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El objetivo general es realizar investigación y desarrollo en algoritmos paralelos sobre arquitecturas basadas en GPU (Unidad de Procesamiento Gráfico o Graphic Processing Unit). En particular, estudiar y desarrollar un algoritmo de Alta Demanda Computacional, como lo es el problema de los N Cuerpos, en las plataformas Cluster de GPU y MultiGPU. Se busca comparar performance y consumo energético, a fin de obtener conclusiones respecto de la conveniencia de las soluciones en relación fundamentalmente al tiempo de ejecución y consumo energético. Por esto, se estudiarán conceptos básicos de la física, tales como la corriente eléctrica, unidades de medida y equipos de medición. Además, se investigarán los conceptos de Green Computing y eficiencia energética.

Existen modelos tutoriales en donde es muy fuerte la interacción de los alumnos con los materiales y los contenidos, en el que se da mucha importancia a los contenidos. En otros modelos es más relevante la interacción de los alumnos con su tutor puesto que es el que acompaña siempre, conoce mejor a sus alumnos y sabe cómo bajarle la información que está en los materiales. Finalmente también se tiene tutorías en donde la interacción es intencionada desde los alumnos con sus pares, especialmente en aquellos donde la actuación del tutor es fuertemente constructivista y sociocultural. Holmberg op cit (1985) calificó la interacción entre docentes y estudiantes como conversación didáctica guiada. En ella consideraba una comunicación no contigua apuntalada por una comunicación simulada a través de la interacción del estudiante con los materiales de estudio y una comunicación real a través de la interacción escrita y/o telefónica. Puede observarse que existen dos comunicaciones no contiguas, una que está sostenida por una comunicación simulada del alumno con los contenidos y una segunda comunicación sea escrita o verbal entre el estudiante y los demás sujetos intervinientes. Se confluye así en la propuesta teórica integradora de García Aretio (1999) del diálogo didáctico mediado entre la institución y los estudiantes en la que se producen las dos comunicaciones no contiguas mencionadas: El diálogo simulado: por medio de los materiales de estudio el cual favorece el aprendizaje flexible y el autoestudio, tiene solo la vía asincrónica pues no pueden coincidir en el tiempo la producción del mensaje o del contenido con la respuesta del receptor. El diálogo real: por medio de las vías de comunicación. Este promueve el refuerzo del aprendizaje sea por el aprendizaje guiado o por la enseñanza tutelada. Este puede ser sincrónico: teléfono, chat, pizarra electrónica, videoconferencia, etc. Y puede ser asincrónico: foro, correo electrónico o mensajería, cartelera de novedades, etc. Se focaliza unicamente en la utilización de herramientas asincrónicas.

En el siguiente documento se presenta en un primer momento una recopilación de información relacionada con los conceptos dados por distintos autores sobre pensamiento computacional, conceptos que luego se contrastan para identificar aspectos comunes y particulares de los mismos, de allí se elige una definición como base para realizar el análisis de diversas propuestas de integración de las TIC. Del mismo modo se hace un acercamiento a los conocimientos, habilidades y actitudes relacionadas con el pensamiento computacional descritas por varios autores y organizaciones vinculadas al sector educativo, que sirvieron para generar criterios para el análisis de las propuestas encontradas. Para continuar se toman las experiencias encontradas alrededor de Iberoamérica relacionadas con la enseñanza de la programación o temas a fines, se analizan teniendo en cuenta los criterios antes mencionados y se siguen unos parámetros que permite describir de manera uniforme las experiencias seleccionadas. Por último, se describen los resultados encontrados en el análisis realizado, para luego exponer las conclusiones y de allí definir los trabajos que se pueden realizar a futuro teniendo en cuenta la investigación realizada.

El objetivo principal es realizar un análisis y evaluación de distintas herramientas informáticas que permitan complementar las actividades educativas y cognitivas en niños diagnosticados dentro del TEA. Asimismo, se estudian distintas formas (encuestas, cuestionarios y variables psicopedagógicas relevantes) para poder evaluar la implementación de dichas herramientas y, finalmente, se describen los principios que se deben tener en cuenta para el desarrollo de actividades que se utilicen como adición en lo educativo y cognitivo en tratamientos del TEA. Todo el estudio hace hincapié en aquellas herramientas basadas en video juegos que hacen uso de las interfaces gestuales como eje principal. El trabajo incluye: - Investigación y análisis de trabajos relacionados sobre la implementación de software para niños que padecen TEA. - Relevamiento de distintas formas (encuestas, cuestionarios y variables psicopedagógicas relevantes) para poder evaluar la implementación de dichas herramientas. - Definición de los principios que se deben tener en cuenta para el desarrollo de actividades que se utilicen como adición en lo educativo y cognitivo en tratamientos del TEA. - Análisis y evaluación de distintas herramientas informáticas que permitan complementar las actividades educativas y cognitivas en niños diagnosticados dentro del TEA.

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.

Debido a que el tema de los patrones de paralelismo está aún en desarrollo, es de esperar que a partir del presente estudio surjan fundamentos que motiven cambios en los actuales patrones, los cuales podrían ser particularizados, ampliados, reducidos o modificados para adecuarse al tipo de aplicaciones bajo consideración, por lo que otro objetivo de la tesis es brindar un aporte sobre los elementos que deberían ser tenidos en cuenta a la hora de desarrollar patrones específicos para las aplicaciones bajo estudio; en particular, un tema de vital importancia es la eficiencia en el uso de los recursos computacionales, ya que de nada sirve paralelizar una aplicación y que su performance no se vea mejorada acorde a los recursos de hardware utilizados, por lo que patrones de paralelismo específicos al dominio bajo estudio deberían tener en cuenta algún tipo de indicación al respecto de la eficiencia. El alcance y pertinencia de los patrones de paralelismo presentados en este trabajo, ha sido corroborado sobre algunos algoritmos de cómputo científico mediante la realización de experimentos específicos, los cuales consistieron en la ejecución de programas que resulten de la aplicación de distintos patrones a cada uno de los algoritmos elegidos como ”testbed“. Sus resultados, que son presentados en el capítulo 4, permitieron constatar el alcance de la aplicación de los patrones sobre el nivel de rendimiento obtenido. Como consecuencia de la realización de estas experimentaciones buscando mejorar los resultados de los algoritmos paralelos, surgió un aporte adicional de la tesis, el cual es la presentación de un nuevo patrón de paralelismo, en una versión preliminar, el cual ha sido denominado ”Partial Computing Pattern“, debido a que busca optimizar los cómputos en paralelo aprovechando la disponibilidad de datos parciales en tiempos inactivos de los procesadores.

La caracterización del tráfico en un servidor proxy en un servicio de redes es una ayuda en la determinación de parámetros de almacenamiento, la capacidad destinada a ese efecto y la necesidad de estudios de simulación. El caché a nivel local, o también llamado replicación, ayuda pero no alcanza en promedio al 16% del total de solicitudes, con lo que la mayoría de ellas deben ser completadas con solicitudes a los servidores originales. En este trabajo se han realizado las observaciones y mediciones sobre cuatro servidores proxy cooperando entre ellos, que se encuentran actualmente en operación en la Universidad de Karlsruhe, República Federal de Alemania. La información obtenida desde los archivos en los servidores instalados en los puntos de acceso de la red los cuales trabajan en forma transparente. Se ha hecho un estudio comparativo de los rendimientos de cooperación obtenida y los beneficios sobre la red y los usuarios. Si bien este servicio no es considerado primordial en la UKA, debido al ancho de banda que disponen, el estudio es pertinente para relacionarlos con implementaciones en nuestras Universidades Nacionales consideradas chicas, que deben considerar todos y cada uno de los métodos para optimizar el recurso más escaso al realizar el estudio, el ancho de banda.

En esta investigación se realizó una revisión del estado del arte de una Red de Sensores Inalámbricos basada en el estándar IEEE 802.15.4 y su operación a través de la tecnología Zigbee, así como también el estudio de las comunicaciones M2M mediante los protocolos de publicación/suscripción MQTT-SN y CoAP. Proponiendo la construcción de un escenario de pruebas para la implementación de estos protocolos, con el fin de realizar un análisis de rendimiento en su operación con la WSN mediante la medición de consumo de ancho de banda, tasa de entrega y pérdida de publicaciones dentro de la red. Finalmente, se expone los resultados obtenidos a través del análisis de cada protocolo mediante gráficos con sus correspondientes discusiones y conclusiones principales del trabajo.

El objetivo general de este trabajo es mostrar la aceleración en el tiempo de cómputo que se obtiene al paralelizar el algoritmo de diagonalización de matrices simétricas por el método de Jacobi, de forma de aprovechar el paralelismo a nivel de thread que provee la arquitectura multicore actual. Los temas a abordar abarcan el análisis del problema, el estudio de distintas implementaciones del algoritmo secuencial y optimizaciones posibles, la adaptación de dicho algoritmo para hacer uso de una implementación de la API BLAS (Basic Linear Algebra Subprograms) optimizada para la arquitectura subyacente, y la implementación de un algoritmo paralelo utilizando la herramienta de programación sobre memoria compartida OpenMP. El método de Jacobi para diagonalizar matrices simétricas tiene aplicaciones en áreas como biometría, visión artificial, procesamiento digital de señales, entre otros. A medida que el volumen de datos de entrada se incrementa, la cantidad de tiempo requerido para el cómputo aumenta en forma significativa. La combinación de librerías de álgebra lineal optimizadas para la arquitectura subyacente, junto con la potencia que brinda un multicore y una herramienta adecuada de programación paralela para dicha arquitectura permitirá reducir el tiempo de ejecución. Este trabajo pretende aportar un análisis del rendimiento (speed up, eficiencia) obtenido por el algoritmo paralelo propuesto sobre una arquitectura multicore, a medida que se incrementa el volumen de datos de entrada (tamaño de la matriz) y al aumentar la cantidad de threads/cores.

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.