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En general, se ha avanzado en el estudio de alternativas de optimización de cómputo, en cómputo secuencial y en cómputo paralelo y distribuido. Las aplicaciones de la optimización como de la paralelización de aplicaciones tienen un amplio espectro: desde la resolución de problemas de cómputo de alto rendimiento hasta la problemática de tiempo real. Necesariamente se incluye el análisis de factibilidad y aplicación de optimización de cómputo secuencial, tanto en procesadores y microcontroladores escalares como procesadores superescalares actuales. En el ámbito de alto rendimeinto se incluye el análisis de factibilidad y aplicación de cómputo paralelo en computadoras paralelas con arquitectura de memoria compartida ( multicore y manycore ) y memoria distribuida ( clusters ). Análisis de la relación entre optimización y paralelización con análisis de rendimiento y tiempo de respuesta (incluyendo restricciones de tiempo real). Análisis de costos relacionados con HPC y tiempo real, con aplicaciones en robótica.

Estudio de alternativas de cómputo paralelo y distribuido para resolución de problemas de cómputo de alto rendimiento (HPC: High Performance Computing) y posiblemente de tiempo real. Análisis de fatibilidad y aplicación de optimización de cómputo secuencial, tanto en procesadores escalares como superescalares. Análisis de factibilidad y aplicación de cómputo paralelo en computadoras paralelas con arquitectura de memoria compartida (ej: "multicore" y "manycore"). Análisis de factibilidad y aplicación de cómputo paralelo en arquitecturas de cómputo con memoria distribuida (ej: clusters). Análisis y utilización de la relación entre optimización y paralelización (en sus múltiples formas) con análisis de rendimiento y tiempo de respuesta (posiblemente con restricciones de tiempo real). Análisis de costos relacionados con HPC y tiempo real, con aplicaciones en robótica. Utilización de optimización y paralelización en simulación numérica (ej: modelos climáticos y astrofísicos). Optimización y paralelización de software de HPC heredado.

El trabajo durante el período informado se ha continuado en la dirección de atacar la problemática alrededor de Cómputo de Alto Rendimiento (o HPC, de su sigla en inglés: High Performance Computing), incluyendo varios puntos de vista. Estos puntos de vista incluyen desde el problema de las aplicaciones heredadas hasta la optimización y paralelización en las arquitecturas de procesamiento actuales. El objetivo del trabajo realizado y a continuar es analizar y resolver varios aspectos que normalmente imponen restricciones y/o penalizaciones para lograr el máximo rendimiento posible de las aplicaciones que normalmente tienen mayores requerimientos de procesamiento. Estos aspectos de pueden analizar en varios contextos y es lo que se ha venido realizando desde hace varios años y durante el período informado en particular: 1) Desde la perspectiva de las aplicaciones ya desarrolladas y/o incluidas las aplicaciones heredadas (o legacy, tal su término técnico usual en inglés). En este sentido, se ha avanzado en varias direcciones específicas: 1.1) Análisis de las características más problemáticas de los programas científicos. Se han analizado y se considera importante seguir analizando por un lado la estructura general/amplia de un proyecto de software en producción y por el otro detalles específicos del software que son particularmente complejos de tratar en cuanto a su optimización y mantenimiento al menor costo posible. Al menos parte de varias de las publicaciones realizadas en el período tratan esta problemática, junto con la que se describe a continuación 1.2) Transformación de código. Una vez identificadas las características del software científco actualmente en producción (y en algunos casos, el que se está produciendo), se deben proveer formas al menos metodológicas para cambiar/mejorar aquellas que atentan contra la optimización de rendimiento. 1.3) Tratamiento integral de optimización y paralelización. Se propone y en parte se ha implementado un método completo de manejo de software que incluye la transformación tanto para optimización como específicamente para paralelización de procesamiento. En todos los casos, el estudio se hace utilizando programas/software heredado que es ampliamente aceptado en el ambiente de HPC/científico, como los asociados a modelos climáticos y de ingeniería mecánica, por ejemplo. 2) En el nivel más bajo de abstracción del software se continúa con el estudio y el desarrollo de optimizaciones específicas tanto para procesamiento secuencial como paralelo en multiprocesadores, ambientes híbridos incluyendo GPU (Graphic Processing Units), como multicomputadoras en general homogéneas y heterogéneas. En todos los casos el estudio utilizando BLAS (Basic Linear Algebra Subprograms) provee un contexto acotado para el estudio caso por caso. 3) Análisis de rendimiento: se ha avanzado en el contexto de evaluación en base a un sistema de relojes sincronizados que a su vez se puede tratar de manera similar o considerar en relación con un sistema de tiempo real. Por otro lado, y también relacionado con esta problemática se está considerando aprovechar la información directamente proveniente del hardware no solamente en cuanto a tiempo (algo que se está haciendo) sino en cuanto a eventos específicos que se suceden en el hardware de procesamiento actual y que el propio harware es capaz de monitorizar e informar para optimización.

Inicialmente, este reporte muestra una forma sencilla en que se puede obtener un perfil de rendimiento de las comunicaciones entre dos clusters interconectados. Además, se muestran los resultados obtenidos en la experimentación con dos clusters correspondientes a subredes diferentes de una red Internet B. Si bien mucha de la descripción se orienta a detalles muy relacionados con redes de computadoras, no se pierde de vista que el objetivo final es la utilización de varios clusters para llevar a cabo cómputo paralelo intercluster. Se documenta, principalmente, el experimento básico, la justificación del mismo, y algunos detalles relacionados con la utilización del ancho de banda de la red utilizado, que es un recurso compartido para la utilización de los servicios de Internet por cientos de otras computadoras. Finalmente, se comentan a modo de resumen las características más relevantes desde la perspectiva de cómputo paralelo de este tipo de experimentos. Por un lado, es importante contar con una herramienta al menos metodológica para una evaluación preliminar del rendimiento de las comunicaciones intercluster, y por el otro se debe cuantificar (en la medida de lo posible) la validez de estos resultados preliminares. Esta cuantificación debería ser útil para evaluar la continuidad del trabajo y/o del rendimiento de cómputo paralelo intercluster.

Este reporte está orientado básicamente a documentar la instalación del servicio ssh en el contexto de cómputo paralelo intercluster. La forma de ejecutar programas paralelos en clusters utilizando implementaciones de MPI está relativamente estable utilizando el servicio de rsh estándar y calificado como muy inseguro también. Es de esperar que, en el contexto de cómputo intercluster, cada cluster esté “protegido” por al menos un firewall, donde se filtren la mayoría de los servicios, en particular rsh y sus asociados. La idea entonces es proveer/usar ssh como alternativa válida y más segura, con el requerimiento extra sobre los firewalls de no cancelar este servicio hacia/desde el exterior.

Este reporte está orientado básicamente a documentar el estudio realizado de las bibliotecas más conocidas de pasaje de mensajes en el contexto de su posible utilización para cómputo paralelo intercluster. En un reporte técnico anterior, se describía lo más importante del servicio de shell seguro (secure shell) que se asume como el más sostenible desde el punto de vista técnico para la interconexión de dos o más clusters con la posibilidad de Jogin remoto y disparo de tareas remotas. En este reporte se enfocan las bibliotecas de pasaje de mensajes específicamente en lo referente a la sostenibilidad de las características de seguridad. Desde esta perspectiva de seguridad, como en el caso del servicio ssh, se debe tener en cuenta como mínimo la protección provista por los firewalls de cada cluster. Desde el punto de vista del rendimiento, por su parte, se debe tener en cuenta que para cómputo intercluster normalmente existen fuertes diferencias de rendimiento de las redes de interconexión involucradas.

En los últimos años, la industria de la tecnología ha crecido de manera exponencial, generando aplicaciones donde antes no existían. Algunos ejemplos pueden ser el Internet de las Cosas (IoT), que conecta a Internet dispositivos de uso cotidiano, las flotas de vehículos conectadas, que pueden administrarse desde un sistema central, o ambientes como la industria 4.0, en donde se puede monitorizar la maquinaria y controlar procesos productivos. Como soporte de muchas de estas aplicaciones, se encuentran los microcontroladores, un sistema de hardware con tamaño y prestaciones reducidas y específicas. Con el incremento en su utilización, la demanda de desarrollo sobre microcontroladores ha aumentado considerablemente y, proporcionalmente, también la capacidad de los microcontroladores. Pero este ambiente no goza de todas las facilidades que posee el desarrollo tradicional de software, y tiene un proceso más laborioso (menos automatizado) en muchos aspectos. Este trabajo busca integrar una metodología llamada CI/CD, cada vez más popular en el desarrollo tradicional, al desarrollo con microcontroladores. Esta práctica, de manera resumida, consiste en automatizar diferentes partes del ciclo de software. De esta manera, se logra incrementar la productividad y disminuir la posibilidad de generar errores, automatizando tareas tediosas que suelen malgastar el tiempo del programador., Facultad de Informática

El objetivo de este trabajo es analizar el uso de un proxy local como herramienta utilizada para mitigar algunos ataques a los que usuarios de aplicaciones web están expuestos cuando las mismas tienen vulnerabilidades que pueden permitir el robo y/o suplantación de identidad. Mediante el uso de un proxy local podría ser posible la manipulación de las cookies intercambiadas con el usuario de tal forma que los ataques a los que la aplicación podría estar expuesta no afecten la sesión del usuario., Facultad de Informática

La tecnología wireless en los últimos años ha experimentado una expansión sin precedentes, alcanzando hasta el lugar más recóndito de la tierra. La tecnología inalámbrica permite la creación de redes sin la necesidad de cables, dando al usuario de este tipo de redes la libertad de moverse por su entorno sin la restricción de movilidad asociada a tener una conexión cableada. El mejor exponente del salto tecnológico que experimentan las redes wireless son las MANET (Mobile Ad hoc Networks, Redes móviles ad hoc) que se presentan como la arquitectura de comunicación más flexible que existe actualmente. Este tipo de redes esta integrado por sistemas autónomos móviles con capacidades de enrutamiento y conectados a través de enlaces inalámbricos formando un grafo de comunicación arbitrario. Utilizar las redes móviles ad hoc para desarrollar un esquema de computación distribuida sobre dispositivos heterogéneos que pueda explotar las crecientes capacidades de cómputo de estos, es la motivación principal del estudio plasmado en este documento. La mayor dificultad que se debe superar es encontrar un mecanismo para manejar la indeterminación de las unidades de red disponibles para balancear la carga en el procesamiento distribuido. Esta indeterminación es provocada mayoritariamente por la movilidad de los nodos que conforman estas redes. En este trabajo se propone el diseño de un protocolo que combina un enfoque para lidiar con la indeterminación de clientes al momento de comenzar un cálculo científico distribuido basado en un diseño cross layer con un mecanismo que agrupa los dispositivos presentes en una MANET en clusters, sacando rédito de la heterogeneidad inherente a este tipo de redes a fin de determinar que dispositivos serán los lideres de los agrupamientos conformados. La propuesta de solución implementada se basa en el protocolo de enrutamiento reactivo AODV (Ad hoc On-demand Distance Vector), la cual modifica los formatos de mensajes para dar soporte a toda la nueva funcionalidad. El método de validación de la propuesta presentada en esta investigación se delinea a través de la definición de diversas pruebas de rendimiento bajo diferentes valores en los parámetros que fijan: el número de dispositivos, la movilidad, el tamaño del área de circulación, entre otros; que al dimensionar los valores registrados vía métricas estándar permitirán arribar a los resultados de su desempeño., Facultad de Informática

En el presente, se analizó el rendimiento de un integrador numérico de N-Cuerpos ampliamente utilizado, en diferentes laboratorios astronómicos en el mundo. Se estudiaron dos casos puntuales, presentados por el Grupo de Ciencias Planetarias de la Facultad de Astronomía de la Universidad Nacional de La Plata. Luego de procesar los resultados iniciales obtenidos, se desarrollaron optimizaciones secuenciales y paralelas, que mejoraron el rendimiento del integrador numérico. Finalmente, se presentaron los resultados de estas optimizaciones, y se dejaron asentadas las bases para posibles mejoras en el futuro., Facultad de Informática

Cuando se busca implementar soluciones de comunicación inalámbrica de IoT (Internet of Things, Internet de las Cosas), tales como sistemas de riego inalámbrico, soluciones de domótica, hay varias opciones por elegir. Las mismas varían en costo, eficiencia y dificultad en su implementación. Hay varios tecnologías inalámbricas que han expandido su implementación en las últimas décadas, tal es el caso de Bluetooth, Wi-Fi y ZigBee. Gracias a dichas tecnologías podemos encontrar artefactos hogareños e industrials, algunos ejemplos incluyen el hornos microondas, routers Wi-fi, teclado inalámbrico, mouse inalámbrico, controles remotos de variada índole, entre otros. Con el acceso a software libre y gratuito al igual que comunidades abiertas de desarrollo de librerías aplicadas a las comunicaciones, se vuelve más accesible realizar implementaciones de comunicaciones inalámbricas. Este trabajo integrador se enfoca en la comunicación de radio frecuencia con un estudio específico del módulo nRF24L01. Es importante una caracterización general de este sistema y módulo de comunicaciones, que está entre los de menor costo y con presencia/disponibilidad en el mercado desde hace varios años. Con el objetivo de llevar a cabo esta caracterización general, evaluar y comprender su funcionamiento se diseñaron diferentes experimentos, que nos permitieron identificar características de dicho módulo. En resume, este trabajo busca identificar y encontrar valores para métricas básicas tales como tiempos de comunicaciones, pérdida de datos, entre otros componentes. Por otro lado, se busca sentar las bases y obtener experiencia para luego proponer e implementar una biblioteca de comunicaciones simple pero completa y confiable para transferencias de datos basadas en nRF24L01., When looking to implement wireless communication in the space of IoT (Internet of Things), such as smart irrigation systems and home automation, we are faced with multiple communication options. These vary in cost, efficiency and difficulty in its implementation. Wireless technologies such as Bluetooth, Wi-Fi and ZigBee have expanded its adoptions in the last decades. This expansion has been seen both in home and industrial/manufacturing settings which has adopted communications in the ISM band (industrial, scientific and medical) 2.4 GHz. Examples of everyday artifacts include microwave ovens, Wi-Fi routers, wireless keyboard and mouse, entertainment remote controls, amongst others. The development and access of open source software that are built specifically for telecommunications and wireless protocols has lead to the flourish and adoption of wireless communications solutions. The study presented in this document is focused on nRF24L01, a single chip radio transceiver for the world wide 2.4 - 2.5 GHz ISM band. Given its low cost and significant presence in the market, the nRF24L01 has gained reputation amongst wireless adopters. The focus of the study is to evaluate and understand the characteristics and operational function/restrictions of the nRF24L01 chipset. Through experiments carried out in the field, results have been captured that look to identify the basic parameters supported by this module, such as communication efficiency, number of message dropped, amongst others. The overarching goal is to set the base to later expand on building a robust open source library that allows for a complete and trustworthy implementation of communication when using nRF24L01., Facultad de Informática

Los interrogantes planteados al inicio del trabajo de tesis fueron: ¿Es posible gestionar un clúster HPC a través de una herramienta web adaptable sin tener que incorporar productos con licenciamiento? ¿Es posible prestar una porción del clúster a otra institución que lo requiera, sin que incomode su uso? ¿Es posible obtener reportes del real uso de los recursos computacionales vinculados a usuarios o grupos de investigación? ¿Es posible diagnosticar el funcionamiento de aplicaciones de cálculo según el hardware donde será ejecutado, obtener valores de rendimiento y gestionarlos en el tiempo? La tesis define una herramienta de gestión de clúster, incluye opciones de perfilado de aplicaciones, monitoreo de recursos personalizables bajo demanda de: hardware + software + usuarios del clúster. El acceso es controlado mediante cuentas de usuarios, almacenados en base de datos. Las tareas de usuario se asocian a roles predefinidos, son implementadas como opciones de menú. La aplicación frontend se adapta al navegador en el que se ejecuta. Permite a un usuario del clúster monitorear la ejecución de cálculo, conocer los consumos de hardware realmente utilizados. En el caso de estudio tomado como referencia, el sistema de gestión del clúster ha evolucionado de un ambiente basado en terminal y comandos, a uno web adaptable con información completa del estado del clúster., Se otorga permiso de libre acceso a todos para usar, estudiar, mejorar y compartir el código elaborado. Puede aplicar una licencia como GNU General Public License, versión 3., Facultad de Informática

Las bases de datos relacionales son sistemas conocidos y robustos que han sido usados desde su primera aparición en los años 70 para el almacenamiento y recuperación de datos. No obstante, en los últimos años han comenzado a ganar popularidad las bases de datos NoSQL, nacidas por las necesidades de la web moderna de bases de datos más flexibles. En este contexto, este trabajo plantea el análisis a una base de datos NoSQL en particular: MongoDB, una de las más reconocidas y utilizadas actualmente. El interés principal de este trabajo se centra en su rendimiento para almacenar distintas cantidades de datos. Este análisis se llevará a cabo por medio de una serie de experimentos dedicados a obtener un muestreo de tiempos para poder así establecer conclusiones. Con ese objetivo se propone utilizar MongoDB combinado con las herramientas Mongoose y Express, los cuales en conjunto forman una de las posibles arquitecturas de software “completas” alrededor de MongoDB. Se espera así identificar relaciones entre cada elemento que conforma la plataforma propuesta en cuanto a su impacto general en cuanto a rendimiento de las operaciones sobre la base de datos y discriminar dónde se encuentran los principales cuellos de botella si los hubiera., Asesor profesional: Franco Agustín Terruzzi., Facultad de Informática

Si bien los Sistemas Operativos disponen de características de seguridad, protección, gestión de recursos, etc. éstas parecen ser insuficientes para satisfacer los requerimientos de los sistemas informáticos que suelen estar permanente y globalmente conectados. Las actuales tecnologías de virtualización han sido y continúan siendo masivamente adoptadas para cubrir esas necesidades de sistemas y aplicaciones por sus características de particionado de recursos, aislamiento, capacidad de consolidación, seguridad, soporte de aplicaciones heredadas, facilidades de administración, etc. Una de sus restricciones es que el poder de cómputo de una Máquina Virtual (o un Contenedor) está acotado al poder de cómputo de la máquina física que la contiene. Esta tesis propone superar esta restricción abordando la problemática con el enfoque de un sistema distribuido. Para poder alcanzar mayores niveles de rendimiento y escalabilidad, los programadores de aplicaciones nativas para la Nube deben partirlas en diferentes componentes distribuyendo su ejecución en varias Máquinas Virtuales (o Contenedores). Dichos componentes se comunican mediante interfaces bien definidas tales como las interfaces de Web Services. Las Máquinas Virtuales (o Contenedores) deben configurarse, asegurarse y desplegarse para poder ejecutar la aplicación. Esto se debe, en parte, a que los diferentes componentes no comparten la misma instancia de Sistema Operativo por lo que no comparten los mismos recursos abstractos tales como colas de mensajes, mutexes, archivos, pipes, etc. El defecto de esta modalidad de desarrollo de aplicaciones es que impide una visión integral y generalizada de los recursos. En ella, el programador debe planificar la asignación de recursos a cada componente de su aplicación y, por lo tanto, no solo debe programar su aplicación sino también gestionar la distribución de esos recursos. En este trabajo se propone un modelo de arquitectura para un Sistema de Virtualización Distribuido (DVS) que permite expandir los límites de un dominio de ejecución más allá de una máquina física, explotando el poder de cómputo de un cluster de computadores. En un DVS se combinan e integran tecnologías de Virtualización, de Sistemas Operativos y de Sistemas Distribuidos, donde cada una de ellas le aporta sus mejores características. Esta arquitectura, por ejemplo, le brinda al programador una visión integrada de los recursos distribuidos que dispone para su aplicación relevándolo de la responsabilidad de gestionarlos. El modelo de DVS propuesto dispone de aquellas características que son requeridas por los proveedores de servicios de infraestructura en la Nube, tales como: mayor rendimiento, disponibilidad, escalabilidad, elasticidad, capacidad de replicación y migración de procesos, balanceo de carga, entre otras. Las aplicaciones heredadas pueden migrarse más fácilmente, dado que es posible disponer de la misma instancia de un Sistema Operativo Virtual en cada nodo del cluster de virtualización. Las aplicaciones desarrolladas bajo las nuevas metodologías para el diseño y desarrollo de software para la Nube también se benefician adaptándose su utilización a un sistema que es inherentemente distribuido., Esta tesis está reseñada en Sedici (ver documento relacionado)., Facultad de Informática

El auge de la teleinformática en sus formas más conocidas: la informática y las telecomunicaciones, impusieron el tráfico y circulación veloz de documentos notariales, civiles, comerciales y de cualquier otra naturaleza, sumado a ello, el cambio de hábitos laborales que imponen el trabajo domiciliario en varios días de la semana. La evolución tecnológica de los últimos años en el campo electrónico y digital, ha transformado la industria, el comercio, el sector servicios y doméstico, dando existencia cada vez más a una demanda mayor de las transacciones ante la necesidad de interactuar por intermedio de redes de computadoras. El término “firma digital” nace de una oferta tecnológica para acercar la firma manuscrita (ológrafa) a lo que se llama el trabajo en redes o ciberespacio que garantiza los trámites hechos en Internet. Este concepto de firma digital fue introducido por Diffie y Hellman en 1976 básicamente como una aplicación tecnológica de la criptografía asimétrica planteada como un conjunto de datos asociados a un mensaje que permite asegurar la identidad del firmante y la integridad del mensaje. La criptografía de clave pública ha sido ampliamente reconocida como una tecnología fundamental sobre la cual pueden construirse varios servicios básicos de seguridad, dado así, en 1988 comenzando conjuntamente con el estándar x.500 se adopta por parte las industrias el estándar x.509 que consiste en la aplicación de los conceptos anteriores implementados con el nombre de infraestructura de clave pública (PKI, Public Key Infrastructure), donde la objeción principal encuentra asidero respaldatorio en entidades/empresas certificadoras privadas y/o organismos públicos licenciados y respaldados por la ley 25.506 y normas complementarias [73] que impiden el delito de falsificación de los certificados digitales. Así la misma, queda equiparada a la firma de puño y letra. Los principales esfuerzos de los últimos años se han concentrado en el problema de asignar de forma segura nombres a claves, de hecho, la comunidad científica ha ido progresivamente adoptando el uso de sistemas basados en la arquitectura de certificados digitales con el fin de proporcionar servicios de seguridad a los sistemas distribuidos, los cuales dependen de la existencia de un método centralizado y jerárquico para converger en la seguridad y fiabilidad en cuanto a gestión de claves públicas. Toda esta misma problemática se traspola a la gestión del comercio electrónico confiable y seguro, donde en el modelo inicial se requería de una tercera entidad (un banco) la cual debía emitir divisa electrónica a los diferentes usuarios. A principios del año 2009, Satoshi Nakamoto crea Bitcoin: una tecnología peer-to-peer para operar sin una autoridad central o bancos; la gestión de las transacciones y la emisión de moneda electrónica es llevada a cabo de forma colectiva por la red. Este modelo innovador combina varios conceptos desarrollados por las propuestas iniciales de la arquitectura de funcionamiento del dinero electrónico, para lograr un sistema completamente descentralizado. A diferencia de la mayoría de las monedas, el funcionamiento de Bitcoin no depende de una institución central, sino de una base de datos distribuida y sincronizada llamada blockchain donde las transacciones se identifican y ordenan secuencialmente e impidiendo su modificación. El software ideado por Nakamoto emplea la criptografía asimétrica para proveer funciones de seguridad básicas, tales como la garantía de que los bitcoins solo puedan ser gastados por su dueño, y nunca más de una vez. El objetivo de esta tesis es llevar a cabo y aplicar a la arquitectura de certificados digitales o infraestructura de clave pública lo que allá en el 2009 logró exitosamente Satoshi Nakamoto, un rediseño, reingeniería y cambio de paradigma en el comercio electrónico, de una arquitectura centralizada y jerárquica a una completamente descentralizada por medio de su innovación tecnológica llamada blockchain o cadena de bloques., Facultad de Informática

Describe el estado actual en el desarrollo y manejo de la infraestructura de aplicaciones web mediante el estudio de la evolución de las mismas y su aplicación. Específicamente se tratan aspectos que han llevado al cambio de la arquitectura e infraestructura de las aplicaciones web. Se identifican aspectos de rendimiento definidos desde el punto de vista​ ​ de los​ ​ accesos​ ​ y ​ ​ su​ ​ relación​ ​ con​ ​ la/s​ ​ parte/s​ ​ de​ ​ un​ ​ sistema​ ​ web. En otro orden se evalúan los cambios en el tiempo y el estado actual de los sistemas distribuidos que​ ​ soportan​ ​ las​ ​ aplicaciones​ ​ web. Finalmente se analiza el impacto de la dinámica actual de requerimientos funcionales y no funcionales de las aplicaciones web sobre el desarrollo y el manejo de la infraestructura del sistema distribuido​ ​ de​ ​ soporte​ ​ de​ ​ ejecución., Facultad de Informática

Las nuevas corrientes tecnológicas como Internet de las cosas (IoT – Internet of Things) han mostrado que las computadoras no son las únicas con una puerta de acceso a Internet y que existen diversos dispositivos y objetos con esta capacidad de acceso. IoT ha brindado a los investigadores una visión minuciosa de la interconexión de objetos a Internet, y con ello ha surgido Internet de las nano-cosas (IoNT – Internet of Nano Things). El enfoque del trabajo se basa en el estudio del estado actual de IoNT, que une dos enfoques donde ha habido grandes avances en los últimos años como lo son IoT y las nanotecnologías. El objetivo de este trabajo consiste en investigar el estado del arte y analizar tendencias en la utilización de IoNT, su aplicación y desafíos a futuro en diferentes campos de interés social. El trabajo se encuentra estructurado de la siguiente forma: el presente capítulo (Capítulo I) especifica la motivación, el objetivo y la metodología. El Capítulo II ofrece la base conceptual del estudio, detallando definiciones y características de IoNT. Las capacidades, posibilidades y ejemplos de IoNT se indican en el Capítulo III. En el Capítulo IV se presenta el análisis de tendencias y desafíos de IoNT para su utilización y aplicación en diferentes campos de interés social de acuerdo a la clasificación de la literatura, enfatizando que las investigaciones actuales se basan la divulgación de las tecnologías y que los aspectos de comunicación son los principales desafíos a los que se enfrentan los sistemas de IoNT. Finalmente, en el Capítulo V se abordan las conclusiones y trabajos futuros., Facultad de Informática

Los sistemas basados en CBTC (IEEE 1474) son aquellos que permiten realizar un seguimiento y control de las formaciones ferroviarias basados en el conocimiento de la posición de los trenes con alta disponibilidad y gran precisión brindando al conjunto del sistema un mayor grado de seguridad que los sistemas convencionales de señalización. A través de un modelo de agentes de software implementados en JADE, se construyó un prototipo de simulador inicial con la capacidad de representar detalladamente la cinemática del ambiente y proveer un alto grado de control a las formaciones que se simulan por medio de controladores diseñados e implementados para dicho propósito haciendo uso del sistema métrico decimal. El presente modelo es un ambiente distribuido, capaz de ser ejecutado en múltiples plataformas por estar desarrollado en JAVA. Se cuenta con la representación de formaciones ferroviarias, las cuales pueden desplazarse a distintas velocidades y dos modos de operación, cantón fijo o cantón móvil, siendo este último el que realiza un uso eficiente del circuito de vía, permitiendo que diversas unidades circulen con seguridad a distancias reducidas. CBTC es normalmente implementado en hardware, siendo este trabajo una visión innovadora basada en software., Facultad de Informática

La tesina de grado tiene como objetivo principal investigar de manera experimental las facilidades de replicación y distribución de datos de una base de datos NoSQL en particular, siendo MongoDB el seleccionado. Como caso de estudio se ha elegido el almacenamiento de datos que no son totalmente estructurados, de paso para aprovechar la experimentación con datos NoSQL. A través de la escritura y lectura de los datos, se busca obtener tiempos de respuesta y a su vez tener chequeos de consistencia. Se espera que los diferentes experimentos provean información relevante tanto para la instalación como para la operación de estas formas de almacenamiento y recuperación de datos. La experimentación parte de una primera estructura centralizada, luego pasa a una estructura centralizada con réplicas y finaliza en una distribuida., Facultad de Informática

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

La evolución en las ciencias informáticas nos ha demostrado la importancia de comprender la información que manejamos día a día. Hoy no solo es importante contar con los datos correctos, sino que también se consideran críticos al mecanismo de procesamiento que se necesita para interpretarlos, y al tiempo que demande dicho procesamiento. Este trabajo tiene como objetivo la investigación de diferentes plataformas en la nube que permitan la ejecución de servicios. Se hará foco en servicios que sean capaces de ser ejecutados bajo interfaces REST, y que con esto faciliten la administración de su ejecución y consulta, entre otras operaciones. Como ejemplo primario, se espera también demostrar la posibilidad de implementar la ejecución de procesos de MapReduce vía REST, alimentando a dicho proceso mediante múltiples fuentes., Facultad de Informática

Cada día es mayor el número de problemas complejos que encuentran solución en redes de microcontroladores cooperando en búsqueda del resultado esperado. Ya sea desde un lavarropas inteligente hasta la red interna de sensores de un automóvil moderno, este tipo de soluciones plantean nuevos desafíos al momento de elegir el modo en el que se van a comunicar las partes que lo componen. En este trabajo se hace una revisión de los protocolos utilizados actualmente por los sistemas embebidos y basados en microcontroladores, para finalmente tomar el protocolo CAN que se usa como caso de estudio. Este caso de estudio se compone de un marco teórico que viene de la mano de la revisión de los demás protocolos, y luego un caso práctico que se desarrollá utilizando la plataforma TWR-K70F120M Kinetis K70 de Freescale, dejando una experiencia de uso de esta nueva plataforma junto al conocimiento adquirido. De esta manera, obtenemos un material de consulta que pueda ayudar a diseñar o mantener un sistema utilizando este protocolo, teniendo en cuenta las características, análisis y diseños expuestos., Facultad de Informática

El objetivo de la presente tesina es mostrar que es posible la programación de sistemas de tiempo real hard utilizando el lenguaje Java, gracias a la especificación RTSJ. Se utilizará para tal fin la implementación JamaicaVM y se hará un análisis para demostrar su funcionamiento. Se expondrán y compararán dos plataformas de desarrollo de sistemas de tiempo real: la actual y más utilizada, en el cual implica programación de bajo nivel utilizando C y una alternativa más moderna utilizando Java y una máquina virtual que implemente la especificación RTSJ (Real Time Specification for Java). La comparación buscará presentar al lector las ventajas y desventajas de utilizar la alternativa más moderna., Facultad de Informática

Atento a que de acuerdo a la bibliografía se observa que si bien hay una mayor sistematización del proceso de desarrollo de software para sistemas embebidos, los principales problemas actuales son la falta de profesionales de este ámbito con formación específica en ingeniería de software y la falta de técnicas o metodologías especificas para el desarrollo de este tipo de software. Es por ello que se propone identificar y clasificar patrones de uso común en el desarrollo de sistemas embebidos; a fin de generar un catálogo de patrones de aplicación en sistemas embebidos como forma de contribuir a la formación en técnicas de ingeniería de software para los profesionales que se dedican al desarrollo de software de sistemas embebidos., Facultad de Informática

El presente trabajo aborda el análisis de una infraestructura de cloud privada y open source. Para lograr esto se comienza con un breve estudio sobre lo que es el cloud computing, sus características, modelos y despliegues. A continuación se pone especial énfasis en la infraestructura del cloud y la virtualización, la cual es el fundamento para montar una infraestructura. Se hace una breve comparación de los productos disponibles para montar un cloud privado y open source: Eucalyptus, OpenNebula, CloudStack y OpenStack. Esta comparación tiene por objeto determinar cuál es el producto más adecuado para montar la infraestructura. Una vez seleccionado el producto, se realiza un estudio minucioso de su arquitectura y componentes. Por último se realiza la instalación y puesta a punto de una infraestructura cloud privada de prueba., Facultad de Informática

La sincronización del tiempo es importante para diferentes funcionalidades del sistema operativo así como también para ciertos modelos de sincronización de procesos, cuando procesos que interactúan necesitan disponer de un orden de ocurrencia entre sus eventos. Así mismo, esta sincronización puede ser requerida en diferentes ambientes, uno de los cuales es el ambiente multicore, el cual dispone de un procesador con varios núcleos. Este trabajo tiene por objetivo principal generar un mecanismo para la obtención del tiempo de manera sincronizada en un ambiente multicore bajo el sistema operativo Linux para arquitecturas x86. Para ello se analizaron las funciones que participan en las actividades relacionadas al manejo de tiempo en Linux junto con los dispositivos que son afectados. Este estudio nos permitió entender completamente cómo funciona el sistema del tiempo y a partir de éste, realizando modificaciones, se pudo generar un mecanismo mejorado para obtener una hora sincronizada en un ambiente multicore. Este mecanismo provee como beneficio una mejora con respecto a la resolución y precisión de la solución software actual, que serán comprobados con las diferentes pruebas sobre la solución propuesta. Finalmente, podemos decir que con esta solución software la sincronización del tiempo en un ambiente multicore se ve mejorada., Facultad de Informática

Este documento describe una investigación realizada como trabajo final para la Especialización en Computo de Altas Prestaciones dictada en la Facultad de Informática de la Universidad Nacional de La Plata. El tema de investigación consiste en métodos y herramientas para el análisis del comportamiento de aplicaciones de alto rendimiento. Este trabajo contribuye con un resumen de la teoría de análisis de rendimiento más una descripción de las herramientas de soporte disponibles en el momento. Se propone también un proceso para analizar el rendimiento, ejemplificando su aplicación a un conjunto de núcleos de cómputo no triviales. Luego de la introducción de terminología y bases teóricas del análisis cuantitativo de rendimiento, se detalla la experiencia de utilizar herramientas para conocer donde se deberían localizar los esfuerzos de optimización. Este trabajo resume la experiencia que debe atravesar cualquier investigador en busca de las diferentes alternativas para el análisis de rendimiento; incluyendo la selección de herramientas de soporte y la definición de un procedimiento sistemático de optimización., Facultad de Informática

En este trabajo se estudia el protocolo ZigBee de comunicaciones de datos en redes inalámbricas. El trabajo comienza ubicando a ZigBee dentro del contexto de redes. Para esto, se clasifican las mismas según su cobertura en: redes de área geográfica o WAN (Wide Area Network), redes de área local o LAN (Local Area Network) y redes de área personal o PAN (Personal Area Network). También se clasifican de acuerdo al modo de conexión de sus nodos en: con cable o sin cable. Se hace una comparación general de estándares inalámbricos en cuanto a consumo de potencia, capacidad de transmisión de datos y alcance. Con esto se ubica al estándar IEEE 802.15.4 destinado a cubrir con ventajas las aplicaciones de muy bajo consumo y baja velocidad de transmisión de datos. Se introduce el estándar ZigBee como una extensión del IEEE802.15.4 El trabajo continúa describiendo algunos de los muchos ejemplos de uso de ZigBee. Luego se estudia en profundidad cada una de las capas de ZigBee comenzando con la capa física hasta la capa aplicación. Se mencionan algunos aspectos de seguridad informática implementados en este protocolo. Por último se hace una comparación de ZigBee con otras tecnologías como Bluetooth en diferentes escenarios haciendo hincapié en el consumo energético., Facultad de Informática

Objetivos: General - Identificar patrones y mecanismos de mejora en las comunicaciones de un cluster MPI Específicos - Manejo de herramientas para cuantificar el rendimiento de una implementación de MPI. - Estimación de los efectos positivos en las comunicaciones, producidas por optimizaciones conocidas. - Inferencia de posibles lineas de investigación respecto a aspectos que se puedan mejorar en la implementación elegida, con particular hincapié en las comunicaciones punto a punto., Facultad de Informática

Sumario de la presentación: I. Definición del Problema II. Conceptos Generales III. Debug IV. Sistema de carga de clases en Java V. AgletClassLoader VI. Entendiendo la Excepción VII. Resolviendo el problema VIII.Conclusión, Sólo se dispone de la presentación de la tesis., Facultad de Informática

Desde su creación los sistemas de software han sido utilizados, probados e incluso modificados. A lo largo de este período el software y los seres humanos han interactuado entre sí en forma cotidiana, no pudiéndose concebir la vida actual del hombre sin la presencia de los sistemas informáticos (comunicaciones, medicina, transporte, etc.). A tal punto que paulatinamente los procesos de negocio consumen cada vez más información procesada por los sistemas de software, incluso hasta a ser controlados y guiados por software. Por ende, las especificaciones y el diseño de estos sistemas requieren de supuestos acerca de la aplicación dada, del dominio de la aplicación y de su ámbito operativo, hecho que a su vez se refleja en el software., Facultad de Informática

Los microcontroladores están inmersos en nuestra forma de vida. Los encontramos en automóviles, lavarropas, celulares, reproductores MP3, agendas y en un sinfín de sitios en nuestra vida cotidiana. La capacidad de integración a muy alta escala (VLSI) -con crecimiento casi exponencial en los últimos años-, hace que estos dispositivos cada día contengan más y más funciones que antes eran impensadas. Debido a ello, una agrupación de estos dispositivos conectados en red, configura un sistema de control muy poderoso, que dotado de algún protocolo normalizado que permita su interconexión a Internet, le da un alcance prácticamente ilimitado y de gran escalabilidad. Por lo expuesto, en esta tesis se estudiará la implementación de una red de microcontroladores, definiendo funciones de Control y adquisición de datos, equivalentes a los sistemas de Control y Adquisición de Datos (SCADA) de gran escala. Sobre la definición efectuada, surgirá un protocolo de aplicación que permitirá así un desarrollo Top-Down del sistema. Sobre la base de la definición lograda, este primer capítulo describe en un modo general los alcances de la tesis, donde se estudiarán entre otros aspectos, los protocolos de capas de comunicaciones para llegar a dos de las implementaciones más populares utilizadas en los ambientes industriales: RS485 y Ethernet. Si bien la primera es mucho más antigua, sigue aún vigente y se ha potenciado a partir de la creación de interfaces compatibles, citando como ejemplo la inmunidad a ruido eléctrico que le provee una interfase transparente sobre fibra óptica. La segunda, más moderna, ya fija una tendencia debido a su ubicuidad y amplitud de prestaciones., Es revisado por: http://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/9694, Facultad de Informática

Las mediciones de tiempo utilizando una computadora han llevado a estudiar posibles herramientas. Dichas herramientas presentan características de hardware y de software. Con el advenimiento de los sitemas distribuidos, aparece la necesidad de mediciones en equipos remotos conectados, que lleva a tener que sincronizarlos entre sí. Dicho sincronismo no es trivial. El problema surge por comunicar las referencias de tiempo a través de la red., Facultad de Informática

La resolución de problemas de optimización es de gran interés en la actualidad y ha motivado el desarrollo de diversos métodos informáticos para tratar de resolverlos. La Optimización mediante Cúmulos de Partículas o PSO (Particle Swarm Optimization) es una metaheurística que ha sido utilizada exitosamente en la resolución de una amplia gama de problemas de optimización, incluyendo el entrenamiento de redes neuronales y la minimización de funciones. En su definición original, PSO utiliza, durante todo el proceso adaptativo, una población formada por un número fijo de soluciones. El objetivo central de esta tesina es presentar una extensión original de PSO que incorpora los conceptos de edad y vecindad para permitir la variación del tamaño de la población. De esta forma, no es necesario definir a priori la cantidad de soluciones a utilizar, evitando así condicionar la calidad de la solución a obtener. La variación del tamaño de la población se basa en una modificación del proceso adaptativo permitiendo el agregado y/o eliminación de individuos en función de su aptitud para resolver el problema planteado. Esto se realiza principalmente a través del concepto de edad que permite determinar el tiempo de permanencia de cada elemento dentro de la población. Además, dado que PSO tiende a poblar rápidamente las zonas exploradas con buen fitness, para no poblar excesivamente un mismo lugar del espacio de soluciones, se analiza el entorno de cada individuo y se eliminan las peores soluciones de las zonas muy pobladas. El método aquí propuesto es aplicado a la resolución de algunas funciones complejas hallando mejores resultados que los que habitualmente se logran utilizando población de tamaño fijo., Facultad de Informática

Las herramientas de simulación a eventos discretos ofrecen una amplia gama de opciones para realizar análisis detallados en base a los resultados arrojados luego de las corridas de cada simulación. En este trabajo proponemos una alternativa en la cual se persisten todas las entidades del modelo simulado, lo cual sienta las bases para el desarrollo de nuevas herramientas de análisis que permitan conocer en un alto nivel de detalle la evolución de la simulación como un todo y de cada una de las entidades por separado. El desarrollo, basado en el lenguaje de simulación GPSS, consta de todo el modelo que éste lenguaje utiliza para ejecutar simulaciones y de un conjunto de entidades básicas que permiten crear verdaderas simulaciones. Este trabajo también incluye una herramienta para ejecutar simulaciones y conocer las historias de las entidades involucradas en las mismas., Ariel Jorge Lira obtuvo el grado de Licenciado en Informática mientras que Gonzalo Luján Villarreal obtuvo el de Licenciado en Sistemas con este trabajo de tesis., Facultad de Informática

El objetivo del proyecto Condor es aumentar la productividad. También existe mucho trabajo en aumentar el rendimiento, o sea, aumentar la cantidad de cómputo en un corto período de tiempo. En este trabajo, se busca aumentar el rendimiento de ciertas operaciones de álgebra lineal para una arquitectura determinada. Existe software que permite construir computadoras paralelas virtuales integrando un conjunto de computadoras conectadas en red (como es el caso de PVM). Aunque los nodos de estas computadoras virtuales y la red subyacente no han sido diseñadas para optimizar operaciones paralelas, se pueden alcanzar aumentos en el rendimiento si las aplicaciones paralelas se conciben directamente para este ambiente específico. En resumen, las características que tienen estas redes hacen que sean una arquitectura recomendable para ser utilizadas para cómputo paralelo. Sin embargo hay que tener en cuenta todas sus características para que su uso en el ámbito del cómputo paralelo sea, al menos, aceptable. Y el objetivo de todo el trabajo puesto en este tema, es para que no sea sólo aceptable, sino también óptimo. En la actualidad se observa una fuerte tendencia a utilizar CLUMPS (clusters formados por computadoras SMP) o clusters homogéneos. Aunque la tendencia sea otra, en este trabajo se utilizan clusters heterogéneos y se desarrollan algoritmos para dicha arquitectura. En este trabajo se propone una solución a la factorización LU de matrices para ser utilizado en clusters heterogéneos., Tesis digitalizada en SEDICI gracias a la colaboración de la Biblioteca de la Facultad de Informática., Facultad de Informática

Las redes de computadoras utilizadas para cómputo paralelo (clusters) se están aplicando de manera satisfactoria en múltiples áreas. Uno de los grandes problemas que deben enfrentar las aplicaciones paralelas en este entorno es el del rendimiento de las comunicaciones, dado que el tiempo de comunicación es muy grande con respecto a la cantidad de operaciones que se pueden llevar a cabo de manera local en cualquier computadora. Por otro lado, tanto la topología de la red local, como las herramientas de programación por pasaje de mensajes que se disponen, tienen su propia sobrecarga de comunicaciones que no siempre es sencilla de evaluar y/o predecible a priori. En esta tesina se hace una evaluación de las comunicaciones colectivas para las bibliotecas existentes, PVM, MPI y se desarrolla una implementación de las mismas de forma independiente haciendo mayor énfasis en el bradcast. La implementación de la misma aprovecha la función de broadcast de las redes LAN., Facultad de Informática

Este trabajo describe el diseño de una consola de computador, que permite al usuario, configurar fácilmente un sistema de computación paralelo, sobre una red de estaciones de trabajo. Se emplea la interfaz de pasaje de mensajes (MPI) como herramienta de programación paralela en sus conocidas implementaciones MPICH y LAM. Para la primera se consideran dos “dispositivos” (uno de ellos para generación estática de procesos, y el otro para el caso dinámico). Para LAM sólo existe la generación dinámica. Se comienza con una breve discusión sobre computo paralelo, incluyendo los conceptos principales sobre redes y sus topologías. Luego se introducen los principios de MPICH y LAM considerados como bibliotecas de funciones externas de pasaje de mensajes aplicadas al lenguaje C. Se ha estudiado la consola introducida con el sistema PVM previamente conocido para pasaje de mensajes, analizando su operación y comandos como la base inicial de nuestra nueva Consola MPI. Finalmente se describe la Consola MPI con su instalación, condiciones operativas, comandos específicos y las ventajas que puede presentar al usuario de computo paralelo. Se agregan dos breves apéndices, (respectivamente sobre sistema operativo UNIX y lenguaje C) que resumen conocimientos que se debieron adquirir para la realización del trabajo., Facultad de Informática

El trabajo de investigación aplicada que se presenta a continuación tiene como objetivo profundizar en dos grandes temas como son el procesamiento de señales de voz y el lenguaje de especificación formal SIGNAL, para luego tratar de paralelizar ciertas rutinas inherentes a técnicas de análisis de señales de voz; específicamente aquellas relacionadas con el Análisis de Predicción Lineal. Los capítulos iniciales detallan las características e hipótesis en las cuales se basa el lenguaje SIGNAL. Así, en el Capítulo 1 se incursiona en el área de las arquitecturas no convencionales, poniendo énfasis en aquellas Data-Flow, donde la ejecución de un programa depende de la disponibilidad de datos. A continuación, el Capítulo 2 ofrece una interiorización sobre Sistemas Reactivos y de Tiempo Real, como así también sobre sus formas de especificación, ya sea a través de Formalismos Basados en Estados o Sistemas Recurrentes de Múltiples Relojes. Se ubica a SIGNAL dentro de este último estilo de modelización. El Capítulo 3 describe SIGNAL. Se especifica cómo dicho lenguaje maneja el tiempo, su filosofía de procesamiento y los distintos operadores. Además se investiga el trabajo del compilador que asegura la ausencia de deadlock en un proceso dado, utilizando como herramientas básicas los sistemas de ecuaciones de reloj y los grafos de dependencias condicionales de dicho proceso. Las características básicas del Procesamiento de señales de voz son presentadas en el Capítulo 4, focalizando la atención en características Short- Term y Long-Term. En el capítulo 5 se detalla en qué consiste Análisis de Predicción Lineal como técnica de análisis de señales de voz. Puntualmente se estudia una solución al Problema Clásico de Mínimos Cuadrados pues mantiene una relación que involucra un conjunto de resultados intermedios y prácticos coincidentes con los propios del Método de la Covarianza (uno de los métodos para hallar coeficientes de Predicción Lineal). Dicha solución es planteada recursiva en el tiempo. El objetivo final de este trabajo de investigación se alcanza en el Capítulo 6 donde, aprovechando las facilidades del lenguaje SIGNAL, se obtiene una versión paralelizada de la solución al problema de Mínimos Cuadrados propuesta en el Capítulo 5. Además de algunas rutinas clásicas para el procesamiento de señales de voz (filtrados, cálculos de la medida de cruces por cero, etc.), también se implementa un proceso para la resolución de sistemas de ecuaciones vía sustitución backward, donde no es posible paralelizar completamente la tarea debido a la dependencia de datos que por naturaleza presenta el algoritmo. Finalmente se adjunta un Apéndice que explica sintéticamente las llamadas Rotaciones de Givens, utilizadas para transformar una matriz general en triangular mediante rotaciones de plano ortonormales. Esta última información es aportada para proveer un mayor grado de entendimiento de la mecánica utilizada en el algoritmo de cálculo de Coeficientes de Predicción Lineal., Tesis digitalizada en SEDICI gracias a la colaboración de la Biblioteca de la Facultad de Informática., Facultad de Ciencias Exactas