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Reactive and proactive approaches for introspective CBR

  • Mülâyim, Mehmet Oguz
  • Arcos Rossell, Josep Lluís
  • Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Ciències de la Computació
  • Universitat Autònoma de Barcelona. Escola d'Enginyeria
This work investigates applying introspective reasoning to improve the performance of Case-Based Reasoning (CBR) systems, in both reactive and proactive fashion, by guiding learning to improve how a CBR system applies its cases and by identifying possible future system deficiencies. First we present our reactive approach, a new introspective reasoning model which enables CBR systems to autonomously learn to improve multiple facets of their reasoning processes in response to poor quality solutions. We illustrate our model's benefits with experimental results from tests in an industrial design application. Then as for our proactive approach, we introduce a novel method for identifying regions in a case-base where the system gives low confidence solutions to possible future problems. Experimentation is provided for Zoology and Robo-Soccer domains and we argue how encountered regions of dubiosity help us to analyze the case-bases of a given CBR system.
Proyecto:


Increasing the scalability and the speedup of a fish school distributed simulator

  • Dalforno, Christianne
  • Suppi Boldrito, Remo
  • Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Arquitectura de Computadors i Sistemes Operatius
  • Universitat Autònoma de Barcelona. Escola d'Enginyeria
El present treball fa un anàlisi i desenvolupament sobre les millores en la velocitat i en l'escalabilitat d'un simulador distribuït de grups de peixos. Aquests resultats s'han obtingut fent servir una nova estratègia de comunicació per als processos lògics (LPs) i canvis en l'algoritme de selecció de veïns que s'aplica a cadascun dels peixos en cada pas de simulació. L'idea proposada permet que cada procés lògic anticipi futures necessitats de dades pels seus veïns reduint el temps de comunicació al limitar la quantitat de missatges intercanviats entre els LPs. El nou algoritme de selecció dels veïns es va desenvolupar amb l'objectiu d'evitar treball innecessari permetent la disminució de les instruccions executades en cada pas de simulació i per cadascun del peixos simulats reduint de forma significativa el temps de simulació., In this work we presented improvements in the speedup and scalability of a distributed fish school simulator. These results were achieved using a new communication strategy for logical processes (LPs) and changing the algorithm of neighbors selection that is applied to each fish in each simulation step. In the proposed approach each sender processes anticipates future data needs by its neighborhoods. That strategy reduces communication time by limiting the quantity of messages interchanged among LPs. The new neighbors selection algorithm was developed with the aim of avoiding unnecessary work. Diminishing the instructions executed by each fish been simulated in each simulation step helped to reduce a lot the simulation time.
Proyecto:


Sistema adaptativo para la predicción de incendios forestales basado en estrategias estadístico-evolutivas

  • Rodríguez Aseretto, Roque Darío
  • Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Arquitectura de Computadors i Sistemes Operatius
  • Universitat Autònoma de Barcelona. Escola d'Enginyeria
Es proposa mètodes per a millorar la qualitat de predicció d'Incendis forestals per mitjà de combinació d'estratègies basades en guia de dades. Els simuladors de foc són implementacions de models físics i matemàtics que són abstraccions de la realitat i per a funcionar necessiten paràmetres difícils de mesurar i/o amb un comportament dinàmic en el temps. Utilitzant Còmput d'Altes Prestacions apliquem algorismes evolutius reduint l'espai de cerca dels valors que posteriorment s'integren en un conjunt de possibilitats. Els resultats presenten adaptació al canvi de condicions de l'incendi que serveix de base per a generar una aplicación de temps real., Se propone métodos para mejorar la calidad de predicción de Incendios forestales por medio de combinación de estrategias basadas en guía de datos. Los simuladores de fuego son implementaciones de modelos físicos y matemáticos que son abstracciones de la realidad y para funcionar necesitan parámetros difíciles de medir y/o con un comportamiento dinámico en el tiempo. Utilizando Cómputo de Altas Prestaciones aplicamos algoritmo evolutivo reduciendo el espacio de búsqueda de los valores que posteriormente se integra en un conjunto de posibilidades. Los resultados presentan adaptación al cambio de condiciones del incendio que sienta base para generar una aplicación tiempo real.
Proyecto:


Predicción de incendios forestales basada en algoritmos evolutivos guiados por los datos

  • Denham, Mónica Malén
  • Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Arquitectura de Computadors i Sistemes Operatius
  • Universitat Autònoma de Barcelona. Escola d'Enginyeria
En este trabajo se propone un método para mejorar la predicción de la propagación de incendios forestales. En la actualidad existen diversos simuladores de comportamiento del fuego los cuales utilizan diversos parámetros de entrada. Estos parámetros de entrada suelen ser una fuente de imprecisión dada la dificultad que resulta disponer de sus valores reales. Este trabajo intenta mejorar las predicciones mediante la mejora de la precisión de los parámetros de entrada. Se utiliza un algoritmo genético guiado utilizando conocimiento disponible. Los resultados observados demuestran que utilizar conocimiento mejora la precisión de las predicciones y acelera dicho proceso., En aquest treball es proposa un mètode per a millorar la predicció de la propagació d'incendis forestals. En l'actualitat existeixen diversos simuladors de comportament del foc els quals utilitzen diversos paràmetres d'entrada. Aquests paràmetres d'entrada solen ser una font de imprecisió donat la dificultat que representa disposar dels seus valors reals. Aquest treball intenta millorar les prediccions mitjançant la millora de la precisió dels paràmetres d'entrada. S'utilitza un algorisme genètic guiat utilitzant coneixement disponible. Els resultats observats demostren que utilitzar coneixement millora la precisió de les prediccions i accelera aquest procés.
Proyecto:


Planificación de aplicaciones best-effort y soft real-time en NOWs

  • García Gutiérrez, José Ramón
  • Hernández Budé, Porfidio
  • Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Arquitectura de Computadors i Sistemes Operatius
  • Universitat Autònoma de Barcelona. Escola d'Enginyeria
La aparición de nuevos tipos de aplicaciones, como vídeo bajo demanda, realidad virtual y videoconferencias entre otras, caracterizadas por la necesidad de cumplir sus deadlines. Este tipo de aplicaciones, han sido denominadas en la literatura aplicaciones soft-real time (SRT) periódicas. Este trabajo se centra en el problema de la planificación temporal de este nuevo tipo de aplicaciones en clusters no dedicados., L'aparició de nous tipus d'aplicacions, com vídeo sota demanda, realitat virtual i videoconferències entre unes altres, caracteritzades per la necessitat de complir les seves deadlines. Aquest tipus d'aplicacions, han estat denominades en la literatura aplicacions soft-real time (SRT) periòdiques. Aquest treball es centra en el problema de la planificació temporal d'aquest nou tipus d'aplicacions en clusters no dedicats.
Proyecto:


RADIC II : a fault tolerant architecture with flexible dynamic redundancy

  • Santos, Guna Alexander Silva dos
  • Rexachs del Rosario, Dolores Isabel
  • Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Arquitectura de Computadors i Sistemes Operatius
  • Universitat Autònoma de Barcelona. Escola d'Enginyeria
The demand for computational power has been leading the improvement of the High Performance Computing (HPC) area, generally represented by the use of distributed systems like clusters of computers running parallel applications. In this area, fault tolerance plays an important role in order to provide high availability isolating the application from the faults effects. Performance and availability form an undissociable binomial for some kind of applications. Therefore, the fault tolerant solutions must take into consideration these two constraints when it has been designed. In this dissertation, we present a few side-effects that some fault tolerant solutions may presents when recovering a failed process. These effects may causes degradation of the system, affecting mainly the overall performance and availability. We introduce RADIC-II, a fault tolerant architecture for message passing based on RADIC (Redundant Array of Distributed Independent Fault Tolerance Controllers) architecture. RADIC-II keeps as maximum as possible the RADIC features of transparency, decentralization, flexibility and scalability, incorporating a flexible dynamic redundancy feature, allowing to mitigate or to avoid some recovery side-effects., La demanda de computadores más veloces ha provocado el incremento del área de computación de altas prestaciones, generalmente representado por el uso de sistemas distribuidos como los clusters de computadores ejecutando aplicaciones paralelas. En esta área, la tolerancia a fallos juega un papel muy importante a la hora de proveer alta disponibilidad, aislando los efectos causados por los fallos. Prestaciones y disponibilidad componen un binomio indisociable para algunos tipos de aplicaciones. Por eso, las soluciones de tolerancia a fallos deben tener en consideración estas dos restricciones desde el momento de su diseño. En esta disertación, presentamos algunos efectos colaterales que se puede presentar en ciertas soluciones tolerantes a fallos cuando recuperan un proceso fallado. Estos efectos pueden causar una degradación del sistema, afectando las prestaciones y disponibilidad finales. Presentamos RADIC-II, una arquitectura tolerante a fallos para paso de mensajes basada en la arquitectura RADIC (Redundant Array of Distributed Independent Fault Tolerance Controllers). RADIC-II mantiene al máximo posible las características de transparencia, descentralización, flexibilidad y escalabilidad existentes en RADIC, e incorpora una flexible funcionalidad de redundancia dinámica, que permite mitigar o evitar algunos efectos colaterales en la recuperación.
Proyecto:


Políticas de encaminamiento tolerantes a fallos

  • Zarza, Gonzalo
  • Franco Puntes, Daniel
  • Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Arquitectura de Computadors i Sistemes Operatius
  • Universitat Autònoma de Barcelona. Escola d'Enginyeria
El uso intensivo y prolongado de computadores de altas prestaciones para ejecutar aplicaciones computacionalmente intensivas, sumado al elevado número de elementos que los componen, incrementan drásticamente la probabilidad de ocurrencia de fallos durante su funcionamiento. El objetivo del trabajo es resolver el problema de tolerancia a fallos para redes de interconexión de altas prestaciones, partiendo del diseño de polí­ticas de encaminamiento tolerantes a fallos. Buscamos resolver una determinada cantidad de fallos de enlaces y nodos, considerando sus factores de impacto y probabilidad de aparición. Para ello aprovechamos la redundancia de caminos de comunicación existentes, partiendo desde enfoques de encaminamiento adaptativos capaces de cumplir con las cuatro fases de la tolerancia a fallos: detección del error, contención del daño, recuperación del error, y tratamiento del fallo y continuidad del servicio. La experimentación muestra una degradación de prestaciones menor al 5%. En el futuro, se tratará la pérdida de información en tránsito., L'ús intensiu i perllongat de computadors d'altes prestacions per a executar aplicacions computacionalment intensives, sumat a l'elevat nombre d'elements que els componen, incrementen dràsticament la probabilitat d'ocurrència de fallades durant el seu funcionament. L'objectiu del treball és resoldre el problema de tolerància a fallades per a xarxes d'interconnexió d'altes prestacions, partint del disseny de polítiques d'encaminament tolerants a fallades. Busquem resoldre una determinada quantitat de fallades d'enllaços i nodes, considerant els seus factors d'impacte, probabilitat d'aparició. Per a això s'aprofita la redundància de camins de comunicació existents, partint des d'enfocaments d'encaminament adaptatius capaços de complir amb les quatre fases de la tolerància a fallades: detecció de l'error, contenció del dany, recuperació de l'error, i tractament de la fallada i continuïtat del servei. L'experimentació mostra una degradació de prestacions menor al 5%. En el futur, es tractarà la pèrdua d'informació en trànsit., The intensive and continous use of high-performance computers to execute computationally intensive applications, coupled with the large number of elements that make them up, dramatically increase the likelihood of failures during their operation. This works focuses on solving the problem of fault tolerance for high speed interconnection networks by means of designing fault tolerant routing policies. The goal is to solve a determined number of link and node failures, considering its impact factor and occurrence probability. To acomplish this task we take advantage of the communication path redundancy, through adaptive routing approaches that fulfils with the four phases of the fault tolerance: error detection, damage confinement and assessment, error recovery, fault treatment and continuous service. The experiments shows performance’s degradation under 5%. In the future, we’ll treat the loose of information in transit.
Proyecto:


Aplicaciones Single Program Multiple Data (SPMD) en ambientes distribuidos

  • Muresano Cáceres, Ronal Roberto
  • Luque, Emilio
  • Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Arquitectura de Computadors i Sistemes Operatius
  • Universitat Autònoma de Barcelona. Escola d'Enginyeria
Un reto al ejecutar las aplicaciones en un cluster es lograr mejorar las prestaciones utilizando los recursos de manera eficiente, y este reto es mayor al utilizar un ambiente distribuido. Teniendo en cuenta este reto, se proponen un conjunto de reglas para realizar el cómputo en cada uno de los nodos, basado en el análisis de cómputo y comunicaciones de las aplicaciones, se analiza un esquema de mapping de celdas y un método para planificar el orden de ejecución, tomando en consideración la ejecución por prioridad, donde las celdas de fronteras tienen una mayor prioridad con respecto a las celdas internas. En la experimentación se muestra el solapamiento del computo interno con las comunicaciones de las celdas fronteras, obteniendo resultados donde el Speedup aumenta y los niveles de eficiencia se mantienen por encima de un 85%, finalmente se obtiene ganancias de los tiempos de ejecución, concluyendo que si se puede diseñar un esquemas de solapamiento que permita que la ejecución de las aplicaciones SPMD en un cluster se hagan de forma eficiente., Un repte a l'executar les aplicacions en un cluster és assolir millorar les prestacions utilitzant els recursos de manera eficient, i aquest repte és major a l'utilitzar un ambient distribuït. Tenint en compte aquest repte, es proposen un conjunt de regles per a realitzar el còmput en cadascun dels nodes, basat en l'anàlisi de còmput i comunicacions de les aplicacions, s'analitza un esquema de mapping de cel·les i un mètode per a planificar l'ordre d'execució, prenent en consideració l'execució per prioritat, on les cel·les de fronteres tenen una major prioritat pel que fa a les cel·les internes. En l'experimentació es mostra el solapament del còmput intern amb les comunicacions de les cel·les fronteres, obtenint resultats on el Speedup augmenta i els nivells d'eficiència es mantenen per sobre d'un 85%, finalment s'obté guanys dels temps d'execució, concloent que si es pot dissenyar un esquema de solapament que permeti que l'execució de les aplicacions SPMD en un cluster es facin de forma eficient., A challenge to execute some applications in a cluster, is to achieve better performance using resources efficiently. This challenge is greater when is using a distributed environment. Whereas this challenge, this investigation propose a set of rules to make computing in each nodes, based on an analysis of computing and communications inside of the applications. It analyzes an outline of mapping cell and a method for planning the execution order in the group of cell, taking into consideration the execution priority, where border cells have a higher priority than internal cells. In the experiment shows the overlap between border communications cells and internal cells, where the results increases the speedup and the efficiency levels remain above 85%. Finally obtained profits of execution times, concluding that if it can design an overlapping schemes that allow the execution of applications SPMD in a cluster become an efficient manner.
Proyecto:


Balanceo distribuido del encaminamiento para topologías fat-tree sobre redes Infiniband

  • Mex Uc, Belmar
  • Franco Puntes, Daniel
  • Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Arquitectura de Computadors i Sistemes Operatius
  • Universitat Autònoma de Barcelona. Escola d'Enginyeria
Las redes de interconexión juegan un papel importante en el rendimiento de los sistemas de altas prestaciones. Actualmente la gestión del encaminamiento de los mensajes es un factor determinante para mantener las prestaciones de la red. Nuestra propuesta es trabajar sobre un algoritmo de encaminamiento adaptativo, que distribuye el encaminamiento de los mensajes para evitar los problemas de congestión en las redes de interconexión, que aparecen por el gran volumen de comunicaciones de aplicaciones científicas ó comerciales. El objetivo es ajustar el algoritmo a una topología muy utilizada en los sistemas actuales como lo es el fat-tree, e implementarlo en una tecnología Infiniband. En la experimentación realizada comparamos el método de control de congestión de la arquitectura Infiniband, con nuestro algoritmo. Los resultados obtenidos muestran que mejoramos los niveles de latencia por encima de un 50% y de throughput entre un 38% y un 81%., Les xarxes de interconnexió juguen un paper molt important en el rendiment dels sistemes d'altes prestacions. Actualment la gestió de l'encaminament dels missatges és un factor determinant per mantenir les prestacions de la xarxa. La nostra proposta és dissenyar un algorisme de encaminament adaptatiu que distribueixi el encaminament dels missatges per evitar els problemes de congestió en les xarxes de interconnexió, els quals apareixen pel gran volum de comunicacions de aplicacions científiques o comercials. L'objectiu és ajustar l'algorisme a una topologia molt utilitzada en els sistemes actuals como ho es el fat-tree, i implementar-ho per a una tecnologia Infiniband. En l'experimentació realitzada comparem el mètode de control de congestió de lʹarquitectura Infiniband amb el nostre algorisme. Els resultats obtinguts mostren que millorem els nivells de latència per sobre dʹun 50% i de throughput entre un 38% i un 81%., Interconnection networks play an important role in the throughput of high performance systems. Currently, the message routing management is a key factor to maintain network performance. Our proposal is to work on an adaptive routing algorithm, which distributes message routing to avoid congestion problems on interconnection networks that appear due to the large volume of scientific or commercial application communications. The aim is to adjust the algorithm to a topology that is widely used in existing systems such as fat-tree, and couple it with Infiniband technology. In our experiments we compare the control congestion method on Infiniband architecture, with our algorithm. The results obtained shown that latency levels have been improved above 50% and throughput between 38% and 81%.
Proyecto:


Control de congestión adaptativo en redes Infiniband

  • Lugones, Diego Fernando
  • Franco Puntes, Daniel
  • Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Arquitectura de Computadors i Sistemes Operatius
  • Universitat Autònoma de Barcelona. Escola d'Enginyeria
El uso de recursos compartidos en las redes de interconexión de alta performance puede provocar situaciones de congestión de mensajes que degradan notablemente las prestaciones, aumentando la latencia de trasporte y disminuyendo la utilización de la red. Hasta el momento las técnicas que intentan solucionar este problema utilizan la regulación de la inyección de mensajes. Esta limitación de la inyección traslada la contención de mensajes desde los conmutadores hacia los nodos fuente, incrementando el valor de la latencia promedio global, pudiendo alcanzar valores muy elevados. En este trabajo, proponemos una técnica de control de congestión para redes InfiniBand basada en un mecanismo de encaminamiento adaptativo que distribuye el volumen de comunicaciones entre diversas trayectorias alternativas quitando carga de la zona de congestión, lo que permite eliminarla. La experimentación realizada muestra la mejora obtenida en latencia y throughput, respecto al mecanismo de control de congestión original de InfiniBand basado en la regulación de la inyección. El mecanismo propuesto es totalmente compatible y no requiere que se modifique ningún aspecto de la especificación, debido a que se utilizan componentes de gestión definidos en el estándar InfiniBand.
Proyecto:


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