A Novel Compiler Support for Automatic Parallelization on Multicore Systems

[Abstract] The widespread use of multicore processors is not a consequence of significant advances in parallel programming. In contrast, multicore processors arise due to the complexity of building power-efficient, high-clock-rate, single-core chips. Automatic parallelization of sequential applications is the ideal solution for making parallel programming as easy as writing programs for sequential computers. However, automatic parallelization remains a grand challenge due to its need for complex program analysis and the existence of unknowns during compilation. This paper proposes a new method for converting a sequential application into a parallel counterpart that can be executed on current multicore processors. It hinges on an intermediate representation based on the concept of domain-independent kernel (e.g., assignment, reduction, recurrence). Such kernel-centric view hides the complexity of the implementation details, enabling the construction of the parallel version even when the source code of the sequential application contains different syntactic variations of the computations (e.g., pointers, arrays, complex control flows). Experiments that evaluate the effectiveness and performance of our approach with respect to state-of-the-art compilers are also presented. The benchmark suite consists of synthetic codes that represent common domain-independent kernels, dense/sparse linear algebra and image processing routines, and full-scale applications from SPEC CPU2000.[Resumen] El uso generalizado de procesadores multinúcleo no es consecuencia de avances significativos en programación paralela. Por el contrario, los procesadores multinúcleo surgen debido a la complejidad de construir chips mononúcleo que sean eficiente energéticamente y tengan altas velocidades de reloj. La paralelización automática de aplicaciones secuenciales es la solución ideal para hacer la programación paralela tan fácil como escribir programas para ordenadores secuenciales. Sin embargo, la paralelización automática continua a ser un gran reto debido a su necesidad de complejos análisis del programa y la existencia de incógnitas durante la compilación. Este artículo propone un nuevo método para convertir una aplicación secuencial en su contrapartida paralela que pueda ser ejecutada en los procesadores multinúcleo actuales. Este método depende de una representación intermedia basada en el concepto de núcleos independientes del dominio (p. ej., asignación, reducción, recurrencia). Esta visión centrada en núcleos oculta la complejidad de los detalles de implementación, permitiendo la construcción de la versión paralela incluso cuando el código fuente de la aplicación secuencial contiene diferentes variantes de las computaciones (p. ej., punteros, arrays, flujos de control complejos). Se presentan experimentos que evalúan la efectividad y el rendimiento de nuestra aproximación con respecto al estado del arte. La serie programas de prueba consiste en códigos sintéticos que representan núcleos independientes del dominio comunes, rutinas de álgebra lineal densa/dispersa y de procesamiento de imagen, y aplicaciones completas del SPEC CPU2000.[Resumo] O uso xeralizado de procesadores multinúcleo non é consecuencia de avances significativos en programación paralela. Pola contra, os procesadores multinúcleo xurden debido á complexidade de construir chips mononúcleo que sexan eficientes enerxéticamente e teñan altas velocidades de reloxo. A paralelización automática de aplicacións secuenciais é a solución ideal para facer a programación paralela tan sinxela como escribir programas para ordenadores secuenciais. Sen embargo, a paralelización automática continua a ser un gran reto debido a súa necesidade de complexas análises do programa e a existencia de incógnitas durante a compilación. Este artigo propón un novo método para convertir unha aplicación secuencias na súa contrapartida paralela que poida ser executada nos procesadores multinúcleo actuais. Este método depende dunha representación intermedia baseada no concepto dos núcleos independentes do dominio (p. ex., asignación, reducción, recurrencia). Esta visión centrada en núcleos oculta a complexidade dos detalles de implementación, permitindo a construcción da versión paralela incluso cando o código fonte da aplicación secuencial contén diferentes variantes das computacións (p. ex., punteiros, arrays, fluxos de control complejo). Preséntanse experimentos que evalúan a efectividade e o rendemento da nosa aproximación con respecto ao estado da arte. A serie de programas de proba consiste en códigos sintéticos que representan núcleos independentes do dominio comunes, rutinas de álxebra lineal densa/dispersa e de procesamento de imaxe, e aplicacións completas do SPEC CPU2000.Ministerio de Economía y Competitividad; TIN2010-16735Ministerio de Educación y Cultura; AP2008-0101

Estándares en tecnologías de la información y la comunicación para la formación inicial docente: situación actual y el caso chileno.

Actualmente, existe la necesidad creciente de que todos los docentes, ya sea los que están en ejercicio como aquellos que ingresarán al sistema escolar, estén en condiciones de aprovechar los diferentes recursos tecnológicos para incorporarlos en forma efectiva en su práctica profesional. Por ello, levantar unos estándares en estas materias permitirá orientar y mejorar la forma en que los recursos tecnológicos son incorporados a la docencia. Este artículo tiene como objetivo, describir el estado del arte respecto a estándares TIC para la formación inicial de los docentes y relevar los estándares existentes en Chile. En el marco teórico, se presenta el concepto de estándar y la revisión bibliográfica de estándares TIC en la formación docente. Para su elaboración se buscaron, sistematizaron y analizaron las principales iniciativas desarrolladas a nivel internacional considerando la experiencia Norteamericana, Europea y Latinoamericana. Finalmente, se presenta 'los estándares' existentes en Chile en dos modalidades: Red Enlaces, que se desprende de la capacitación que se imparte a través de la Red de Asistencia Técnica de Enlaces (RATE) y los programas de formación docente de alguna de las Universidades Públicas del país

Locality-Aware Automatic Parallelization for GPGPU with OpenHMPP Directives

This is a post-peer-review, pre-copyedit version of an article published in International Journal of Parallel Programming. The final authenticated version is available online at: https://doi.org/10.1007/s10766-015-0362-9[Abstract] The use of GPUs for general purpose computation has increased dramatically in the past years due to the rising demands of computing power and their tremendous computing capacity at low cost. Hence, new programming models have been developed to integrate these accelerators with high-level programming languages, giving place to heterogeneous computing systems. Unfortunately, this heterogeneity is also exposed to the programmer complicating its exploitation. This paper presents a new technique to automatically rewrite sequential programs into a parallel counterpart targeting GPU-based heterogeneous systems. The original source code is analyzed through domain-independent computational kernels, which hide the complexity of the implementation details by presenting a non-statement-based, high-level, hierarchical representation of the application. Next, a locality-aware technique based on standard compiler transformations is applied to the original code through OpenHMPP directives. Two representative case studies from scientific applications have been selected: the three-dimensional discrete convolution and the simple-precision general matrix multiplication. The effectiveness of our technique is corroborated by a performance evaluation on NVIDIA GPUs.Ministerio de Economía y Competitividad; TIN2010-16735Ministerio de Economía y Competitividad; TIN2013-42148-PGalicia, Consellería de Cultura, Educación e Ordenación Universitaria; GRC2013-055Ministerio de Educación; AP2008-0101

Lab- and pilot-scale photo-biofilter performance with algal–bacterial beads in a recirculation aquaculture system for rearing rainbow trout

Industrial aquaculture has proliferated due to increased world demand for fish and seafood. Aerobic bacterial biofilters typically perform the nitrogen abatement of wastewater. Recirculation aquaculture systems (RAS) require nitrifying microorganisms developed in the biofilter. Despite the advantages of these biofilters, there are disadvantages, such as the time needed to mature, decrease in oxygen concentration, accumulation of organic matter and difficulty of backflushing, among others. On the other hand, microalgae effectively eliminate nutrients-pollutants, consuming inorganic carbon, nitrogen, and phosphorus and balancing soluble oxygen, conditions not attributable to nitrifying biofilters. The current study used a photo-biofilter to determine the depuration capacity of an immobilized co-culture of microalga Tetradesmus dimorphus and nitrifying bacteria isolated from a Salmon RAS. Bacteria frorm genera Flavobacterium, Microbacterium, Raoultella, Sphingobacterium, and Pseudomonas were identified. Biofilters were tested in sequential batch (lab-scale; 2.85 L) and continuous mode (pilot-plant scale; 120 L) attached to a RAS system for rearing rainbow trout. The algal–bacterial community structure was studied using 16S rRNA gene sequencing. Results showed that at typical loading rates, the algal–bacterial community could simultaneously remove ammonium, total ammonium nitrogen (TAN), nitrate and phosphate. Moreover, the system evaluated removed TAN daily, at an average of 1.18 kg per m3 of beads

El transporte urbano sostenible: revisión de las medidas implantadas en las ciudades españolas integradas en la iniciativa CIVITAS. Comparación con las medidas establecidas en la ciudad de Madrid

El presente trabajo pretende ofrecer una aproximación sobre el panorama que presenta España en materia de transporte urbano sostenible. En primer lugar, hemos partido como base de nuestro estudio, de las directrices sobre movilidad urbana sostenible, que la Comisión Europea plantea a través de la Comunicación de 25 de septiembre de 2007, COM(2007) 551 FINAL “Libro Verde: Hacia una nueva cultura de la movilidad urbana” donde plantea una estrategia común a seguir por los países miembros a fin de resolver cinco grandes grupos de problemas que afectan a una movilidad urbana sostenible en el ámbito de las ciudades europeas. En segundo lugar, y considerando la premisa fundamental que plantea el Libro Verde respecto a que cualquier estrategia en esta materia sólo tendrá éxito si se adoptan y aplican una medidas concretas por parte de las autoridades locales, hemos centrado nuestro estudio en el análisis de las medidas propuestas por la Unión Europea en materia de transporte urbano sostenible, materializada en la iniciativa CIVITAS. Dentro de este programa y participando en distintas convocatorias, se encuentran ciudades españolas como Barcelona, Burgos, Vitoria-Gasteiz y Donostia-San Sebastián sobre las que hemos efectuado un estudio particularizado de las medidas en materia de transporte urbano sostenible que nos permita apreciar la situación actual en el ámbito nacional para las ciudades participantes. Por último, centrando nuestra atención en la ciudad de Madrid y teniendo en cuenta que recientemente se ha publicado el “Primer informe de estado de la movilidad de la ciudad de Madrid” (23 de febrero de 2009) para el periodo 2006-2008, hemos efectuado un análisis de las medidas implantadas de acuerdo a los indicadores generales y sectoriales que afectan al transporte urbano sostenible, con el objeto de comparar la situación actual que presenta el transporte urbano madrileño respecto a las medidas llevadas a cabo por parte de las ciudades españolas que se han acogido a las distintas iniciativas CIVITAS. Nuestro trabajo se ha centrado exclusivamente en el estudio de las medidas instauradas en proyectos de la iniciativa CIVITAS, así como de las establecidas en el Ayuntamiento de Madrid, sin considerar el problema de su financiación, cuestión que analizaremos en futuros trabajos.This paper aims to provide an approximation of the picture that presents Spain as regards urban transport systems. First, we start as the basis of our study of the guidelines for sustainable urban mobility, published by the European Commission like “Green Paper: Towards a new culture of urban mobility "which poses a common strategy to be followed by member countries to resolve five major groups of problems that affect sustainable urban mobility in European cities. Secondly, considering the basic premise is that the Green Paper with regard to any strategy in this area will only be successful if they adopt and implement a concrete action by the local authorities; we have focused our study on analysis of measures proposed by the European Union on sustainable urban transport, materialized in the CIVITAS initiative. Within this program and participating in various calls are Spanish cities like Barcelona, Burgos, Vitoria-Gasteiz and San Sebastian on which we made a study of the particularized measures regarding urban transport systems to enable us to assess the situation present at the national level for the participating cities. Finally, by focusing our attention on the city and taking into account recent has published the "First report of status of mobility in the city of Madrid" for the period 2006-2008, we conducted an analysis of the measures implemented under the overall and sectorial impact sustainable urban transport, in order to compare the current situation shows that urban transport of Madrid regard to measures taken by the Spanish cities that have benefited from various initiatives CIVITAS

Control strategies based on symmetrical components for grid-connected converters under voltage dips

Low-voltage ride-through (LVRT) requirements demand wind-power plants to remain connected to the network in presence of grid-voltage dips. Most dips present positive-, negative-, and zero-sequence components. Hence, regulators based on symmetrical components are well suited to control gridconnected converters. A neutral-point-clamped topology has been considered as an active front end of a distributed power-generation system, following the trend of increasing power and voltage levels in wind-power systems. Three different current controllers based on symmetrical components and linear quadratic regulator have been considered. The performance of each controller is evaluated on LVRT requirement fulfillment, grid-current balancing, maximum grid-current value control, and oscillating power flow. Simulation and experimental results show that all three controllers meet LVRT requirements, although different system performance is found for each control approach. Therefore, controller selection depends on the system constraints and the type of preferred performance features.Peer ReviewedPostprint (published version

Quantification of SPIO using T2* and phase imaging

Proceeding of: 17th Scientific Meeting, International Society for Magnetic Resonance in Medicine, 18-24 April, 2009, Honolulu, Hawai, USAPublicad

Producing Urban Aerobiological Risk Map for Cupressaceae Family in the SW Iberian Peninsula from LiDAR Technology

Given the rise in the global population and the consequently high levels of pollution, urban green areas, such as those that include plants in the Cupressaceae family, are suitable to reduce the pollution levels, improving the air quality. However, some species with ornamental value are also very allergenic species whose planting should be regulated and their pollen production reduced by suitable pruning. The Aerobiological Index to create Risk maps for Ornamental Trees (AIROT), in its previous version, already included parameters that other indexes did not consider, such as the width of the streets, the height of buildings and the geographical characteristics of cities. It can be considered by working with LiDAR (Light Detection and Ranging) data from five urban areas, which were used to create the DEM and DSM (digital elevation and surface models) needed to create one of the parameters. Pollen production is proposed as a parameter (α) based on characteristics and uses in the forms of hedges or trees that will be incorporated into the index. It will allow the comparison of different species for the evaluation of the pruning effect when aerobiological risks are established