Este documento describe el desarrollo de un sistema de computación distribuida utilizando los recursos computacionales disponibles en la ESPOL. Se propone dividir grandes problemas de cómputo en unidades de trabajo más pequeñas y distribuirlas entre las computadoras ociosas de la universidad. Se implementó un sistema basado en BOINC con un servidor y clientes. Como prueba, se desarrolló una aplicación para descifrar claves RSA distribuyendo la búsqueda de factores primos. Los resultados mostraron una alta escalabilidad al disminuir el tiempo de
Sistemas operativos distribuidos, definicion,TIPOS, CARACTERISTICAS, REDES, PROTOCOLOS, GESTION DE MEMORIA, VENTAJAS Y DESVENTAJAS CON SU COMPARATIVA; ACCESO A ARCHIVOS REMOTOS Y SUS METODOS, ADEMAS DE ATOMICIDAD Y CONTROL DE CONCURRENCAI
Un Sistema Operativo (SO) es el software básico de una computadora que provee una interfaz entre el resto de programas del ordenador, los dispositivos hardware y el usuario. Las funciones básicas del Sistema Operativo son administrar los recursos de la máquina, coordinar el hardware y organizar archivos y directorios en dispositivos de almacenamiento.
Los Sistemas Operativos más utilizados son Dos, Windows, Linux y Mac. Algunos SO ya vienen con un navegador integrado, como Windows que trae el navegador Internet Explorer.
Sistemas operativos distribuidos, definicion,TIPOS, CARACTERISTICAS, REDES, PROTOCOLOS, GESTION DE MEMORIA, VENTAJAS Y DESVENTAJAS CON SU COMPARATIVA; ACCESO A ARCHIVOS REMOTOS Y SUS METODOS, ADEMAS DE ATOMICIDAD Y CONTROL DE CONCURRENCAI
Un Sistema Operativo (SO) es el software básico de una computadora que provee una interfaz entre el resto de programas del ordenador, los dispositivos hardware y el usuario. Las funciones básicas del Sistema Operativo son administrar los recursos de la máquina, coordinar el hardware y organizar archivos y directorios en dispositivos de almacenamiento.
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ROMPECABEZAS DE ECUACIONES DE PRIMER GRADO OLIMPIADA DE PARÍS 2024. Por JAVIE...JAVIER SOLIS NOYOLA
El Mtro. JAVIER SOLIS NOYOLA crea y desarrolla el “ROMPECABEZAS DE ECUACIONES DE 1ER. GRADO OLIMPIADA DE PARÍS 2024”. Esta actividad de aprendizaje propone retos de cálculo algebraico mediante ecuaciones de 1er. grado, y viso-espacialidad, lo cual dará la oportunidad de formar un rompecabezas. La intención didáctica de esta actividad de aprendizaje es, promover los pensamientos lógicos (convergente) y creativo (divergente o lateral), mediante modelos mentales de: atención, memoria, imaginación, percepción (Geométrica y conceptual), perspicacia, inferencia, viso-espacialidad. Esta actividad de aprendizaje es de enfoques lúdico y transversal, ya que integra diversas áreas del conocimiento, entre ellas: matemático, artístico, lenguaje, historia, y las neurociencias.
Un libro sin recetas, para la maestra y el maestro Fase 3.pdfsandradianelly
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ACERTIJO DE CARRERA OLÍMPICA DE SUMA DE LABERINTOS. Por JAVIER SOLIS NOYOLAJAVIER SOLIS NOYOLA
El Mtro. JAVIER SOLIS NOYOLA, crea y desarrolla ACERTIJO: «CARRERA OLÍMPICA DE SUMA DE LABERINTOS». Esta actividad de aprendizaje lúdico que implica de cálculo aritmético y motricidad fina, promueve los pensamientos lógico y creativo; ya que contempla procesos mentales de: PERCEPCIÓN, ATENCIÓN, MEMORIA, IMAGINACIÓN, PERSPICACIA, LÓGICA LINGUISTICA, VISO-ESPACIAL, INFERENCIA, ETCÉTERA. Didácticamente, es una actividad de aprendizaje transversal que integra áreas de: Matemáticas, Neurociencias, Arte, Lenguaje y comunicación, etcétera.
Instrucciones del procedimiento para la oferta y la gestión conjunta del proceso de admisión a los centros públicos de primer ciclo de educación infantil de Pamplona para el curso 2024-2025.
2. Agenda Antecedentes. Problema y solución. Posibles alternativas. Diseño. Implementación. Pruebas y resultados. Demostración. Conclusiones y recomendaciones.
3. Antecedentes Existen proyectos de investigación que deben analizar gran cantidad de datos; renderización de imágenes, simulación de fenómenos naturales, redes neuronales, son algunos ejemplos. Necesitan computadoras de gran capacidad de procesamiento.
4. Antecedentes LA IBM BLUE GENE/L , utilizada para aplicaciones de hidrodinámica, química cuántica, dinámica molecular, astronomía e investigación espacial, y modelado climático. Su construcción tuvo un costo aproximado de 150 millones de dólares.
5. Antecedentes Existen otras alternativas que permiten unir el poder de procesamiento de un conjunto de computadoras disponibles en una red. Este nuevo paradigma se llama Computación Distribuida.
6. Computación Distribuida La computación distribuida, es un nuevo modelo para resolver problemas de computación masiva utilizando un gran número de computadoras conectadas entre sí mediante una red. Dividir el trabajo entre varios computadoras, logrando de esta forma mejorar los tiempos de respuesta de procesamiento.
7. Terminologías Aceleración (Speedup).- Relaciona los tiempos de ejecución de algoritmos secuenciales vs. Paralelos Eficiencia.- Relación entre la aceleración de una ejecución paralela y el número de procesadores Escalabilidad.- Si al aumentar el tamaño del problema, el desempeño por procesador se mantiene.
9. Problema actual en la ESPOL Las unidades no disponen de una plataforma que permita el análisis extensivo de datos. Esto limita el desarrollo de nuevos proyectos que necesitan procesar una gran cantidad de información en un tiempo razonable. Simulación, procesamiento de imágenes, biotecnología, pronóstico del tiempo, modelado financiero, inteligencia de negocios, son algunas aplicaciones que requieren de gran poder de procesamiento.
10. ¿Qué nos ofrece la ESPOL? La ESPOL cuenta actualmente con una gran cantidad de recursos informáticos (computadoras). La mayor parte realizan tareas de aplicaciones sencillas tales como procesadores de texto, hojas de cálculo, navegadores, correo, entre otras. Algunas de estas computadoras se encuentran inactivas una cantidad considerable del tiempo. En su mayoría se encuentran conectadas en red.
11. Solución En base a esta realidad, nace la idea de unir estos recursos informáticos, para formar una “Computadora Virtual” de gran capacidad de procesamiento.
12. Objetivos Generar un sistema de computación distribuida que use los ciclos ociosos de las computadoras en ESPOL. Proveer las herramientas necesarias, que permitan explotar un sistema distribuido para su uso en la investigación y el desarrollo. Desarrollar una aplicación que explote las capacidades del supercomputador y demuestre sus posibles usos en la investigación.
13. Características del sistema Dividir un problema en tareas más pequeñas y distribuirlas entre un grupo de computadoras. Independiente de la plataforma. Tolerante a fallos. Seguro. Procesamiento controlado. Ser adaptable en el desarrollo de diferentes tipos de aplicaciones distribuidas. Proveer de herramientas que faciliten la creación de aplicaciones distribuidas.
15. Hardware Computadoras de alto rendimiento – más de 2 millones dólares, 148 megaflops. Supercomputadoras – más de 100 millones dólares, 280.600 gigaflops. Clusters de alto rendimiento – económico y escalable, 1.2 millones dólares, 350 gigaflops Clusters dedicados y no dedicados (computación zombi).
16. Middleware PVM Explota la heterogeneidad natural de las computadoras. Es portable. Detalles de paralelización de forma explícita. No es configurable por usuario. MPI Estándar definido para sistemas MPPs inicialmente. Es portable. Nodos de cómputo no pueden ser agregados o quitados de manera dinámica. No es interoperable.
17. BOINC Comparte poder computacional con muchas aplicaciones. Distribuye tareas entre los nodos del cluster. Arquitectura heterogénea. Seguro, tolerante a fallos, escalable. Configurable para usuarios. Código abierto.
18. Selección de las alternativas más apropiadas Cluster de alto rendimiento Económico, usa computadoras disponibles. No es dedicado. Fácil de construir. Middleware BOINC Alta escalabilidad. Independiente de la plataforma. Administra más de una aplicación distribuida. Permite una fácil configuración de nodos.
21. Diseño Lógico Servidor Divide el problema en unidades de trabajo (más pequeñas). Distribuye estas unidades entre un grupo de computadores. Administra el procesamiento. Analiza los resultados. Cliente Descarga aplicaciones distribuidas y unidades de trabajo. Procesa las unidades de trabajo mediante la aplicación distribuida. Muestra detalles del procesamiento. Envía los resultados al servidor.
22. Diseño físico El servidor se conecta a la red del CTI, posee una IP pública y un dominio registrado. Clientes se conectan al servidor a través de la red del CTI, del backbone de la ESPOL o Internet.
23. Diseño del servidor Base de datos. Servidor de tareas. Servidor de datos. Servidor Web. Utilidades y programas. Componentes propios de una aplicación.
24. Base de datos Almacena información relevante del sistema tales como clientes (nodos), unidades de trabajo, resultados, aplicaciones, entre otros.
25. Servidor de tareas Interactúa de manera directa con el cliente (primera comunicación). Asigna trabajo al cliente. Intercambia mensajes con el servidor de tareas, a través del protocolo HTTP, usando archivos XML como mensajes. Una descripción de trabajo que debe ser procesado. La ubicación del servidor de datos, en donde se almacenan los archivos de entrada y salida del procesamiento.
26. Servidor de datos Almacena tanto los archivos entrada y archivos de salida de la aplicación distribuida.
27. Componentes de una aplicación Son aquellos programas que ejecutan acciones de una aplicación distribuida en particular. Generar trabajo de cómputo. Verificar y validar los resultados de cómputo. Asimilar. Verificar.
28. Utilidades y programas Componentes propios del sistema que nos ayudan a administrar el sistema en su totalidad. Suministrar controles para inicializar, detener, reiniciar y verificar el estatus del servidor. Suministrar aplicaciones para facilitar la incorporación de aplicaciones distribuidas al sistema y archivos relacionados a ésta. Crear trabajo para ser procesado. Borrar los archivos que no son necesarios para prevenir errores por insuficiencia de espacio en el disco.
31. Diseño del cliente Encargado, entre otras cosas, de procesar las unidades de trabajo, y retornar al servidor los resultados computacionales obtenidos.
32. Núcleo del cliente Encargado de la comunicación con el servidor y llevar el control sobre el procesamiento que se está ejecutando en la estación cliente. Obtiene datos específicos de la estación de trabajo para ser enviados al servidor. Obtener las características generales. Rendimiento del CPU. Recursos disponibles. Inicia la aplicación distribuida para procesar trabajo, o la reinicia si fue suspendida. Suspende la aplicación distribuida. Inicia la transferencia de archivos. Elimina archivos si es necesario.
33. Núcleo del cliente Pide trabajo para procesar. Descarga las unidades de trabajo. Envía los resultados. Notifica el procesamiento. Pide más trabajo
34. Aplicación distribuida Encargada de procesar las unidades de trabajo provenientes del servidor de tareas. Utiliza los archivos de entrada. Genera archivos de salida.
35. Aplicación distribuida Módulo de procesamiento. Procesa las unidades de trabajo y retornar un resultado computacional. Módulo de presentación gráfica. Muestra información gráfica relevante al procesamiento.
36. Interfaz gráfica Encargada de hacer reiteradas llamadas al núcleo cliente para comenzar su ejecución, y llevar control sobre las acciones que éste se encuentre realizando en la estación de trabajo. Instalada en el cliente.
39. Instalación y configuración del servidor Sistema operativo Fedora Core 2. Agente de transporte de correo Sendmail. Servidor Web Apache II. PHP. Base de datos MySQL, PHPMySQL. Python, PyXML. Configuración del Firewall, permitir conexiones con el Internet a través de los puertos: 22 para ssh, 80 para htttp y 443 para https; conexiones locales con los puertos 3306 para MySQL y 21 para sendmail. IP pública 200.10.150.5 y dominio supercomp.cti.espol.edu.ec. Configurado para que salga la Internet a través de la red del CTI.
40. Instalación y configuración de BOINC Versión 3.04. Archivos fuentes compilados y luego instalados en el servidor. Se modificaron los archivos util.inc y countries.incde la carpeta html. Conectado a la red del CTI.
41. Instalación y configuración de los clientes Sistema cliente BOINC versión 3.05. El cliente fue instalado en cada una de las cinco computadoras cliente de prueba, tres máquinas de ellas pertenecientes al Centro de Tecnologías de Información (CTI) y dos máquinas particulares conectadas al Internet. Registro de clientes al sistema distribuido. Configuración de clientes para procesar las unidades de trabajo usando los ciclos ociosos.
43. Objetivos de la implementación Probar el funcionamiento del sistema. Evaluar el rendimiento y escalabilidad de nuestro sistema distribuido. Esta aplicación distribuida, además de ser paralelizable, debía buscar la solución a un problema de gran desafío computacional, el cual una computadora común no lo pueda realizar o le tome demasiado tiempo. Descifrado (desencriptación) de claves RSA
44. Descifrado de claves RSA Obtener una clave pública a través de una clave privada. Basado en la dificultad de factorizar un valor extremadamente grande (64, 128 dígitos, por ejemplo), generado por la multiplicación de dos números primos grandes. Según la Criba de Eratóstenes, los factores de un número n, para un número n = p x q tenemos que o bien p< o bien q <
45. Solución El objetivo general consiste en dividir raíz de n en rangos mucho más pequeños y manejables en términos de procesamiento, los cuales serán asignados a los clientes. A cada cliente se le asignará un rango de búsqueda diferente. El cliente realizará divisiones sucesivas sólo dentro de su rango asignado.
46. Generador de archivos de entrada Denominado rsasplitter. Divide raíz de n en rangos y genera los archivos de entrada para la aplicación. Estos archivos de entrada serán convertidos en unidades de trabajo.
47. Aplicación distribuida Denominada rsadecrypt. Lee un archivo de entrada. Busca un factor primo en el rango especificado en el archivo de entrada, usando el método de divisiones sucesivas (fuerza bruta). Se detiene si encontró el factor primo o si termino de buscar dentro del rango. Genera un resultado computacional.
48. Aplicación distribuida – Parte gráfica Muestra datos relevantes del procesamiento que le cliente esta realizando. Mostrado como protector de pantalla
51. Pruebas de funcionamiento Aplicación distribuida para descifrado de claves RSA, para encontrar los factores primos a partir del valor N de la clave pública. Se crearon los archivos de entrada para la aplicación distribuida -- rsasplitter
52. Datos para N = 12 dígitos Valor de N = 700933509247. Factor primo encontrado= 760531. Unidades de Trabajo creadas = 5.
53. Datos para N = 14 dígitos Valor de N = 37095613506571. Factor primo encontrado = 5393053. Unidades de Trabajo creadas = 5.
54. Pruebas de funcionamiento Se crean las plantillas tanto para las unidades de trabajo, como para los resultados. Se observa como cada cliente se comunicó con el servidor de tareas, descargó las unidades de trabajo e inició el procesamiento.
55. Resultados Se utilizó como parámetro el tiempo (en minutos) necesario para la obtención del factor primo del número N. Se incrementó de 1 a 5 el número de computadoras clientes para la distribución del procesamiento.
58. Resultados Los resultados reflejan la alta escalabilidad del sistema de procesamiento distribuido. Al incrementar el número de computadoras, se disminuye el tiempo en obtener el resultado. Tomar en consideración, que el número de unidades a ser creadas debe ser mayor o igual al número de clientes en el sistema.
59. No distribuido La ejecución se realizó en 5 distintas computadoras independientes
63. Conclusiones Es una alternativa efectiva dentro de la ESPOL, con costos de instalación y operación bajos, y resultados bastante aceptables. Puede superar en poder de procesamiento a sistemas de súper cómputo convencionales. Es altamente escalable. Protector de pantalla con muchos gráficos, hace que disminuya su capacidad de procesamiento.
64. Conclusiones La aceleración también depende del tiempo de comunicación con las estaciones. Se pueden aprovechar de manera efectiva los ciclos ociosos de las computadoras, logrando contribuir en la búsqueda de soluciones a grandes problemas de procesamiento.
65. Recomendaciones Promocionar a nivel interno y externo el servicio de computación distribuida desarrollado. Brindar cursos o talleres de la computación distribuida a los investigadores y profesores de la ESPOL. Promover a la comunidad científica de la ESPOL e investigadores externos, el desarrollo de aplicaciones distribuidas
