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Compilación de los short papers presentados en las 11vas Jornadas de Cloud Computing, Big Data & Emerging Topics (JCC-BD&ET2023), llevadas a cabo en modalidad híbrida durante junio de 2023 y organizadas por el Instituto de Investigación en Informática LIDI (III-LIDI) y la Secretaría de Posgrado de la Facultad de Informática de la UNLP en colaboración con universidades de Argentina y del exterior., Facultad de Informática

El objetivo del trabajo es mejorar y modernizar un laboratorio HPC situado en el departamento de Física de la Matéria Condensada de la Facultad de Física en la Universidad de Barcelona. Consistirá en implementar una arquitectura unificada que mejore la gestión y la seguridad de la infrastructura, integrando nodos CPU y GPU, permitiendo una administración centralizada de los recursos, y permitiendo la ejecución de trabajos con el sistema de colas SLURM. The objective of the work is to improve and modernize an HPC laboratory located in the Department of Condensed Matter Physics of the Faculty of Physics at the University of Barcelona, where I currently work and develop the role of systems administrator. This lab is used by researchers and PhD students to run high performance calculations and simulations. The infrastructure currently consists of a 40-node computing cluster based on CPUs, managed through the SGE scheduler. In addition, the laboratory has another 6 isolated GPU servers. Given the segregation between these systems, the need arises for a unified architecture that improves both the management and the security of the infrastructure. For this reason, my objective is to implement a new cluster from scratch, which integrates both CPU and GPU nodes, allowing a centralized and more sophisticated management of resources. To achieve this goal, the idea is to integrate a cluster of Linux servers managed by a SLURM queue system, in addition to implementing a multiversion software manager through EasyBuild and a module manager. On the other hand, for user management, the use of software based on the LDAP protocol and a remote backup system to provide security copies are proposed.

HPC és una tecnologia que utilitza clústers de potents processadors treballant en paral·lel amb l'objectiu de processar conjunts de dades massius (big data) i resoldre problemes complexos a una velocitat extrema. Normalment, les execucions que mouen aquesta quantitat de dades solen estar paral·lelitzades i optimitzades per millorar el temps, per la qual cosa, per a aquests casos, HPC és la tecnologia idònia. Això és degut a que HPC és capaç de suportar una computació massiva en paral·lel. Per a això solen utilitzar-se scripts que contenen la configuració de l'entorn (nombre de nodes, CPUs per tasca...), de l'execució de l'experiment i opcions de compilació. Partint d'aquesta premisa, en aquest treball final de grau s'ha creat una aplicació per generar, de forma automàtica, scripts SLURM per a execucions massives. Aquesta aplicació té com a finalitat facilitar la preparació i configuració d'execucions experimentals. Com que les execucions massives d'experiments científics requereixen d'una bona preparació de l'execució, gràcies a l'ús d'aquest programa s'ha reduït el temps que necessita l'investigador d'una mitja hora o una hora, més o menys, a només uns pocs minuts. Això permet agilitzar les execucions que es desitgen llançar i optimitzar el temps de treball de l'investigador. HPC es una tecnología que utiliza clústeres de potentes procesadores trabajando en paralelo con el objetivo de procesar conjuntos de datos masivos (big data) y resolver problemas complejos a una velocidad extrema. Normalmente, las ejecuciones que mueven esta cantidad de datos, suelen estar paralelizadas y optimizadas para mejorar el tiempo, por lo que para estos casos HPC es la tecnología idónea. Esto es debido a que HPC es capaz de soportar una computación masiva en paralelo. Para ello suelen utilizarse Scripts que contienen la configuración del entorno (número de nodos, CPUs por tarea...), de la ejecución del experimento y opciones de compilación. Partiendo de esta premisa, en este trabajo final de grado, se ha creado una aplicación para generar, de forma automática, Scripts SLURM para ejecuciones masivas. Esta aplicación tiene como finalidad, facilitar la preparación y configuración de ejecuciones experimentales. Como las ejecuciones masivas de experimentos científicos requieren de una buena preparación de la ejecución, gracias al uso de este programa ha reducido el tiempo que necesita el investigador de una media hora u hora, más o menos, a solo unos pocos minutos. Esto permite agilizar las ejecuciones que se desean lanzar y optimizando el tiempo de trabajo del investigador. HPC is a technology that utilizes clusters of powerful processors working in parallel with the objective of processing massive datasets (big data) and solving complex problems at high speeds. Typically, executions that involve moving this amount of data are parallelized and optimized to improve processing time, making HPC the ideal technology for such cases. This is because HPC is capable of supporting massive parallel computing. Scripts are often used for this purpose, which contain the configuration of the environment (number of nodes, CPUs per task, etc.), the execution of the experiment, and compilation options. Based on this premise, in this final undergraduate project, an application has been created to automatically generate SLURM scripts for massive executions. The purpose of this application is to facilitate the preparation and configuration of experimental executions. Since massive executions of scientific experiments require thorough preparation, the use of this program has reduced the time needed by researchers from an average of half an hour or an hour to just a few minutes. This allows for faster launching of executions and optimizes the researcher's working time.

En la actualidad, Python es uno de los lenguajes mas utilizados en diversas áreas de aplicación. Sin embargo, presenta limitaciones a la hora de poder optimizar y paralizar aplicaciones debido a las limitaciones de su intérprete oficial, especialmente para aplicaciones CPU-bound. Para solucionar esta problemática han sugerido traductores alternativos, aunque cada uno con un enfoque diferente y con su propia relación de costo-rendimiento. Ante la ausencia de estudios comparativos, se realizo una evaluación de rendimiento y esfuerzo de programación de dichos traductores, utilizando como caso de estudio N-Body, un problema popular y con alta demanda computacional., Facultad de Informática

Los incidentes de seguridad son cada vez más frecuentes en todo tipo de organizaciones que experimentan el impacto negativo provocado por este tipo de amenazas. Los centros de supercomputación que prestan servicios de computación de alto rendimiento no son ajenos a este tipo de incidentes que afectan a la alta disponibilidad que estos centros críticos deben garantizar. Por ello, la investigación y diseño de infraestructuras que permitan detectar, gestionar y mitigar las amenazas a la seguridad de este tipo de centros de datos es especialmente necesaria. Se presenta la investigación en la softwarización y virtualización de red para implementar una infraestructura de red basada en NFV y SDN. Se ha desplegado esta infraestructura de red donde se aplican tecnologías de nueva generación para mitigar los incidentes de seguridad mediante funciones de red virtualizadas y desplegadas en contenedores.

El fuzzing es una técnica de prueba automatizada que hace uso de mutaciones de entradas para ejecutar el software utilizando estas a fin de observar los valores de retorno y el estado externo del sistema; todo ello para identificar comportamientos no esperados. Por su simpleza y fácil automatización inicial, el fuzzing es una de las técnicas más populares para identificar vulnerabilidades en software en el mundo real. El uso de técnicas de fuzzing como parte del desarrollo de software en grandes compañías ha acelerado la evolución de las técnicas y mejorado las herramientas, como contrapartida muchos proyectos quedan huérfanos de sus desarrolladores originales, al ser captados por estas empresas y todas aquellas características con potencial uso comercial, son restringidas al ámbito privado o son dependientes de nubes propietarias. Esto supone una barrera inicial para nuevos desarrollos, una posible dependencia tecnológica de terceros y problemas de confidencialidad de los datos para adoptar modelos seguros de desarrollo o realizar investigaciones. Las investigaciones sobre fuzzing y las nuevas herramientas tienen en común partir desde cero o una base teórica y focalizarse en una característica o funcionalidad. Por todo lo anterior resulta valioso desarrollar un marco de trabajo común que de coherencia y continuidad de forma global abordando el fuzzing como un flujo con distintas fases, organizando todos los procesos implicados, incluyendo también aquellos con relación directa, de forma modular, abierta y agnóstica a las herramientas y técnicas. Con ello se potencia la reutilización y se elimina la dependencia a herramientas o casos de uso, a la vez que permiten sinergias con otros enfoques de seguridad en el software. El uso de una arquitectura desacoplada y escalable permite la Distribucion y paralelización de trabajos. Esta arquitectura es ideal para entornos de computación de alto rendimiento en adelante HPC ( high-performance computing por su traducción al inglés) o basados en cargas de trabajo. El código fuente y la documentación empleada para la prueba de concepto se encuentra disponible públicamente en GitHub.

Amb el present treball final de grau s’ha pretès establir els fonaments de la turbulència i entendre com es forma aquest fenomen. Concretament, s’estudiarà el comportament dels fluxos turbulents confinats. Per això he fet servir un cas canònic estudiat per Moser et al. en el que es fa circular un fluid entre dues plaques planes i paral·leles. Aquest estudi s’agafarà com a referencia per estudiar el comportament del fluid utilitzant estratègies DNS, les quals requereixen de instal·lacions especials, concretament centres de supercomputació com podria ser el Barcelona Supercomputing Centre o el Simon Fraser University Supercomputer Cedar on s’ha pogut simular aquest cas. Per poder desenvolupar el cas he utilitzat un solucionador creat per el professor Lluís Jofre Cruanyes juntament amb Guillermo Oyarzun, anomenat RHEA. Per altre banda, el segon objectiu es precisament verificar el correcte funcionament de RHEA. Per poder-ho fer els resultats obtinguts seran comparats amb una solució de referencia que son les dades aconseguides per Moser et al. també es compararà amb dades recollides al llibre “Turbulent Flows de Stephen B. Pope, 2000” concretament recollides al capítol “Wall Flows”. Es molt important verificar el correcte funcionament de RHEA ja que pretén ser un codi open-source funcional per a la pròxima generació de supercomputadors, els ordinadors exaescala. Con el presente trabajo de final de grado se pretende establecer los fundamentos de la turbulencia y entender cómo se forma este fenómeno. Concretamente, se estudiará el comportamiento de los flujos turbulentos confinados. Para ello se ha usado un caso canónico estudiado por Moser et al. en el que se hace circular un fluido entre dos placas planas paralelas. Este estudio se tomará como referencia para estudiar el comportamiento del fluido usando estrategias DNS, lo que requiere de instalaciones especiales concretamente centros de supercomputación como podría ser el Barcelona Supercomputing Centre o el Simon Fraser University Supercomputer Cedar donde se ha simulado este caso. Para poder desarrollar el caso se ha usado el solucionador creado por el profesor Lluís Jofre Cruanyes junto con Guillermo Oyarzun, llamado RHEA. Por otro lado, el segundo objetivo es verificar el correcto funcionamiento de RHEA. Para ello se compararon los resultados obtenidos con la solución de referencia que serán los datos conseguidos por Moser et al. también se usarán datos recogidos en el libro “Turbulent Flows de Stephen B. Pope, 2000” concretamente en el capítulo “Wall Flows”. Es muy importante verificar el correcto funcionamiento de RHEA porque pretende ser un código open-source funcional para la próxima generación de supercomputadores, los ordenadores exaescala. Amb el present treball final de grau s’ha pretès establir els fonaments de la turbulència i entendre com es forma aquest fenomen. Concretament, s’estudiarà el comportament dels fluxos turbulents confinats. Per això he fet servir un cas canònic estudiat per Moser et al. en el que es fa circular un fluid entre dues plaques planes i paral·leles. Aquest estudi s’agafarà com a referencia per estudiar el comportament del fluid utilitzant estratègies DNS, les quals requereixen de instal·lacions especials, concretament centres de supercomputació com podria ser el Barcelona Supercomputing Centre o el Simon Fraser University Supercomputer Cedar on s’ha pogut simular aquest cas. Per poder desenvolupar el cas he utilitzat un solucionador creat per el professor Lluís Jofre Cruanyes juntament amb Guillermo Oyarzun, anomenat RHEA. Per altre banda, el segon objectiu es precisament verificar el correcte funcionament de RHEA. Per poder-ho fer els resultats obtinguts seran comparats amb una solució de referencia que son les dades aconseguides per Moser et al. també es compararà amb dades recollides al llibre “Turbulent Flows de Stephen B. Pope, 2000” concretament recollides al capítol “Wall Flows”. Es molt important verificar el correcte funcionament de RHEA ja que pretén ser un codi open-source funcional per a la pròxima generació de supercomputadors, els ordinadors exaescala.

El crecimiento exponencial del interés del Machine Learning (ML) en la última década está relacionado con tres avances fundamentales: 1.el desarrollo de mejores algoritmos con aplicaciones directas en muchos campos de la ciencia y la ingeniería; 2.la disponibilidad de cantidades masivas de datos y la viabilidadde almacenarlos y analizarlos de manera eficiente3.La aparición de arquitecturas de hardware novedosas, normalmente paralelas y / u homogéneas, que permiten una explotación adecuada de ambos nuevos algoritmos en grandes conjuntos de datos en un tiempo asequible.Elframework de ML denominado TensorFlow (TF) se diseñó para proporcionar capacidades de subprocesos múltiples, extendidas con soporte de acelerador de hardware para aprovechar el potencial de las arquitecturas modernas. La cantidad de paralelismo en las versiones actuales se puede seleccionar en varios niveles bajo demanda. Sin embargo, esta selección es fija y no puede variar durante la ejecución de sesiones de entrenamiento / inferencia. Esto restringe en gran medida la flexibilidad y elasticidaddel framework, especialmente en escenarios en los que múltiples instancias de TF coexisten en una arquitectura paralela., Universidad Nacional de La Plata

Fil: Dillon, María Eugenia. Servicio Meteorológico Nacional. Dirección Nacional de Ciencia e Innovación en Productos y Servicios. Dirección de Productos de Modelación Ambiental y de Sensores Remotos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos; Argentina. Fil: Matsudo, Cynthia Mariana. Servicio Meteorológico Nacional. Dirección Nacional de Ciencia e Innovación en Productos y Servicios. Dirección de Productos de Modelación Ambiental y de Sensores Remotos; Argentina. Fil: García Skabar, Yanina. Servicio Meteorológico Nacional. Dirección Nacional de Ciencia e Innovación en Productos y Servicios. Dirección de Productos de Modelación Ambiental y de Sensores Remotos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto Franco Argentino sobre Estudios del Clima y sus Impactos; Argentina. Fil: Sacco, Maximiliano A. Servicio Meteorológico Nacional. Dirección Nacional de Ciencia e Innovación en Productos y Servicios. Dirección de Productos de Modelación Ambiental y de Sensores Remotos; Argentina. Fil: Álvarez Imaz, Milagros. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos; Argentina. Esta Nota Técnica forma parte de una serie que recopila informes realizados en el marco de la implementación del sistema de pronóstico numérico en el sistema de cómputo de alta performance HPC, Huayra Muyu (HM), adquirido a través del proyecto CyT Alerta. En la presente se realiza un análisis de las configuraciones del modelo y cómo estas impactan en el tiempo de procesamiento, con el fin último de construir un ensamble multifísico. Consta de dos secciones, una primera donde se hace un análisis de la configuración de la cantidad de nodos utilizados, cómo se distribuyen los procesos y además se evalúan diferentes versiones de WRF y el uso de distintos compiladores. En la segunda parte se analizan un conjunto de 60 y 40 configuraciones físicas diferentes del modelo. Finalmente se define la configuración del ensamble que se implementa operativamente en HM. This Technical Note is part of a series that describes the work carried out to implement the numerical forecast system in the High Performance Computer Huayra Muyu (HM), which was financed as part of the CyT Alerta project. In order to build a multiphysics ensemble forecast, an analysis of the model configurations and their impact on the processing time is carried out and presented in this technical note. It consists of two sections, in the first one different computational tests were performed, evaluating the number of nodes used, the distribution of the processes, the version of WRF model and also the compilers used. In the second part, a set of 60 and 40 different physical configurations of the model are analyzed. Finally, the configuration of the ensemble forecast system that is operationally implemented in HM is defined.

Fil: Cutraro, Federico. Servicio Meteorológico Nacional. Dirección Nacional de Ciencia e Innovación en Productos y Servicios. Dirección de Productos de Modelación Ambiental y de Sensores Remotos; Argentina. Fil: Righetti, Silvina Andrea. Servicio Meteorológico Nacional. Dirección Nacional de Ciencia e Innovación en Productos y Servicios. Dirección de Productos de Modelación Ambiental y de Sensores Remotos; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos; Argentina. Fil: García Skabar, Yanina. Servicio Meteorológico Nacional. Dirección Nacional de Ciencia e Innovación en Productos y Servicios. Dirección de Productos de Modelación Ambiental y de Sensores Remotos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto Franco Argentino sobre Estudios del Clima y sus Impactos; Argentina. Fil: Sacco, Maximiliano A. Servicio Meteorológico Nacional. Dirección Nacional de Ciencia e Innovación en Productos y Servicios. Dirección de Productos de Modelación Ambiental y de Sensores Remotos; Argentina. Esta Nota Técnica forma parte de una serie que recopila informes realizados en el marco de la implementación del sistema de pronóstico numérico en el sistema de cómputo de alta performance HPC, Huayra Muyu (HM), adquirido a través del proyecto CyT Alerta. En la presente se aborda la problemática de corregir los errores sistemáticos en los pronósticos numéricos de la atmósfera que se utilizan en el Servicio Meteorológico Nacional (SMN). Para ello se aplica la metodología de Regresión Adaptada basada en el Filtro de Kalman (RAFK) a los modelos WRF y GFS, en sus versiones determinístico y ensamble, para los puntos de interés que poseen observaciones. Los resultados muestran que la metodología aplicada corrige los errores en los pronósticos de manera satisfactoria, mejorando así la calidad de los mismos. Para los puntos de interés que no poseen observaciones se plantea realizar una interpolación de la calibración obtenida en puntos con observaciones, ya sea temporal o espacial dependiendo del caso. Los resultados obtenidos muestran que la interpolación temporal en conjunto con el método ID de interpolación espacial permiten calibrar de manera adecuada aquellos puntos sin observaciones. This Technical Note is part of a series that describes the work carried out to implement the numerical forecast system in the High Performance Computer Huayra Muyu (HM), which was financed as part of the CyT Alerta project. The purpose of this Technical Note is to describe the process to correct systematic errors in the numerical forecasts that are used at the National Meteorological Service. For this, an Adaptive Regression based on Kalman Filter is applied to WRF and GFS models, both deterministic and ensemble, for interest points with observations. The results show that the methodology applied correct systematic errors on forecasts in a satisfactory way, improving their quality. For interest points without observations, spatial or temporal interpolation of calibration at points with observations are considered. The results show that a temporal interpolation in combination with ID methodology for spatial interpolation, allow a suitable calibration on points without observations.

Fil: Dillon, María Eugenia. Servicio Meteorológico Nacional. Dirección Nacional de Ciencia e Innovación en Productos y Servicios. Dirección de Productos de Modelación Ambiental y de Sensores Remotos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos; Argentina. Fil: Maldonado, Paula. Servicio Meteorológico Nacional. Dirección Nacional de Ciencia e Innovación en Productos y Servicios. Dirección de Productos de Modelación Ambiental y de Sensores Remotos; Argentina. Fil: Cutraro, Federico. Servicio Meteorológico Nacional. Dirección Nacional de Ciencia e Innovación en Productos y Servicios. Dirección de Productos de Modelación Ambiental y de Sensores Remotos; Argentina. Fil: García Skabar, Yanina. Servicio Meteorológico Nacional. Dirección Nacional de Ciencia e Innovación en Productos y Servicios. Dirección de Productos de Modelación Ambiental y de Sensores Remotos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto Franco Argentino sobre Estudios del Clima y sus Impactos; Argentina. Fil: Sacco, Maximiliano A. Servicio Meteorológico Nacional. Dirección Nacional de Ciencia e Innovación en Productos y Servicios. Dirección de Productos de Modelación Ambiental y de Sensores Remotos; Argentina. Esta Nota Técnica forma parte de una serie que recopila informes realizados en el marco de la implementación del sistema de pronóstico numérico en el sistema de cómputo de alta performance HPC, Huayra Muyu (HM), adquirido a través del proyecto CyT Alerta. En la presente se describen las características principales del sistema de asimilación de datos LETKF-WRF implementado en el SMN que se espera encuentre operativo a principios del año 2021. En particular, se detalla la configuración empleada en el modelo numérico, los parámetros relevantes de la técnica de asimilación de datos, las fuentes de observación utilizadas en el proceso de asimilación, el proceso de post-procesamiento de los datos y los productos generados para monitorear el funcionamiento del sistema de asimilación. Asimismo, se describen los recursos computacionales requeridos para implementar el sistema LETKF-WRF en el HPC del SMN.

Fil: Álvarez Imaz, Milagros. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos; Argentina. Fil: Cutraro, Federico. Servicio Meteorológico Nacional. Dirección Nacional de Ciencia e Innovación en Productos y Servicios. Dirección de Productos de Modelación Ambiental y de Sensores Remotos; Argentina. Fil: Dillon, María Eugenia. Servicio Meteorológico Nacional. Dirección Nacional de Ciencia e Innovación en Productos y Servicios. Dirección de Productos de Modelación Ambiental y de Sensores Remotos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos; Argentina. Fil: García Skabar, Yanina. Servicio Meteorológico Nacional. Dirección Nacional de Ciencia e Innovación en Productos y Servicios. Dirección de Productos de Modelación Ambiental y de Sensores Remotos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto Franco Argentino sobre Estudios del Clima y sus Impactos; Argentina. Fil: Matsudo, Cynthia Mariana. Servicio Meteorológico Nacional. Dirección Nacional de Ciencia e Innovación en Productos y Servicios. Dirección de Productos de Modelación Ambiental y de Sensores Remotos; Argentina. Fil: Righetti, Silvina Andrea. Servicio Meteorológico Nacional. Dirección Nacional de Ciencia e Innovación en Productos y Servicios. Dirección de Productos de Modelación Ambiental y de Sensores Remotos; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos; Argentina. Fil: Sacco, Maximiliano A. Servicio Meteorológico Nacional. Dirección Nacional de Ciencia e Innovación en Productos y Servicios. Dirección de Productos de Modelación Ambiental y de Sensores Remotos; Argentina. Esta Nota Técnica forma parte de una serie que recopila informes realizados en el marco de la implementación del sistema de pronóstico numérico en el sistema de cómputo de alta performance HPC, Huayra Muyu (HM), adquirido a través del proyecto CyT Alerta. El sistema de pronóstico implementado en el HPC, implica un gran volumen de información que debe ser postprocesado para poder ser utilizado. En la presente nota técnica se describe la metodología de postproceso seleccionada, se mencionan las variables que se generan y la nomenclatura con la que se guardan los diferentes tipos de archivos. Además, se evalúa el tiempo de postproceso y el espacio en disco necesario para ejecutar el sistema de pronóstico y mantener un archivo histórico de la información. This Technical Note is part of a series that describes the work carried out to implement the numerical forecast system in the High Performance Computer Huayra Muyu (HM), which was financed as part of the CyT Alerta project. The forecasting system implemented at the HPC involves a great volume of data that must be post processed in order to be useful. In this technical note the selected post-processing methodology is described, along with the generated variables and the corresponding files nomenclature. In addition, post processing time and storage space required for both the forecasting system execution and maintenance of a historical dataset are evaluated.

Fil: Dillon, María Eugenia. Servicio Meteorológico Nacional. Dirección Nacional de Ciencia e Innovación en Productos y Servicios. Dirección de Productos de Modelación Ambiental y de Sensores Remotos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos; Argentina. Fil: Matsudo, Cynthia Mariana. Servicio Meteorológico Nacional. Dirección Nacional de Ciencia e Innovación en Productos y Servicios. Dirección de Productos de Modelación Ambiental y de Sensores Remotos; Argentina. Fil: García Skabar, Yanina. Servicio Meteorológico Nacional. Dirección Nacional de Ciencia e Innovación en Productos y Servicios. Dirección de Productos de Modelación Ambiental y de Sensores Remotos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto Franco Argentino sobre Estudios del Clima y sus Impactos; Argentina. Fil: Sacco, Maximiliano A. Servicio Meteorológico Nacional. Dirección Nacional de Ciencia e Innovación en Productos y Servicios. Dirección de Productos de Modelación Ambiental y de Sensores Remotos; Argentina. Esta Nota Técnica forma parte de una serie que recopila informes realizados en el marco de la implementación del sistema de pronóstico numérico en el sistema de cómputo de alta performance HPC, Huayra Muyu (HM), adquirido a través del proyecto CyT Alerta. En la presente se realiza un análisis de las configuraciones del modelo y cómo estas impactan en el tiempo de procesamiento, con el fin último de definir la configuración del esquema determinístico y la posibilidad de incluir la ejecución de más de un pronóstico determinístico contemplando diferentes dominios, resoluciones y plazos de pronóstico, según las necesidades de distintos usuarios. Se describen los experimentos numéricos realizados y los resultados alcanzados. Finalmente se detalla la configuración definida para el modelo determinístico de pronóstico a ejecutarse operativamente en Huayra Muyu (HM). This Technical Note is part of a series that describes the work carried out to implement the numerical forecast system in the High Performance Computer Huayra Muyu (HM), which was financed as part of the CyT Alerta project. In this technical note both the model configuration and its impact in the processing time are analyzed with the aim of defining a deterministic configuration taking into account the possibility of including various deterministic executions considering different resolutions, domains and forecast times, according to distinct user needs. The numerical experiments are described along with their results, concluding with the defined configuration to be run as the forecast deterministic model operatively in Huayra Muyu (HM).

[ES] La turbulencia está presente en una gran cantidad de las aplicaciones cotidianas en las que intervienen fluidos y sigue siendo a día de hoy uno de los problemas físicos más importantes a resolver de forma total. La generación de conocimiento mediante experimentos es muy limitada por lo que las simulaciones por ordenador se han convertido en el camino a seguir. Las simulaciones que proporcionan un mayor nivel de detalle se denominan DNS (Direct Numerical Simulation) y fueron posibles gracias al aumento en la potencia computacional. Para profundizar en la comprensión de la turbulencia es necesario hacer simulaciones cada vez mayores, que requieren una gran potencia de cálculo únicamente proporcionable por superordenadores con un gran número de procesadores y haciendo uso de técnicas de computación paralela (OpenMP y MPI). Uno de los aspectos que más recursos consumen son las comunicaciones entre procesadores, cuyo coste temporal puede llegar a ser un 60% del total, por lo que optimizarlas reduciría la cantidad de tiempo que tarda en ejecutarse la simulación, disminuyendo a su vez el coste monetario de esta. El objetivo de este trabajo es precisamente el de optimizar el código de simulaciones DNS de canales turbulentos LISO, escrito en FORTRAN, mediante su cambio a doble precisión y la propuesta de nuevos algoritmos más rápidos para la sección de comunicaciones.

Actualmente la gestión energética se ha convertido en un tema fundamental de investigación en el ámbito HPC, pues los centros de supercomputación son grandes consumidores de energía, lo cual es un desafío tanto a nivel ecológico como económico. Sin embargo, la gestión de la energía no es algo banal ya que influyen otros factores que no solamente residen en la arquitectura en la cual se trabaja. Por este motivo es necesaria la ayuda de un software que se encargue de esta gestión. Este proyecto se ha desarrollado dentro del contexto de Energy Aware Runtime (EAR), el cual es un software cuya función es gestionar la energía en centros HPC. EAR está formado por diversos componentes que se coordinan entre sí, entre los cuales se encuentra el Global Manager, que es el núcleo de este trabajo. El Global Manager es el encargado de garantizar que el consumo energético durante un periodo de tiempo en un sistema no sobrepase un límite energético establecido, cuya funcionalidad recibe el nombre de energy capping. Este componente puede funcionar en dos modos distintos: modo manual y modo automático. El primero se limitará a controlar el consumo energético que está habiendo en el sistema, dejando que el administrador de sistemas sea quien realice las acciones que considere convenientes para el cumplimiento de los límites. El modo automático, además de monitorizar, es capaz de adaptar la configuración del sistema dinámicamente. El modo manual se encuentra cubierto y en producción. Por contra, para el modo automático solo se encuentra un diseño inicial y carece de una evaluación, por lo que el objetivo de este trabajo es permitir que el Global Manager pueda operar automáticamente, buscando ser más flexibles. Para ello se ha realizado una evaluación del estado inicial en que, en función de los resultados, se ha extendido la API añadiendo mejoras en funcionalidades y se han optimizado los ajustes dinámicos del Global Manager para una recuperación más rápida. Se han diseñado un conjunto de experimentos con los que se ha evaluado extensamente el componente con todas las optimizaciones, llegando a utilizar hasta 26 nodos (1024 cores), aproximadamente un 10% de los recursos de la máquina en la que se ha evaluado. Finalmente, destacar que la nueva versión se adapta más rápidamente a las variaciones en la carga de trabajo controlando que no se exceda de los límites, según demuestran los experimentos realizados. Currently, energy management has become a fundamental research topic in the HPC field, since supercomputing centers are large consumers of energy, which is a challenge both ecologically and economically. However, energy management is not banal since other factors influence that not only reside in the architecture in which it works. For this reason, the help of a software that is in charge of this management is necessary. This project has been developed within the context of the Energy Aware Runtime (EAR), which is a software whose function is to manage energy in HPC centers. EAR is made up of various components that coordinate with each other, including the Global Manager, which is the core of this project. The Global Manager is in charge of guaranteeing that the energy consumption over a period of time in a system does not exceed an established energy limit, whose functionality is called energy capping. This component can work in two different modes: manual mode and automatic mode. The first will be limited to controlling the energy consumption that is taking place in the system, leaving the system administrator to carry out the actions it deems appropriate to comply with the limits. Automatic mode, in addition to monitoring, is able to adapt the system configuration dynamically. Manual mode is covered and in production. In contrast, for automatic mode, only an initial design is found and lacks an evaluation, so the objective of this project is to allow the Global Manager to operate automatically, seeking to be more flexible. For this, an initial state evaluation has been carried out in which, based on the results, the API has been extended adding improvements in functionalities and the dynamic settings of the Global Manager have been optimized for a faster recovery. A set of experiments has been designed with which the component has been extensively evaluated with all the optimizations, using up to 26 nodes (1024 cores), approximately 10\% of the resources of the machine in which has been evaluated. Finally, it should be noted that the new version adapts more quickly to variations in workload, controlling that the limits are not exceeded, as shown by the experiments carried out.

BSC-CNS es el centro de supercomputación nacional que dispone de sus propias herramientas Extrae, Paraver y Dimemas para hacer análisis de rendimiento en entornos HPC. Actualmente, Extrae no da soporte para el modelo de programación paralela OpenACC. El objetivo de este proyecto es incorporar una nueva funcionalidad a la herramienta Extrae, para poder registrar la actividad de OpenACC, con la finalidad de usarse para hacer el análisis de rendimiento de aplicaciones OpenACC. BSC-CNS has developed and provides their own performance analysis tools, Extrae, Paraver and Dimemes for an HPC environment. As of today Extrae provides no support for the parallel programing model OpenACC. The aim of this project is to develop a new functionality for the Extrae tool that allows it to register the activity of the OpenACC model. And furthermore enable the performance analysis of OpenACC applications.

Este trabajo presenta una optimización del cálculo de la Transformada de Fou- rier para arquitecturas con vectores largos. Al ser un cálculo muy presente en una gran variedad de códigos científicos, su optimización siempre es asunto de actualidad e investigación. En el documento encontramos un estudio exhaustivo del algoritmo, explorando diferentes posibles optimizaciones. Finalmente se expone un algoritmo para cálcular la Transformada de Fourier que se aprovecha de los beneficios de las arquitecturas vectoriales y consigue un mejor rendimiento que las librerías ya exis- tentes en ciertos casos. In this thesis, an optimization for the computing of the Fourier Transform is presented for architectures with long vectors. Since this calculation has a broad presence in scientific codes, its optimization is always a relevant and open topic for investigation. In this document, we find an extensive study on the algorithm which explores different ways of optimization. Finally, an algorithm is proposed to compute the Fourier Transform taking advantage of a vector architecture, achieving better performance than the existing libraries for a set of cases.

Fil: De Elía, Ramón. Servicio Meteorológico Nacional. Dirección Nacional de Ciencia e Innovación en Productos y Servicios; Argentina. Fil: Gené, Mariángeles. Servicio Meteorológico Nacional. Prensa y Comunicación Ciudadana; Argentina. Fil: Sala, Verónica. Servicio Meteorológico Nacional. Dirección Nacional de Teleprocesamiento de Datos & Planificación; Argentina. A través de un subsidio del Fondo Argentino Sectorial (FONARSEC), perteneciente a la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica (ANPCyT), el SMN tuvo acceso a fondos que le permitieron la compra de un HPC (High Performance Computer) y, con estas capacidades de cálculo, la instalación de un sistema de pronóstico por ensambles con asimilación de datos. La compra del HPC fue de gran complejidad y dado el interés de mantener la memoria de este proceso, aquí se narran los detalles del mismo. Thanks to a grant provided by the Fondo Argentino Sectorial (FONARSEC), of the Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica (ANPCyT), the Weather Service of Argentina (SMN) was able to substantially upgrade its computing facilities. The new HPC (High Performance Computer) now implemented allows for ensemble-based forecasts with data assimilation systems. The purchase had several layers of complexities that we deem worthy of describing with some detail.

Desde hace años, los aceleradores van tomando mayor protagonismo en la comunidad de HPC. Con la introducción de los Xeon Phi de segunda generación, con nombre en código Knights Landing (KNL), la comunidad dispone de un nuevo acelerador x86 que trae importantes mejoras con respecto a su predecesor. Entre ellas se destacan la ejecución fuera de orden, la duplicación de la cantidad de VPUs, y la integración de una memoria de alto ancho de banda. Una de las áreas bien conocidas por demandar gran poder de cómputo es la teoría de grafos, siendo el algoritmo Floyd-Warshall (FW) un caso bien conocido de la misma. La popularidad y alta demanda computacional de FW lo vuelve un caso interesante de análisis en HPC. Es por este motivo que esta tesina se enfoca en evaluar el uso de arquitectura Xeon Phi KNL para acelerar el algoritmo FW. Partiendo de una versión paralela “clásica” de FW, se muestra cómo aumenta el rendimiento con cada optimización aplicada hasta llegar a la solución optimizada, con la cual se logró un pico de 1039 GFLOPS. Complementariamente, se analizaron diferentes variantes de la implementación, con el fin de evaluar su utilidad en distintos escenarios alternativos. Por último, el código se encuentra disponible para beneficio de la comunidad académica, científica y productiva., Facultad de Informática

En la comunidad HPC, el uso de aceleradores se ha consolidado como estrategia para mejorar el rendimiento de los sistemas al mismo tiempo que la eficiencia energética. Recientemente, Intel introdujo Knights Landing (KNL), la segunda generación de aceleradores Xeon Phi. Este trabajo se enfoca en la paralelización de la simulación de N cuerpos computacionales sobre un acelerador Xeon Phi KNL. Esta simulación, requiere de alto poder computacional para ser procesada con un tiempo de respuesta aceptable. Comenzando por una implementación secuencial, se muestra cómo es posible que la implementación paralela alcance 2355 GFLOPS a través de diferentes optimizaciones., Facultad de Informática

El experimento del LHC (Gran Colisionador de Hadrones, en Ginebra), ATLAS, genera una cantidad enorme de datos que se han de contrastar con simulaciones, y en este documento se describirán los cambios que se han hecho a las máquinas y componentes responsables de la cola de trabajos, cómo han afectado a la ejecución de las simulaciones del experimento en el MareNostrum4 y el proceso de ponerlo en producción. L'experiment de l'LHC (Gran Col·lisionador d'Hadrons, a Ginebra), ATLAS, genera una quantitat enorme de dades que s'han de contrastar amb simulacions i, en aquest document, es descriuen els canvis que s'han fet a les màquines i components responsables de la cua de treballs, com han afectat l'execució de les simulacions de l'experiment en el MareNostrum4 i el procés de posar-lo en producció. The LHC's (Large Hadron Collider, in Geneva) experiment, ATLAS, generates a enormous quantity of data that has to be contrasted with simulations, and in this document, we will describe the changes that have been made to the machines and components responsible for the work queue, how they have affected the execution of the simulations of the experiment in the MareNostrum4, and the process of putting it into production.

El presente trabajo describe los resultados de una primera aproximación del uso de un ambiente de cómputo de alto rendimiento (HPC por sus siglas en inglés) aplicado a la ejecución distribuida de simulaciones de combustión calculadas por el software de simulación FlameMaster. El ambiente HPC se compone del middleware xCat, el administrador de tareas Slurm y el lenguaje para la redacción de scripts Bash que permiten automatizar la ejecución de las simulaciones en el clúster. El ambiente fue implementado debido a que alumnos, e investigadores que realizan simulaciones con FlameMaster en sus computadoras personales, se ven afectados por el tiempo de ejecución de las mismas, ya que suelen tener parametrizaciones que demandan mucho procesamiento, lo que conduce a un tiempo de finalización demasiado largo. El sistema aquí descrito tiene como principal objetivo disminuir el tiempo de ejecución de simulaciones en FlameMaster implementando un esquema concurrente de paralelismo de datos.

Este trabajo se centra en la implementación paralela de un algoritmo aplicable a nubes de puntos LiDAR terrestre, que corresponde a la primera etapa de un conjunto de soluciones dedicadas la detección de bordillos. Se proponen distintas alternativas para abordar el problema de una carga de trabajo desbalanceada y se analiza el impacto de la configuración de uso de la infraestructura computacional del CESGA en el rendimiento. Tras analizar los resultados se ha visto que la estrategia de balanceo dinámico de la carga propuesta ha dado mejores resultados que las dos estrategias de balanceo estático probadas. Finalmente, se ha observado que usar una configuración de ejecución basada en reducir la congestión del bus de memoria contribuye a mejorar significativamente el rendimiento., Este trabajo fue financiado en parte por Babcock International Group PLC (Civil UAVs Initiative de la Xunta de Galicia), la Dirección General de Tráfico (Proyecto BIG-GEOMOVE, SPIP2017 02340), el Ministerio de Educación, Cultura y Deporte, [Proyecto TIN2016-76373-P], la Xunta de Galicia [Proyectos GRC R2016/045 y R2016/037], la Consellería de Cultura, Educación e Ordenación Universitaria (acreditación 2016-2019, ED431G/08, ED431C 2018/2019) y la Unión Europea (European Regional Development Fund - ERDF). Así mismo, el análisis de rendimiento de las distintas técnicas y configuraciones fueron posibles gracias al Centro de Supercomputación de Galicia (CESGA), que ofreció su infraestructura computacional para la realización de este trabajo.

Las tecnologías de contenedores han cambiado cómo los servicios y aplicaciones son desplegados en la nube. Sin embargo, su adopción en centros de High-Performance Computing (HPC) aún está bajo discusión: por un lado, resulta muy atractiva la portabilidad de las aplicaciones; por el otro, no está claro si los contenedores satisfacen los requisitos HPC de rendimiento y seguridad. Dado que existen pocas evaluaciones de códigos HPC significantes ejecutándose en contenedores, nosotros aportamos con este trabajo un estudio comparativo usando una aplicación científica en producción (Alya), además de benchmarks sintéticos (BT-MZ y HPCG) para validar los resultados. En este trabajo, analizamos las ventajas que ofrece la adopción de los con tenedores con un código HPC relevante y cuantificamos el sobrecoste en rendimiento inducido por el uso de tres implementaciones diferentes de contenedores (Docker, Singularity y Shifter) comparándolo con ejecuciones nativas. Dados los resultados de estos experimentos, hemos elegido Singularity como el mejor candidato basándonos en su rendimiento y portabilidad. Los experimentos incluyen una evaluación del rendimiento y portabilidad de los contenedores a través de tres sistemas HPC distintos (Intel Skylake, IBM Power9 y Armv8-a) y los resultados de la escalabilidad de Alya usando Singularity hasta 256 nodos computacionales (hasta 12 mil cores) del supercomputador del BSC MareNostrum4. Container technologies have changed the way services and applications are deployed in the cloud. However, their adoption in High-Performance Computing (HPC) centers is still under discussion: on one hand, the ease in portability is very attractive; on the other, it is not clear whether containers can fulfill HPC performance and security requirements. Since very little evaluation of large production HPC codes running in containers is available, in this work we provide a comparative study using a production scientific application (Alya) besides synthetic benchmarks (BT-MZ and HPCG) to validate the results. We analyze the productivity advantages of adopting containers for large HPC codes and we quantify the performance overhead induced by the use of three different container implementations (Docker, Singularity, and Shifter) comparing it to native executions. Given the results of these tests, we selected Singularity as the best candidate based on performance and portability. We present a portability and performance evaluation of containers across three different HPC architectures (Intel Skylake, IBM Power9, and Armv8-a) and show scalability results of Alya using Singularity up to 256 computational nodes (up to 12k cores) of the BSC supercomputer MareNostrum4.

El concreto de alto comportamiento no se puede especificar en la misma forma que el hormigón normal porque ciertas consecuencias prácticas de la reacción de hidratación que no afectan significativamente las propiedades del hormigón habitual ya no pueden ser ignorados en el caso del hormigón de alto rendimiento (HPC). El HPC debe ser curado con agua con cuidado para eliminar el agrietamiento por contracción plástica y mitigar el desarrollo de la retracción autógena. El roceado por niebla de agua se deben utilizar para eliminar el riesgo de contracción plástica en el HPC. Aditivos reductores de retraccion, curado interno y compuestos de expansión se puede utilizar para mitigar el riesgo de agrietamiento debido a la contracción autógena. El curado de agua aplicado externamente sigue siendo imprescindible para mejorar la durabilidad y resistencia del hormigón. En un futuro próximo, se especificará cada vez más el HPC para las características distintas de 28 días resistencia a la compresión para construir estructuras de hormigón que se adapten mejor a las necesidades de los diseñadores y en Colombia esta condición se vera cada vez mas.

En la mayoría de los estudios de Grado en Ingeniería Informática hay asignaturas que abordan el tema de la supercomputación. Uno de sus objetivos es adquirir competencias en programación paralela. Para realizar ejercicios y prácticas se suelen usar estándares como OpenMP, MPI y CUDA. Para programar con dichos estándares se usan sistemas de elevado precio, lo que hace que el presupuesto disponible limite el número de procesadores. Por lo tanto, el acceso a un supercomputador con cientos de procesadores (que supone centenares de miles de euros) no parece estar justificado para realizar prácticas con los estudiantes. Sin embargo, y siguiendo la tendencia de usar muchos procesadores pero poco potentes basados en ARM, se puede construir un minimulticomputador de bajo coste por un precio equivalente a un servidor de memoria compartida. Este trabajo presenta un recurso docente basado en placas de HardKernel, que integran 64 placas Odroid y que mediante Gigabit-Ethernet permiten montar un servidor de programación MPI con 256 procesadores. Si bien se trata de un recurso de bajas prestaciones, es interesante el hecho de tener acceso a centenares de procesadores para poder hacer estudios de escalabilidad, manteniendo un buen compromiso entre prestaciones, precio y consumo. In most of Computer Science Degrees, there are subjects that address the topic of supercomputing. One of the objectives of these subjects is to acquire competences in parallel programming. To carry out exercises and practices, standards such as OpenMP, MPI and CUDA are often used. Unfortunately, the most suitable systems to deal with those standards are very expensive and most of the times the available budget limits the number of processors. Owning a supercomputer with hundreds of processors (that means hundreds of thousands of euros) does not seem to be justified in a teaching environment. However, assuming the trend of dealing with many low-power processors (based on ARM architectures), a low-cost minimulticomputer can be built for a price equivalent to a shared memory server. In this work, we present a teaching resource based on HardKernel boards, with 64 Odroid boards connected through Gigabit-Ethernet, to build a MPI server with 256 processors. Although it is a resource with a relatively low performance, the aim is to have access to hundreds of processors to be able to carry out scalability analysis and, above all, maintaining a good trade-off between performance, price and energy consumption. Este trabajo ha contado con la financiación del Gobierno de España bajo los contratos TIN2016-77836-C2-1-R, TIN2016-77836-C2-2-R, TIN2016-75344-R y DPI2016-77415-R, y también de la Generalitat de Catalunya como Grupos de Investigación Consolidados 2017-SGR-688 y 2017-SGR-990.

Existen supercomputadores y sistemas de alto rendimiento que disponen de unidades funcionales o nodos que poseen diferentes capacidades de cómputo. Estos sistemas, conocidos como heterogéneos, cuentan con dispositivos de características y fabricantes muy diversos. Por tanto, al no disponer todos sus nodos de los mismos recursos computacionales, el reparto de la carga de trabajo en dichos sistemas es una tarea complicada. El tipo de distribuciones de datos más comúnmente utilizado es el reparto equitativo entre todos los procesos. Sin embargo, para los sistemas heterogéneos es necesario una política de reparto más sofisticada. Este trabajo propone la integración de un sistema de reparto de la carga computacional por pesos en una herramienta programación paralela distribuida denominada Hitmap y desarrollada por el Grupo de Investigación Trasgo de la Universidad de Valladolid. Para utilizar dicho sistema de reparto de carga, se indica el porcentaje de carga total que se desea asignar a cada proceso. De esta forma, se puede explotar, en la medida de lo posible, la capacidad de cómputo de cada uno de los dispositivos que componen el sistema. Además, se propone como trabajo futuro un sistema automático de equilibrado de la carga computacional en tiempo de ejecución, del que se presenta el diseño. Por medio de las pruebas realizadas, se comprueba que el sistema de particionado que se ha implementado se comporta correctamente en las situaciones planteadas y se integra correctamente con la herramienta de programación paralela, Hitmap. Nuestro estudio experimental muestra que la propuesta se adapta perfectamente al contexto del modelo de programación escogido, consiguiendo una mejora de rendimiento significativa comparado con una distribución equitativa de la carga de trabajo., Grado en Ingeniería Informática

En el marco de la beca otorgada, se realizan tareas como: implementación de algoritmos paralelos para arquitectura GPU, evaluación y análisis de rendimiento de dicha arquitectura, caracterización de performance prestacional, medición de consumo energético por hardware y vía software, estimación estadística del consumo de potencia mediante regresiones, análisis exhaustivo del consumo energético en diferentes arquitecturas HPC, optimización de algoritmos paralelos según el consumo eléctrico, entre otras., Universidad Nacional de La Plata

[ES] La fabricación de productos en contacto en alimentos precisa de unos estándares de calidad y seguridad que garantice las correctas condiciones de seguridad y salud del consumidor final. Dentro de este tipo de productos se encuentran los artículos de papel y cartón destinados a estar en contacto con los alimentos, donde se incluye el proceso productivo de transformado de papel dedicado a la fabricación de servilletas y rollos multiusos. La empresa objeto de este trabajo final de grado, parte de la utilización de normas de calidad internas basadas en la norma ISO.9001 pero no certificadas por ninguna entidad acreditada, sin embargo, debido a las necesidades del mercado y la internalización del producto en el extranjero, se apremia a la empresa para obtener una norma que acredite el proceso productivo y las instalaciones, eligiéndose por parte de la dirección la norma IFS. El objetivo de este TFG consiste en la adaptación y adecuación del proceso fabricación de rollos multiusos, desde la recepción de materias primas hasta la entrega del producto final al cliente, a los estándares de calidad de la citada norma. Para ello, se describirá y analizará el proceso productivo definiendo las materias primas y materiales auxiliares, así como las etapas del proceso y los procedimientos de trabajo. Posteriormente se procederá a establecer los distintos requisitos que se deben cumplir para la adecuación a la norma, así como las principales reformas para la implantación y la definición de procedimientos de buenas prácticas de los trabajadores. Finalmente, se incluirá una valoración económica del coste de adaptación de las instalaciones y del proceso productivo a la norma IFS-HPC., [EN] Manufacture of products which be in contact with food, need quality and security standards which warrantee correct conditions of security and health for the final consumer. In this range of products, we can find cellulose and cardboard articles, designed for being in contact with food, which includes tissue paper production for hygienic and domestic use, focused in the manufacturing of napkins and kitchen towels. The company object of this Bachelor Science Thesis, follows in it process quality standard as, ISO.9001 rule, but it is still not certificated by any recognized organization. However, because of need s market and the internationalization of the product in foreign markets, the company is required by customers to obtain an international standard which recognizes the quality of the production process and the facilities, choosing the IFS standard. The goal of this work is the management and adaptation of the kitchen towels manufacturing process to the IFS quality standards, considering from raw and auxiliary materials reception to final product delivery to the customer. For this reason, it is going to be described and analyzed the production process, stablishing raw and auxiliary materials, as well as the different stages of the process and methods of work. Afterwards, different kind of requirements will be stablished in order fulfill compliance to the regulation, as well as the main changes to be performed for the establishment and the definition of good practices to the workers. Finally, it will be considered an economical evaluation costs of facilities and the production process to the IFS-HPC standard.

El advenimiento de las GPUs (Graphics Processing Units) ha supuesto una revolución en la forma de abordar problemas físicos mediante métodos computacionales. En este Trabajo de Fin de Máster hemos pretendido explotar las enormes capacidades computacionales disponibles en las GPUs modernas con arquitectura CUDA (Compute Unified Device Architecture) en el campo de la Simulación Atomística, en concreto en lo que concierne a los métodos de Monte Carlo. Por lo tanto, se implementará un programa de software nuevo y se estudiará la aceleración, obtenida de paralelizar las partes del problema con mayor complejidad computacional, y cómo escala ésta respecto al tamaño del problema. L'adveniment de les GPUs (Graphics Processing Units) ha suposat una revolució en la forma d'abordar problemes físics mitjançant mètodes computacionals. En aquest Treball de Fi de Màster hem pretès explotar les enormes capacitats computacionals disponibles en les GPUs modernes amb arquitectura CUDA (Computi Unified Device Architecture) en el camp de la Simulació Atomística, en concret en el que concerneix els mètodes de Muntanya Carlo. Per tant, s'implementarà un programa de programari nou i s'estudiarà l'acceleració, obtinguda de paralel·lizar les parts del problema amb major complexitat computacional, i com escala aquesta respecte a la grandària del problema. The advent of GPUs (Graphics Processing Units) has been a revolution in the way of addressing physical problems through computational methods. In this Master's Thesis, our aim is to exploit the enormous computational capabilities available in modern GPUs with CUDA architecture (Compute Unified Device Architecture) in the field of Atomistic Simulation, specifically with regard to Monte Carlo methods. Therefore, a new software program will be developed. We will study the speed-up obtained from parallelizing the parts of the problem with greater computational complexity and how that acceleration scales with respect to the size of the problem.

En la actualidad la implementación de HPCs va en incremento año tras año, los cuales están generando una cantidad enorme de datos ya se con propósitos generales, científicos, institucionales, de data centers o ISPs. Estas implementaciones se utilizan para procesar grandes cantidades de datos o llevar a cabo tareas de procesamiento intensivos, que pueden generar retrasos al ser analizados para poder tomar decisiones críticas en ciertos momentos. Las grandes centrales de cómputo, usan hoy por hoy desde 10.000.000 de cores o más.

Este artículo tiene como objetivo contribuir al desarrollo de la programación paralela trabajando en una de las herramientas desarrolladas por Intel: Intel Threading Building Blocks (Intel TBB). Hemos implementado una versión paralela de la aplicación ViVid, un algoritmo de detección de objetos, aprovechando la librería Flow Graph de TBB. En la última versión de esta librería se soporta un nuevo tipo de nodos que simplifica la ejecución de kernels OpenCL. Estos nodos OpenCL_node han simplificado la codificación de nuestro algoritmo para aprovechar al mismo tiempo tanto la CPU como la GPU. A la vista de los resultados obtenidos, podemos concluir que nuestra implementación heterogénea con Flow Graph y OpenCL_node mejora en gran medida a desarrollos anteriores, debido principalmente a explotar la técnica de zero-copy buffer entre GPU y CPU, en vez de lectura y escritura de buffers. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech. Proyecto TIN2016-80920-R del Ministerio de Economía, Industria y Competitividad

Los procesadores multicore asimétricos o AMPs (AsymmetricMulticore Processors) constituyen una alternativa de bajo consumo energético a los procesadores multicore convencionales, que están formados por cores idénticos. Los AMPs integran cores rápidos y complejos de alto rendimiento, y cores más simples de bajo consumo, que ofrecen menores prestaciones. Investigaciones previas han demostrado que los AMPs ofrecen numerosos beneficios frente a los multicores convencionales, pero también plantean importantes desafíos para el software de sistema. Gran parte de las optimizaciones del software de sistema propuestas para AMPs se han realizado a nivel de sistema operativo (SO), principalmente mediante la inclusión de algoritmos de planificación conscientes de la asimetría en la plataforma. Una ventaja de esta aproximación es el hecho de que las aplicaciones no requieren modificaciones para explotar de forma efectiva los beneficios de los AMPs. La mayor parte de los algoritmos de planificación existentes para AMPs intentan optimizar el rendimiento global. Sin embargo, estos algoritmos degradan otros aspectos críticos como la justicia o la eficiencia energética de la plataforma. Además, dada su naturaleza, resulta complejo extender estas estrategias para soportar prioridades de usuario. El principal objetivo de esta tesis doctoral es superar estas limitaciones, mediante el diseño de estrategias de planificación más flexibles para AMPs. Asimismo, en esta tesis realizamos diversos estudios que muestran el impacto que la optimización de una métrica tiene en otras. Para mejorar el rendimiento global, la justicia o la eficiencia energética en AMPs, el planificador debe tener en cuenta el beneficio que cada aplicación alcanza al usar los distintos tipos de cores en un AMP. Se ha demostrado que no todos los hilos en ejecución de una carga de trabajo obtienen siempre el mismo beneficio relativo (speedup factor – SF) al usar un core de alto rendimiento frente a uno de bajo consumo. Tener en cuenta esta diversidad de SFs a la hora de distribuir los cores entre aplicaciones es clave para optimizar los distintos objetivos. Para esto, el SO debe determinar de forma efectiva el SF de cada hilo en tiempo de ejecución. Para hacer frente a este desafío, en esta tesis proponemos una metodología general para construir modelos de estimación de SF precisos basados en el uso de contadores hardware. La mayoría de los algoritmos de planificación existentes para AMPs, han sido evaluados empleando simuladores o plataformas asimétricas emuladas. Muchas de estas estrategias se han evaluado utilizando prototipos de planificadores en modo usuario. Por el contrario, en esta tesis doctoral, evaluamos los algoritmos propuestos en un entorno más realista: empleando implementaciones de los algoritmos en el kernel de SOs reales (OpenSolaris y GNU/Linux) y sobre hardwaremulticore asimétrico real., Por convenio de colaboración entre la Universidad Nacional de La Plata (Argentina) y la Universidad Complutense de Madrid (España) esta tesis posee dos directores: Armando De Giusti por parte de la UNLP y Juan Carlos Saez Alcaide por parte de la UCM., Facultad de Informática

Uno de los componentes principales de cualquier máquina de propósito general es el procesador, éste se puede encontrar en sistemas tan diversos como servidores o sistemas de cómputo de alto rendimiento (HPC) hasta plataformas portátiles como tablets, inclusive en smartcards. Su principal tarea es ejecutar programas tan rápido como sea posible considerando limitaciones como el costo del propio sistema y su consumo energético. Los procesadoresmulticorese pueden encontrar en todos los segmentos del mercado, desde procesadores embebidos hasta procesadores para HPC, pero pocas aplicaciones pueden hacer uso eficiente de estos recursos computacionales. Los actualesframeworkstiene como objetivo soportar paralelismo a nivel de thread en aplicaciones o permitir sincronizar el cómputo por medio de pasaje explícito de mensajes, pero el overhead que se agrega al utilizar estas técnicas impide su uso para instancias pequeñas de problemas. En esta tesis se presenta Micro-threads (Mth), una propuesta co-diseñada de hardware-software enfocada a compartir la administración de threads y a permitir que las aplicaciones puedan acceder a recursos paralelos con un overhead reducido. Se busca, entonces, ejecutar eficiente fragmentos de código pequeños o instancias de problemas que, de otra manera, resultaría impracticable debido al overhead. El mecanismo propuesto se basa en delegar el control de los recursos a las aplicaciones y a mejorar la forma en que se almacena y carga un contexto de ejecución, junto con un eficiente sistema de sincronización de threads. Los experimentos realizados sobrela propuesta se enfocan sobre dos aspectos, por unlado, un conjunto de algoritmos paradigmáticos bien definidos que cubren un amplio espectro de formas de sincronización y patrones de cómputo: filtro de conversión a HSL (trivialmente paralelizable), FFT Radix2 (algoritmo recursivo), descomposición LU (barrera de sincronización en cada ciclo) y algoritmo de camino mínimo de Dantzig(basado en grafos y operaciones sobre matrices). Los resultados muestran un notable speedup para todos los casos, incluso para instancias de tamaño reducido, que no superan los cientos de bytes. Además, el estudio muestra que la inicialización y sincronización no impacta de forma significativa sobre Mth a diferencia de otras tecnologías estudiadas. Por otro lado, se analizó el comportamiento de Mth sobre una aplicación de interés real y amplio uso. Los motores de base de datos (DBMS) constituyen no solo una parte fundamental de cualquier negocio, sino que también son utilizados diariamente en sistemas embebidos en aplicaciones móviles. Se propuso implementar modificaciones a un DBMS embebido utilizando Mth de manera que pudiera soportar la resolución de planificaciones paralelas de consultas. La propuesta incluye dar soporte al paralelismo utilizando Mth y un esquema para coordinar los recursos resolviendo planificaciones en múltiples máquinas virtuales. La combinación de ambos enfoques produjo un uso eficiente de los recursos computacionales, incluso para consultas de muy bajo volumen de datos, permitiendo la ejecución en paralelo de consultas que no pueden ser resueltas de esta forma por los DBMS actuales. Los resultados muestran una notable ganancia en términos de reducción del tiempo de ejecución y consumo de energía utilizando Mth aplicado a una DBMS embebida (SQLite). En términos generales, los resultados obtenidos alientan la utilización del esquema propuesto enMth, que aparece como una solución gradual al uso de múltiples cores en aplicaciones que actualmente no pueden aprovechar el incremento en la cantidad de recursos paralelos disponibles. One of the main components of any general-purpose machine is the microprocessor, which can be found at the heart of every computer: from standard servers and high performance computing nodes to portable mobile platforms. Its main task is to correctly execute programs as fast as it can, having the production cost and consumption as design limitations. Multi-core processors are ubiquitous in all market segments from embedded to high performance computing, but only few applications can efficiently utilize them. Existing parallel frameworks aim to support thread-level parallelism in applications, but the imposed overhead prevents their usage for small problem instances. This work presents Micro-threads(Mth) a hardware-software co-designed proposal focused on a shared thread management model enabling the use of parallel resources in applications that have small chunks of parallel code or small problem inputs by a combination of software and hardware: delegation of the resource control to the application, an improved mechanism to store and fill processor's context, and an efficient synchronization system. In thiswork,we firstly deminstrate the factibilityof usingour proposal using a setof algorithms: HSL filter(trivially parallel), FFT Radix2(recursive algorithm), LU decomposition(barrier every cycle) and Dantzig algorithm(graph based,matrixmanipulation). Remarkable speedups and efficiency areobtained in all the cases, even when dealing with instance size of the order of hundreds of bytes. Moreover, initialization and synchronization do not impact in its behavior showing remarkable speed-up in the wide range of analyzed cases. To complete the evaluation of Mth, we modified an embedded relational database engine (DBMS) to support parallel operation. Database servers constitute not only the backbone of almost every enterprise, but also are used daily as embedded DBMS by millions of users in mobile applications, to store, manage and retrieve data without the need of special administration or configuration. We propose the use of Mth processor architecture (hardware side) with a parallel resources coordination schema (software side) in an embedded DBMS modified to support parallel query solving. The combination of both approaches produces an efficient use of multicore processors even when the workload is small, enabling the parallel execution of queries that are out of reach of the parallel support in current DBMS.We show that parallel query execution of very small queries can be treatedwith remarkable gains in terms of execution time and energy consumption using Mthwhich is applied to a broadly used embedded relational DBMS (i.e. SQLite). The results encourage the use of Mth and could smooth the use of multiple cores for applications that currently can not take advantage of the proliferation of the available parallel resources in each chip. Fil: Gonzalez Marquez, David Alejandro. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria; Argentina

Los sistemas High Performance Computing (HPC), ha incrementado el número de unidades de procesamiento (núcleos) significativamente [22]. Actualmente, estos sistemas poseen una gran potencia de cómputo, todo parece indicar que esta tendencia continuará aumentando durante los próximos años, debido a las constantes mejoras tecnológicas, lo que hace posible el incremento tanto del número de núcleos por procesador, como el número de procesadores en estos sistemas. Los usuarios de estos sistemas, desean obtener el máximo partido a toda esta potencia, a la hora de ejecutar sus aplicaciones, ya sea disminuyendo el tiempo de ejecución de sus aplicaciones, o ejecutando sus aplicaciones con una carga mayor de trabajo.

El pronóstico del estado del tiempo, actualmente es guiado principalmente por modelos numéricos que simulan la dinámica atmosférica, permitiendo establecer las condiciones futuras basadas en las condiciones iniciales de las variables atmosféricas. Dado el número de variables meteorológicas, los complejos sistemas de ecuaciones no lineales y los métodos numéricos utilizados, es necesario dividir el área de análisis en celdas de un tamaño determinado según el cual se establece la resolución del modelo. Debido a que existen fenómenos cuya dinámica es determinada a escalas globales y otros a escalas regionales o locales, cada modelo ajusta su dinámica para una determinada escala, entendiendo que algunos fenómenos requieren una mayor resolución (un tamaño de celda más pequeño) para tener una mejor probabilidad de acierto. Aumentar la resolución significa disminuir el espaciado temporal de los puntos de malla y por tanto aumentar el poder computacional requerido por la dinámica del modelo; al aumentar el poder computacional se involucran aspectos como la comunicación entre nodos, la velocidad de acceso a memoria local y remota, las operaciones de lecto-escritura para acceder a los datos de entrada y la distribución de las cargas de trabajo para que la solución se pueda ejecutar en un marco de tiempo factible (que el tiempo de simulación sea mucho menor que el horizonte de pronóstico). Varios estudios han establecido que aumentar la resolución del modelo en 2 veces requiere el aumento del poder computacional en 10 veces (lo cual aumenta no solo la complejidad de la infraestructura computacional sino también los costos económicos asociados). En la última década el uso de aceleradores gráficos y vectoriales, al igual que el uso de FPGAs, han permitido que se logre aumentar el poder de cómputo en configuraciones mucho más simples, eficientes, económicas y con modelos de programación consistentes; Este tipo de arquitecturas que mezclan procesadores y aceleradores ha sido denominada computación heterogénea. En la presente investigación se exponen diferentes técnicas utilizadas para acelerar el modelo de pronóstico del estado del tiempo WRF en plataformas de cómputo heterogéneas, analizando temas de infraestructura, modelo de programación y estructura interna del mismo modelo. The current weather forecast use mainly numerical models to resolve the atmospheric dynamics, allow to establish future conditions based on initial conditions of atmospheric variables. Given the number of meteorological variables, complex systems of nonlinear equations and numerical methods used, it is necessary to divide the analysis region in grids of a fixed size, the size of grid determines the resolution of the model and depending on the resolution, the results the prognosis may have chance of success. Increasing the resolution means decreasing the temporal spacing of the grid points and thus increase the computing power required by the model dynamics; by increasing computational power aspects such as intercom nodes, access to local and remote memory access to data and distributing them throughout the involved solution and message passing it is involved to coordinate the work of distributed processing involved: for these reasons is that several studies have established that increasing the resolution 2 times requires increased computing power by 10 times, with the associated economic costs. In the last decade, the use of graphics and vector accelerators, like the use of FPGAs have allowed large computing power is achieved with much simpler configurations and models consistent programming, such architectures that combine processors and accelerators has been called heterogeneous computing. In the research presented different techniques used to accelerate the forecast model WRF in heterogeneous computing platforms are exposed. Universidad Industrital de Santander UIS

[EN] The project will be based on the development and implementation of a multicomputer cluster system from recycled equipment, will be mainly oriented to computing, where the process will involve the execution of parallel algorithms and later performance analysis. In the realization will be detailed the phases of configuration and installation as well as the use of software tools related to the infrastructure., [ES] El proyecto se basara en el desarrollo e implementación de un sistema multicomputador cluster a partir de equipamiento reciclado, estara orientado principalmente a computación, donde el proceso englobara la ejecución de algoritmos paralelos y analisis posterior de prestaciones. En la realización se detallaran las fases de configuracion e instalacion así como la utilizacion de herramientas software relacionadas con la infraestructura.

Los rayos cósmicos son partículas cargadas de energía y por su naturaleza son especialmente dañinos para los dispositivos electrónicos. Este tipo de rayos pueden ser medidos por instrumentos a nivel terrestre, excepto en algunas regiones debido a anomalías magnéticas en la atmósfera. Para estos casos se pueden utilizar mediciones de dispositivos que están por fuera de la atmósfera, como el Telescopio Espacial Hubble (HST). Los instrumentos a bordo del HST realizan tareas de mantenimiento regulares, que implican obtener imágenes con el lente tapado denominadas darks. Estas imágenes registran el impacto de los rayos cósmicos como consecuencia de la radiación cósmica. Se propone analizar el conjunto total de imágenes de tipo dark provisto por el Space Telescope Science Institute (STScI) correspondientes a los instrumentos del HST para estudiar el estado actual del campo magnético de la Tierra. En este trabajo se presentan tres alternativas para construir una arquitectura que permite procesar los más de 15 TB de información en formato de imágenes: MapReduce clásico con Hadoop, una solución combinando tecnologías del ecosistema de Apache Mesos y una arquitectura diseñada específicamente para correr en el ecosistema de Microsoft Azure. El punto de partida de este trabajo es un prototipo desarrollado por la Facultad de Ciencias para limpiar las imágenes que se encuentran en formato IRAF (Image Reduction and Analysis Facility) y obtener la información acerca de los rayos cósmicos en diferentes posicionamientos de los instrumentos del HST. El resultado final de esta tesis supera en 20 veces el tamaño, en términos de volumen de datos, al prototipo inicial. La contribución principal de este trabajo es la descripción e implementación de una arquitectura paralela que permite acelerar los cálculos de forma drástica, con respecto a la aproximación original al problema.

La recopilación de datos en ambientes HPC (High Performance Computing, Cómputo de Alto Rendimiento), como ser la temperatura ambiente del centro de datos y el consumo de CPU y Memoria, suele ser una tarea simple de realizar. Sin embargo, no siempre resulta trivial el poder almacenar y procesar estos datos de una manera eficaz y sistemática. RRDtool es el acrónimo de Round Robin Database Tool, un software para gestionar bases de datos de series de tiempo, que utiliza la técnica round-robin (buffer circular) para el almacenamiento de datos,herramienta difundida y utilizada en el monitoreo de recursos computacionales. Se desea abordar la técnica específica de la herramienta y describir las funcionalidades de consolidación de datos que aporta a la hora de gestionar y visualizar información. Se compara con la herramienta de Bases de Datos MySQL, por ser representativa del ambiente Linux/Unix, como forma de resaltar las características relevantes de ambas soluciones para manejo de datos y cómo RRDtool está específicamente optimizada o aprovechada., Facultad de Informática

Todos los procesadores disponibles en el mercado (incluso los procesadores utilizados en dispositivos móviles) poseen una arquitectura típica multicore. En consecuencia, el modelo de programación en memoria compartida se impuso sobre el modelo de programación secuencial como modelo por excelencia para obtener el máximo desempeño de estas arquitecturas. En este modelo de programación las suposiciones de orden de ejecución entre instrucciones y atomicidad en el acceso a las variables heredadas del modelo de programación secuencial ya no son válidas. El no determinismo implícito en la ejecución de los programas concurrentes, obliga al programador a utilizar algún mecanismo de sincronización para asegurar esas propiedades. Frecuentemente el programador se equivoca al sincronizar los procesos, dando lugar a nuevos errores de programación como son los deadlocks, condiciones de carrera, violaciones de orden, violaciones de atomicidad simple y violaciones de atomicidad multivariable. Los métodos tradicionales de depuración de programas no son aplicables en el contexto de los programas concurrentes, por lo que es necesario disponer de herramientas de depuración que puedan ayudar al programador a detectar esta clase de errores. De estos errores, los deadlocks y las condiciones de carrera han gozado de mayor popularidad en la comunidad científica. Sin embargo, solo el 29,5 % de los errores son deadlocks: del 70,5 % restante, las violaciones de atomicidad representan más del 65 % de los errores, el 96 % ocurren entre dos threads y el 66 % involucran una sola variable. Por eso las violaciones de atomicidad simple se han definido en los últimos años como el caso más general de error de concurrencia y han recibido gran atención por numerosos grupos de investigación. En 2005 aparecen las primeras propuestas que utilizan métodos de instrumentación dinámicos para la detección de violaciones de atomicidad, mejorando notablemente la capacidad de detección sobre las propuestas anteriores. De estas propuestas, AVIO(Lu, Tucek, Qin, y Zhou, 2006) se destaca como la propuesta con mejor rendimiento y capacidad de detección. Para detectar una violación de atomicidad, el método de AVIO consiste en monitorizar los accesos a memoria por parte de los procesos concurrentes durante la ejecución, registrando qué procesos acceden a cada variable, en búsqueda de interleavings no serializables. Pese a que AVIO es superior a las propuestas previas, el overhead que introduce (en promedio 25×) es demasiado elevado para ser utilizado en entornos en producción. Muchas propuestas proponen reducir el overhead de los algoritmos de detección implementándolos directamente en el hardware a través de extensiones (cambios en el procesador, memoria cache, etc.), consiguiendo excelentes resultados. Sin embargo, este enfoque requiere que los fabricantes de procesadores decidieran incorporar esas modificaciones en sus diseños (cosa que no ha sucedido por el momento), por lo que es de esperar que tardarán en llegar al mercado y más aún en reemplazar las plataformas que actualmente están en producción. Por otro lado, las implementaciones en software aplican métodos de instrumentación de programas. Debido a que requieren agregar llamadas a una rutina de análisis a cada instrucción que accede a la memoria, los métodos de detección de errores utilizan instrumentación a nivel de instrucción. Lamentablemente, este granularidad de instrumentación es lenta, penalizando el tiempo de la ejecución con más de un orden de magnitud. Sin embargo, la posibilidad de error solamente existe si al menos dos threads acceden simultáneamente a datos compartidos. Esto significa que, si de la totalidad de la aplicación que está siendo monitorizada sólo un pequeño porcentaje de las operaciones acceden a datos compartidos, gran parte del tiempo invertido en instrumentar todos los accesos a memoria está siendo desperdiciado. Para reducir el overhead de la instrumentación a nivel de instrucción restringiéndolo sólo a los accesos a memoria compartida, es necesario detectar el momento preciso en que esos accesos ocurren. La mejor opción para detectar este momento es cuando ocurre algún cambio en la memoria cache compartida entre los núcleos que ejecutan los procesos. Una herramienta muy útil para esta tarea son los contadores hardware, un conjunto de registros especiales disponibles en todos los procesadores actuales. Esos registros pueden ser programados para contar el número de veces que un evento ocurre dentro del procesador durante la ejecución de una aplicación. Los eventos proveen información sobre diferentes aspectos de la ejecución de un programa (por ejemplo el número de instrucciones ejecutadas, el número de fallos en cache L1 o el número de operaciones en punto flotante ejecutadas). Se plantea como estrategia encontrar un evento que detecte la ocurrencia de interleavings no serializables y en función de ello activar/desactivar AVIO. Lamentablemente, no existe un evento capaz de indicar la ocurrencia de casos de interleavings. Sin embargo, si es posible representar los casos a través de patrones de acceso a memoria. La búsqueda de eventos asociados a los cambios de estado en el protocolo de coherencia cache reveló que para la arquitectura de pruebas existe un evento, cuya descripción indica que ocurre con uno de los patrones de acceso presentes en los casos de interleavings. El patrón asociado al evento está presente en tres de los cuatro casos de interleavings no serializables que AVIO debe detectar. La experimentación realizada para validar el evento demostró que efectivamente ocurre con precisión con el patrón de acceso, y en consecuencia puede detectar la ocurrencia interleavings no serializables. Luego de determinar la viabilidad del evento seleccionado, se experimentó con los contadores en un modo de operación llamado muestreo, el cual permite configurar los contadores para generar señales dirigidas a un proceso ante la ocurrencia de eventos. En este modo el programador especifica la cantidad de eventos que deben ocurrir antes de que la señal sea generada, permitiendo ajustar esta prestación de acuerdo a los requerimientos de la aplicación. Este modo de operación fue utilizado para decidir cuándo activar la rutina de análisis de las herramientas de detección y en consecuencia reducir la instrumentación del código. Por otro lado, el desactivado puede ser un poco más complejo. Debido a que no es posible configurar un contador para enviar una señal ante la no ocurrencia de eventos, se propone configurar un timer para verificar a intervalos regulares de tiempo si es seguro desactivar la rutina de análisis (por ejemplo porque en el último intervalo no se detectaron violaciones de atomicidad). El modelo propuesto se utilizó para implementar una nueva versión llamada AVIO-SA, la cual inicia la ejecución de las aplicaciones monitorizadas con la rutina de análisis desactivada. En el momento en que detecta un evento la rutina es activada, funcionando por un tiempo como la versión original de AVIO. Eventualmente AVIO deja de detectar interleavings y la rutina de análisis es desactivada. Debido a que no es posible estimar el valor óptimo para el tiempo del intervalo de muestreo analíticamente, se desarrollaron experimentos para encontrar este valor empíricamente. Se encontró que un intervalo de 5ms permite a AVIO-SA detectar aproximadamente la misma cantidad de interleavings que AVIO, pero con un tiempo de ejecución significativamente menor. Para completar las pruebas de rendimiento se completaron los experimentos con HELGRIND, una herramienta libre de detección de condiciones de carrera y se estimó el overhead de cada herramienta con respecto a cada aplicación. En promedio, HELGRIND demostró un overhead de 223×, AVIO un overhead de 32× y AVIO-SA de 9×. Aparte del rendimiento, se evaluó la capacidad de detección de errores de AVIO-SA. Para ello se hicieron 3 experimentos: - Prueba de detección con kernels de bugs conocidos. - Prueba de detección en aplicaciones reales (Apache). - Comparación de bugs informados entre AVIO y AVIO-SA (a partir de SPLASH-2). Afortunadamente AVIO-SA pasó las 3 pruebas satisfactoriamente. Los resultados obtenidos demuestran que el modelo propuesto no afecta negativamente la capacidad de detección de la herramienta, empleando en el proceso menos del 30 % del tiempo requerido por AVIO. Debido a que AVIO-SA altera menos la historia de ejecución de la aplicación monitorizada, es una mejor opción para ser utilizada en entornos de producción., Es revisado por: http://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/50204, Facultad de Informática

[Resumen] En el contexto de un centro de supercomputación, por muy elevados que sean los recursos, la demanda será siempre superior. Por ello, los usuarios deben realizar solicitudes para la ejecución de sus trabajos, que se ponen en espera hasta que el planificador del sistema decide pasarlos a ejecución. Pero, por desconocimiento o temor a que los trabajos sean abortados, estas solicitudes son normalmente muy imprecisas, dificultando la labor del planificador. Además, los planificadores son difíciles de configurar y en todo momento asumen que una planificación dada va a satisfacer de igual manera a todos los usuarios. En este trabajo se propone un sistema de planificación que utiliza técnicas de computación evolutiva para permitir la definición de políticas de planificación de manera más natural y estimar las necesidades reales de recursos para lograr planificaciones más precisas. Adicionalmente, se considera el concepto de calidad de servicio percibida, posibilitando la incorporación de criterios subjetivos en el proceso de planificación para mantener un alto nivel de satisfacción en el conjunto de usuarios y en el propio centro de supercomputación. Finalmente, se modelan diversos aspectos de los propios recursos computacionales mejorando aún más la precisión en la planificación, especialmente en sistemas heterogéneos., [Abstract]In the context of a supercomputing center, no matter what its computational resources are, the demand will always be higher. Therefore, users must send their jobs to a queue, where they are put on hold until the scheduler decides to execute them. But, through ignorance or fear that jobs are aborted, these requests are usually very imprecise, hindering the performance of the scheduler. In addition, schedulers are difficult to configure and they assume that a given scheduling will satisfy equally to all users at all times. This thesis proposes a scheduler for high performance computing systems based on evolutionary computation techniques to allow the definition of scheduling policies more naturally and to estimate the real needs of resources in order to achieve more accurate schedules. Additionally, the concept of perceived quality of service is considered, enabling the incorporation of subjective criteria in the scheduling process to maintain a high level of satisfaction in the set of users and in the supercomputing center itself. Finally, various aspects of the computational resources are modeled to further improving accuracy in scheduling, especially in heterogeneous systems., [Resumo]No contexto dun centro de supercomputación, por moi elevados que sexan os recursos, a demanda será sempre superior. Por elo, os usuarios deben realizar solicitudes para a execución dos seus traballos, que se poñen en espera ata que o planificador do sistema decide pasalos a execución. Pero, por descoñecemento ou temor a que os traballos sexan abortados, estas solicitudes son normalmente moi imprecisas, dificultando o labor do planificador. Ademais, os planificadores son difíciles de configurar e en todo momento asumen que unha planificación dada vai satisfacer de igual maneira a todos os usuarios. Neste traballo proponse un sistema de planificación que utiliza técnicas de computación evolutiva para permitir a definición de políticas de planificación de maneira máis natural e estimar as necesidades reais de recursos para lograr planificacións máis precisas. Adicionalmente, considérase o concepto de calidade de servizo percibida, posibilitando a incorporación de criterios subxectivos no proceso de planificación para manter un alto nivel de satisfacción no conxunto de usuarios e no propio centro de supercomputación. Finalmente, se modelan diversos aspectos dos propios recursos computacionáis mellorando aínda máis a precisión na planificación, especialmente en sistemas heteroxéneos.

[CASTELLÀ] Este trabajo trata de qué software a nivel de sistema es necesario para poder crear un clúster para fines de HPC. Para ello se hace un estudio del estado actual del software de sistema, y después se experimenta con un clúster, instalando todo el stack de software visto. [ANGLÈS] This project is about what kind of system software is needed to be able to make a HPC cluster. In order to achieve this, a state of art is made about system software used nowadays. It is also about how install,configure and optimize this software.