Thread Scheduling Mechanisms for Multiple-Context Parallel Processors

Scheduling tasks to efficiently use the available processor resources is crucial to minimizing the runtime of applications on shared-memory parallel processors. One factor that contributes to poor processor utilization is the idle time caused by long latency operations, such as remote memory references or processor synchronization operations. One way of tolerating this latency is to use a processor with multiple hardware contexts that can rapidly switch to executing another thread of computation whenever a long latency operation occurs, thus increasing processor utilization by overlapping computation with communication. Although multiple contexts are effective for tolerating latency, this effectiveness can be limited by memory and network bandwidth, by cache interference effects among the multiple contexts, and by critical tasks sharing processor resources with less critical tasks. This thesis presents techniques that increase the effectiveness of multiple contexts by intelligently scheduling threads to make more efficient use of processor pipeline, bandwidth, and cache resources. This thesis proposes thread prioritization as a fundamental mechanism for directing the thread schedule on a multiple-context processor. A priority is assigned to each thread either statically or dynamically and is used by the thread scheduler to decide which threads to load in the contexts, and to decide which context to switch to on a context switch. We develop a multiple-context model that integrates both cache and network effects, and shows how thread prioritization can both maintain high processor utilization, and limit increases in critical path runtime caused by multithreading. The model also shows that in order to be effective in bandwidth limited applications, thread prioritization must be extended to prioritize memory requests. We show how simple hardware can prioritize the running of threads in the multiple contexts, and the issuing of requests to both the local memory and the network. Simulation experiments show how thread prioritization is used in a variety of applications. Thread prioritization can improve the performance of synchronization primitives by minimizing the number of processor cycles wasted in spinning and devoting more cycles to critical threads. Thread prioritization can be used in combination with other techniques to improve cache performance and minimize cache interference between different working sets in the cache. For applications that are critical path limited, thread prioritization can improve performance by allowing processor resources to be devoted preferentially to critical threads. These experimental results show that thread prioritization is a mechanism that can be used to implement a wide range of scheduling policies.

Reconfigurable Architectures for General-Purpose Computing

General-purpose computing devices allow us to (1) customize computation after fabrication and (2) conserve area by reusing expensive active circuitry for different functions in time. We define RP-space, a restricted domain of the general-purpose architectural space focussed on reconfigurable computing architectures. Two dominant features differentiate reconfigurable from special-purpose architectures and account for most of the area overhead associated with RP devices: (1) instructions which tell the device how to behave, and (2) flexible interconnect which supports task dependent dataflow between operations. We can characterize RP-space by the allocation and structure of these resources and compare the efficiencies of architectural points across broad application characteristics. Conventional FPGAs fall at one extreme end of this space and their efficiency ranges over two orders of magnitude across the space of application characteristics. Understanding RP-space and its consequences allows us to pick the best architecture for a task and to search for more robust design points in the space. Our DPGA, a fine- grained computing device which adds small, on-chip instruction memories to FPGAs is one such design point. For typical logic applications and finite- state machines, a DPGA can implement tasks in one-third the area of a traditional FPGA. TSFPGA, a variant of the DPGA which focuses on heavily time-switched interconnect, achieves circuit densities close to the DPGA, while reducing typical physical mapping times from hours to seconds. Rigid, fabrication-time organization of instruction resources significantly narrows the range of efficiency for conventional architectures. To avoid this performance brittleness, we developed MATRIX, the first architecture to defer the binding of instruction resources until run-time, allowing the application to organize resources according to its needs. Our focus MATRIX design point is based on an array of 8-bit ALU and register-file building blocks interconnected via a byte-wide network. With today's silicon, a single chip MATRIX array can deliver over 10 Gop/s (8-bit ops). On sample image processing tasks, we show that MATRIX yields 10-20x the computational density of conventional processors. Understanding the cost structure of RP-space helps us identify these intermediate architectural points and may provide useful insight more broadly in guiding our continual search for robust and efficient general-purpose computing structures.

ADAM: A Decentralized Parallel Computer Architecture Featuring Fast Thread and Data Migration and a Uniform Hardware Abstraction

The furious pace of Moore's Law is driving computer architecture into a realm where the the speed of light is the dominant factor in system latencies. The number of clock cycles to span a chip are increasing, while the number of bits that can be accessed within a clock cycle is decreasing. Hence, it is becoming more difficult to hide latency. One alternative solution is to reduce latency by migrating threads and data, but the overhead of existing implementations has previously made migration an unserviceable solution so far. I present an architecture, implementation, and mechanisms that reduces the overhead of migration to the point where migration is a viable supplement to other latency hiding mechanisms, such as multithreading. The architecture is abstract, and presents programmers with a simple, uniform fine-grained multithreaded parallel programming model with implicit memory management. In other words, the spatial nature and implementation details (such as the number of processors) of a parallel machine are entirely hidden from the programmer. Compiler writers are encouraged to devise programming languages for the machine that guide a programmer to express their ideas in terms of objects, since objects exhibit an inherent physical locality of data and code. The machine implementation can then leverage this locality to automatically distribute data and threads across the physical machine by using a set of high performance migration mechanisms. An implementation of this architecture could migrate a null thread in 66 cycles -- over a factor of 1000 improvement over previous work. Performance also scales well; the time required to move a typical thread is only 4 to 5 times that of a null thread. Data migration performance is similar, and scales linearly with data block size. Since the performance of the migration mechanism is on par with that of an L2 cache, the implementation simulated in my work has no data caches and relies instead on multithreading and the migration mechanism to hide and reduce access latencies.

Building Grounded Abstractions for Artificial Intelligence Programming

Most Artificial Intelligence (AI) work can be characterized as either ``high-level'' (e.g., logical, symbolic) or ``low-level'' (e.g., connectionist networks, behavior-based robotics). Each approach suffers from particular drawbacks. High-level AI uses abstractions that often have no relation to the way real, biological brains work. Low-level AI, on the other hand, tends to lack the powerful abstractions that are needed to express complex structures and relationships. I have tried to combine the best features of both approaches, by building a set of programming abstractions defined in terms of simple, biologically plausible components. At the ``ground level'', I define a primitive, perceptron-like computational unit. I then show how more abstract computational units may be implemented in terms of the primitive units, and show the utility of the abstract units in sample networks. The new units make it possible to build networks using concepts such as long-term memories, short-term memories, and frames. As a demonstration of these abstractions, I have implemented a simulator for ``creatures'' controlled by a network of abstract units. The creatures exist in a simple 2D world, and exhibit behaviors such as catching mobile prey and sorting colored blocks into matching boxes. This program demonstrates that it is possible to build systems that can interact effectively with a dynamic physical environment, yet use symbolic representations to control aspects of their behavior.

Ameliorating the Overhead of Dynamic Optimization

Dynamic optimization has several key advantages. This includes the ability to work on binary code in the absence of sources and to perform optimization across module boundaries. However, it has a significant disadvantage viz-a-viz traditional static optimization: it has a significant runtime overhead. There can be performance gain only if the overhead can be amortized. In this paper, we will quantitatively analyze the runtime overhead introduced by a dynamic optimizer, DynamoRIO. We found that the major overhead does not come from the optimizer's operation. Instead, it comes from the extra code in the code cache added by DynamoRIO. After a detailed analysis, we will propose a method of trace construction that ameliorate the overhead introduced by the dynamic optimizer, thereby reducing the runtime overhead of DynamoRIO. We believe that the result of the study as well as the proposed solution is applicable to other scenarios such as dynamic code translation and managed execution that utilizes a framework similar to that of dynamic optimization.

Sangre de mártires, semilla de esperanza: construcción de las nociones de cuerpo y memoria tras la masacre de Trujillo

En esta investigación se pretende analizar la forma en que los familiares de víctimas de Trujillo y sus acompañantes han iniciado y desarrollado los procesos de reconstrucción de los hechos, de reparación simbólica y de duelo en un escenario donde el conflicto aún no ha cesado. Tras la masacre ocurrida entre 1986 y 1994 en Trujillo, Riofrío, Bolívar (Valle del Cauca) y el reconocimiento de responsabilidad por parte del Estado en 1995, los familiares de las víctimas decidieron unir fuerzas y trabajar conjuntamente en la construcción de una memoria histórica de los hechos violentos, pese a las amenazas y al hostigamiento que después de 20 años siguen latentes en Trujillo. Ahora bien, no sólo se quiere hablar de los procesos de memoria y duelo entre los trujillenses; también se quieren mostrar una perspectiva analítica que permite mostrarlos más allá del relato o los rituales; es decir desde el cuerpo como evidencia material de los hechos violentos y como construcción simbólica, desde los objetos como albergue de recuerdos e identidades particulares y desde el arte como medio de liberar el dolor, acercarse a la violencia y evadir por un instante la cruenta realidad que vela la vida de los trujillenses.

El ponqué Chocoramo y la teoría de la innovación como factor de éxito

Existen en la mente muchos recuerdos y aquellos que marcan aun más son aquellos de la niñez. Para muchos colombianos el Chocoramo hace parte de esos recuerdos; ya sea en la lonchera, en recreos, o en la alacena de casa. Esta porción de ponqué cubierta con chocolate representa algunas de las cosas que los colombianos apreciamos. El Chocoramo es un ponqué simple, tradicional, fresco, rico y conveniente para calmar el hambre cuando no el tiempo es escaso. Por lo que significa, por hacer parte de nuestros recuerdos y porqué crecimos comiendo Chocoramo; sin duda alguna este ponqué de empaque naranja hace parte de la tradición colombiana. Si bien la innovación continua en empaque y producto se convierte en la clave del éxito para muchas de las firmas, Productos Ramo nos enseña que no podemos olvidar quienes son nuestros clientes y cuál es la razón por la que aprecian nuestros productos, para el consumidor del ponqué Chocoramo significa mucho más que un lindo empaque.

“La simulación al servicio de la academia - reflexiones y aplicaciones de la dinámica de sistemas en Colombia 2011” memorias del 9° Encuentro Colombiano de Dinámica de Sistemas

“La simulación al servicio de la academia - Reflexiones y aplicaciones de la Dinámica de Sistemas en Colombia 2011”, son las memorias del noveno encuentro colombiano de Dinámica de Sistemas celebrado en la Universidad del Rosario los días 14, 15 y 16 de septiembre de 2011, en el cual participaron ponentes de universidades nacionales e internacionales y se contó con la presencia de expertos en el tema quienes acompañaron y lideraron el desarrollo de las exposiciones durante los tres días. Diego Cardona Eng MSc PhD, organizador del evento, recoge la producción de sus participantes y acá se presenta la compilación de los documentos presentados.

Plan de Empresa “BIO S.A.S”

BIO S.A.S es una organización que iniciará actividades en septiembre de 2012, y se dedicará a la producción, manipulación y distribución especial más no limitativa de Naranja Tangelo (Mineola). Nuestro producto será comercializado en Chapinero.

Efectos reglamentarios y jurisdiccionales del derecho comunitario Andino sobre el derecho administrativo colombiano

Este trabajo se soporta sobre una base conformada por dos conceptos, que constituyen el horizonte contextual de la investigación: Derecho Administrativo y Comunidad de integración. Es claro que al hablar de una Comunidad de integración específica como la Comunidad Andina (CAN), incide de forma directa en la actividad del derecho administrativo.Ha sido necesario que los países que conforman los grupos de integración económica cedan parte de sus competencias para crear un ordenamiento jurídico de orden supranacional, el cual modifica la dinámica social de las relaciones comerciales y afecta la estructura de la administración pública, haciendo que el derecho administrativo no se limite a interactuar solo con derecho nacional. Esta mutua dependencia de las políticas internas y las regionales se realiza, entonces, cada vez que existe participación y compromiso de los Estados frente a las decisiones, de carácter vinculante o no. En esa medida surge el problema de investigación tendiente a esclarecer cómo ha sido la adopción de las decisiones e interpretaciones, emanadas de los mecanismos oficiales del Derecho Comunitario Andino, en el ordenamiento jurídico colombiano. La existencia de varios puntos de vista con respecto a la obligatoriedad o no de dicha adopción, moldea un tema de suficiente amplitud y profundidad para ser estudiado en un trabajo de investigación.

Percepción de la pertinencia de los programas académicos de Magíster en Administración en egresados titulados y empleadores en Bogotá

El propósito de esta investigación es describir la percepción de los egresados titulados y empleadores acerca de la pertinencia de la formación de programas académicos de Magíster en Administración ofrecidos por las Instituciones de Educación Superior en Bogotá. Además a través de esta investigación es posible determinar su importancia en el desarrollo y potencialización de las capacidades, habilidades y destrezas directivas y gerenciales necesarias para desempeñarse dentro de una empresa perdurable, coherentes con la realidad social, laboral, cultural y ambiental. Para ello, se hace un análisis del grado de satisfacción de los egresados titulados y empleadores permitiendo conocer las fortalezas y debilidades del programa. En consecuencia fue posible proponer recomendaciones y conclusiones para mejorar el programa, asegurando un camino para aportar “el estado del arte “ de la Administración para los futuros estudiantes y en beneficio de las compañías.

Análisis de los programas de la agencia española de cooperación internacional para el desarrollo dirigidos a las mujeres en la lucha contra el vih/sida en mozambique (2005-2010)

En este estudio de caso pretende dar respuesta a que factores vitalizan la cooperación Española en Mozambique a través del análisis de programas como el VITA, dirigidos específicamente al desarrollo y mejoramiento de la salud en el continente Africano. Este estudio de caso se centra en el investigación de los discursos de desarrollo que se fundamentan en las políticas internacionales de cooperación , basadas en la existencia de una enfermedad como el VIH que ha puesto en manifiesto la interacción entre la esfera biológica y social , social e individual entre el fenómeno existencial y cultural, lo que fundamenta su importancia y estudio. Se ha escogido esta herramienta de investigación social, en este estudio de caso, para abordar la forma en que funciona y opera la AECID en Mozambique a través de los programas con enfoque de género encaminados al problema del VIH. Se pretende dar a conocer el desarrollo en materia de la cooperación internacional de una organización tan importante como la AECID, cuyos proyectos gozan de una gran credibilidad en cuanto a la ejecución de sus acciones y que en general dichos proyectos se adecuan a las necesidades de la población, a los objetivos de desarrollo nacionales y a las prioridades de la cooperación española.

Alteración de la atención y concentración en estudiantes de medicina que realizan turnos de noche

El sueño, es indispensable para la recuperación, física, mental y de procesos como la consolidación de memoria, atención y lenguaje. La privación de sueño (PS) incide en la atención y concentración. La PS es inherente a la formación médica, pero no es claro el papel de los turnos nocturnos en estudiantes, porque no cumplen con un objetivo académico, pero hay relación con disminución de la salud, productividad, accidentes, y alteraciones en diversas actividades. Está descrito el impacto de la PS sobre la capacidad de aprendizaje y aspectos como el ánimo y las relaciones interpersonales. MÉTODOS: Se realizó un estudio analítico observacional de cohorte longitudinal, con tres etapas de medición a 180 estudiantes de Medicina de la Universidad del Rosario, que evaluó atención selectiva y concentración mediante la aplicación de la prueba d2, validada internacionalmente para tal fin. RESULTADOS: Se estudiaron 180 estudiantes, 115 mujeres, 65 hombres, entre los 18 y 26 años (promedio 21). Al inicio del estudio dormían en promedio 7,9 horas, cifra que se redujo a 5,8 y 6,3 en la segunda y tercera etapa respectivamente. El promedio de horas de sueño nocturno, disminuyó en el segundo y tercer momento (p<0,001); Además se encontró mediante la aplicación de la prueba d2, que hubo correlación significativa directa débil, entre el promedio de horas de sueño, y el promedio del desempeño en la prueba (r=0.168, p=0.029) CONCLUSIONES: La PS, con períodos de sueño menores a 7,2 horas, impactan de manera importante la atención selectiva, la concentración

Análisis de iniciativas de memoria colectiva de víctimas del conflicto armado en Colombia a través de expresiones artísticas musicales en Bogotá. Periodo 1991−2010

Dentro del conflicto armado en Colombia, algunas expresiones artísticas musicales se han convertido en mecanismos alternativos de construcción de memoria colectiva, al rescatar y hacer público memorias de individuos y hechos violentos que los relatos oficiales de poder pretenden olvidar.

Prevalencia de síntomas osteomusculares en personal de salud de dos instituciones prestadoras de servicios de salud en Bogotá en el año 2012

OBJETIVO: Determinar la prevalencia de los síntomas osteomusculares y la asociación con las variables socio-demográficas y laborales, en el personal de salud de dos instituciones prestadoras de salud de la ciudad de Bogotá, en el año 2012. METODOLOGIA: Se realizó un estudio descriptivo de tipo transversal, en dos instituciones prestadoras de salud de la cuidad de Bogotá en el 2012, con una muestra de 202 trabajadores del área de la salud incluyendo médicos, enfermeras, auxiliares de enfermería, odontólogos, auxiliares de odontología, bacteriólogos, auxiliares de laboratorio, fisioterapeutas, pediatras, ginecólogos, nutricionistas, optómetras, psicólogos y radiólogos. Para la evaluación de las condiciones de trabajo y salud se utilizo la “Encuesta nacional de Condiciones de Trabajo” del Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo de España (INSHT), en su versión validada para el idioma español, Para la evaluación de los problemas musculo esqueléticos se uso el “Cuestionario Nórdico Musculo esquelético”, en su versión validada al español. Se evaluó además información personal incluyendo sexo, edad, profesión, tiempo de ejercicio profesional, tiempo de ejercicio en la empresa, actividades extralaborales, entre otros. RESULTADOS: La población estudiada se dividió en 63 hombres y 139 mujeres, con una mediana de edad de 33 años, mediana de ejercicio de la profesión de 10 años, y de años laborados en la empresa fue de 2. El 64.8% de los trabajadores refirieron síntomas osteomusculares. Los más frecuentes se localizaron en manos y muñecas (29,7%), cuello (28,2%), parte baja de la espalda (25,7%), brazo/antebrazo (21.2%), hombro (20,2%), parte alta de la espalda (18.8%) miembros inferiores (13.8%) y dedos (11.3%). Se encontró relación significativa entre edad (p=0.001), realizar quehaceres del hogar (p=0.002), profesión (p=0.004) con los síntomas osteomusculares. CONCLUSION: La población mostró una elevada prevalencia de síntomas osteomusculares en manos, muñecas, cuello y parte baja de la espalda y de esta población los médicos ocuparon el 1 lugar en sintomatología osteomuscular seguido de los auxiliares enfermería, odontólogos y bacteriólogos. Es importante proponer programas de educación e implementar acciones para disminuir la aparición y severidad de lesiones osteomusculares.