficient in Catalan and those who are not, taking into account the potential endogeneity between knowledge of Catalan and earnings. The results indicate the existence of a positive return to knowledge of Catalan, with a 7.5% increase in earnings estimated by OLS; however, when we account for the presence of endogeneity, monthly earnings are around 18% higher for individuals who are able to speak and write Catalan. However, we also find that language and education are complementary inputs for generating earnings in Catalonia, given that knowledge of Catalan increases monthly earnings only for more educated individuals.

Fitxers de microdades a la Biblioteca de la UPF

Experiència sobre la identificació, la compilació i la posada a disposició dels usuaris dels recursos estadístics de temàtica social i econòmica utilitzats pels investigadors de la UPF. Es va fer un estudi d'identificació dels recursos utilitzats, de la seva procedència i de la font de finançament. Davant dels resultats es van iniciar dues línies d'actuació segons si les dades estadístiques eren d'accés lliure o de consulta restringida. Pel que fa als fitxers d'accés lliure, es va procedir a la instal·lació, conjuntament amb el Servei d’informàtica, dels fitxers en un servidor i possibilitar-ne l’accessibilitat a través de la xarxa UPF, es va elaborar una guia de desenvolupament de la col·lecció per aquests materials, per tal d’equilibrar el fons i respondre a les necessitats dels usuaris i es van fer diverses accions per millorar la recuperació del material a través del web i del catàleg de la Biblioteca. Pel que fa a les microdades van ser tractades apart tenint en compte les característiques especials d’aquest material, protegit per les lleis de protecció de dades personals. Es va crear una xarxa interna amb un sistema d’accés i control d’usuaris molt estricte, amb la col·laboració del Servei d’Informàtica, es va elaborar un circuit d'adquisició (amb negociacions amb les agències productores per signar llicències institucionals) i gestió interna dels materials. En conclusió: la Biblioteca, amb un actitud proactiva, es va anticipar a les necessitats dels investigadors i va donar-los resposta, tot va millorant la gestió i l'accessibilitat d'uns recursos -fitxers estadístics- tradicionalment molt restringits i racionalitzant processos i circuits.

Desenvolupament d’un pla operatiu per a la gestió del medicament en els centres penitenciaris

Les drogodependències, la infecció pel VIH-VHC i la tuberculosi, entre d’altres patologies, incideixen actualment de manera molt important en els centres penitenciaris, de manera que han canviat radicalment la sanitat en aquestes institucions en les darreres dues dècades. Les necessitats terapèutiques són diferents i la utilització de fàrmacs a les presons s’ha convertit en més complexa. La població penitenciària ha crescut en els darrers cinc anys més d’un 36% i, d’aquesta manera, ha augmentat la demanda assistencial i en conseqüència la prescripció farmacèutica, amb una corresponent pujada de la despesa en medicaments. Segons la legislació penitenciària general, l’Administració Penitenciària és responsable del control de les malalties transmissibles a les presons, en col·laboració amb l’Administració Sanitària. La gestió dels medicaments, per ser eficaç, ha d’incidir en una sèrie d’elements, com ara la selecció dels medicaments, l’adquisició, la distribució, la dispensació i l’administració, entre d’altres. Els medicaments utilitzats per al tractament de patologies del sistema nerviós són els productes més consumits en el CPHB, amb una major quantitat d’unitats dispensades. Alhora, la despesa d’aquests medicaments suposa aproximadament la meitat de la factura total. La diferència de preus entre especialitats farmacèutiques genèriques i especialitats farmacèutiques de marca evidencia de manera teòrica que la utilització de genèrics pot reduir la despesa total farmacèutica. Els estudis de selecció, adquisició i control de medicaments a centres penitenciaris per part de professionals sanitaris són eines fonamentals i necessàries per a la millora en l’ús de fàrmacs.