Definición del Área Temática
Nuestro grupo ha decidido explorar e investigar en el área de resolución de computación numérica de problemas de electromagnetismo mediante uso de software libre, decidimos investigar en esta área porque cubre varias puntos de interés de nuestro grupo primero desarrollar respuestas a problemas mediante el uso de software libre profesionalmente de interés para nosotros, obtener experiencia de uso de software libre en aplicaciones y resolución de problemas de electromagnetismo y finalmente y no por eso menos importante ser congruentes con la política del Gobierno ecuatoriano en su decreto 1014 de fomentar el uso del software libre como una política de Gobierno y de Estado, integrando estos elementos como una experiencia a nuestro tópico de graduación.
Identificación y Enlistado de Problemas en el área
En la actualidad los sistemas de información y en general todas las herramientas tecnológicas son de mucha importancia para el desarrollo de las operaciones de las organizaciones e instituciones y aun con el avance de los sistemas tecnológicos, aumento de velocidad de procesamiento e incremento de capacidad de almacenamiento existen problemas que exceden dichas capacidades o los precios que deberíamos pagar para tener dichos beneficios y resolver problemas es aún muy alto.
El área del electromagnetismo es una de aquellas en el cual la complejidad de resolución de sus problemas hace necesario sistemas de mayor capacidad de procesamiento que muchas veces por la falta de recursos no están disponibles para todas las organizaciones.
La Escuela Politécnica del Litoral pese a contar con laboratorios informáticos como de telecomunicaciones o electricidad, con herramientas actualizadas, dichos equipos no nos permiten utilizar herramientas disponibles en la actualidad para ilustrar de mejor forma las enseñanzas que son recibidas en las aulas de clases en el área de problemas de electromagnetismo.
En el mercado podemos encontrar software ilustrativos que permiten resolución de problemas de este tipo pero debido a su precio no son accesibles para todos, o en caso de ser implementados proveen una solución que consume recursos informáticos de tal magnitud que funcionando bajo un computador de características actuales muchas veces necesita un considerable tiempo de computación.
Clústeres o conjunto de computadoras de características similares trabajando en conjunto mediante la ayuda de un paquete de software que le permite trabajar como una sola fue una tecnología que nace por los años 60 pero que tiene mucha vigencia para utilizar recursos tan comunes como una computadora personal que trabaje en conjunto con otras para obtener el rendimiento que nos podría proporcionar una computadora de iguales características pero muchísimo mayor precio.
Bajo estas premisas cual hemos decidido diseñar una solución de clústeres bajo software libre para resolver problemas de electromagnetismo.
Tipo de Propuesta
Implementación de un clúster de computadoras, para la resolución de problemas ecuaciones de Maxwell en el área de electroóptica.
Características técnicas del prototipo
Se implementará un clúster de computadores similares, bajo el ambiente Debían, en la arquitectura necesaria para un clúster de computadoras paralelas.
El clúster tiene la finalidad de potenciar la capacidad de procesamiento de una simple computadora, gracias a su arquitectura, así como al software paralelo a utilizar conocido como MIP, que permitirá administrar los recursos de cada computadora de manera adecuada en forma simultánea. De esta forma, podemos implementar una simulación bajo el software "MEEP" para la resolución de ecuaciones de Maxwell. El software "MEEP", desarrollado por la MIT, utiliza el algoritmo FDTD.
Se utilizará cronómetro para comprobar que varias computadoras dentro del clúster podrán resolver el problema más rápidamente que una sola computadora.
Para la implementación de esta simulación se trabajan 2 etapas: la implementación del clúster y la simulación de ecuaciones de Maxwell.
Implementación del clúster:
3 computadoras con especificaciones de hardware similares, sin requerimiento mínimo alguno.
Switch administrable.
Cable Ethernet.
Monitor, teclado y mouse para una sola computadora.
Configuración de MIP para la computación paralela.
Simulación de ecuaciones de Maxwell:
Utilización del software MEEP para la resolución de ecuaciones de Maxwell.
Medición de duración de procesamiento bajo varios ambientes
Listado de actividades a realizar
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Actividad
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Fecha Límite |
Resultados |
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Investigación sobre tipo de clústeres |
27-DIC-09 |
Decisión de tipo de alternativa más adecuada para el desarrollo del proyecto
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Investigación sobre sistemas operativos para clústeres |
03-ENE-10 |
Reporte de sistemas operativos para implementación de clústeres
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Definición del tipo de configuración del sistema operativo |
06-ENE-10 |
Configuración correcta del sistema operativo a ser instalado
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Instalación de sistema operativo en las maquinas |
08-ENE-10 |
Sistema operativo adecuado instalado en las maquinas
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Investigación sobre proceso de instalación de clústeres |
15-ENE-10 |
Software adecuado para la operatividad de nuestro clúster
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Implementación de un clúster para desarrollo del proyecto |
18-ENE-10 |
Clúster operativo y funcionado. |
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Estudio de software para resolución de problemas de EM para fibras ópticas |
28-ENE-10 |
Reporte de software a ser implementado en nuestro clúster
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Implementación del software en un computador y en clúster |
01-MAR-10 |
Software implementado en un computador y en el clúster.
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Estudio de métricas para procesamiento de software |
05-MAR-10 |
Métricas adecuadas para evaluar el rendimiento de nuestro clúster
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Métrica de software bajo un computador simple |
08-MAR-10 |
Medida de rendimiento de software en un computador
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Conclusiones y Recomendaciones |
10-MAR-10 |
Trabajo concluido métricas finalizadas y conclusiones desarrolladas
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Referencias
Rafael Correa Delgado, decreto 1014 10 Abril 2008 Software Libre pasa a ser una política de Estado para ser adoptado por todas las entidades.
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