José Luis Guisado Lizar |
|
 |
Doctor Europeo en Ciencias Físicas por la Universidad de Sevilla / PhD in Physics with "European Doctorate" mention, Universidad de Sevilla, Spain Profesor Contratado Doctor, Departamento
de Arquitectura y Tecnología de Computadores / Universidad de Sevilla, Spain |
Artículos en revista / Journal papers
Capítulos de libro y congresos / Book chapters and conference proceedings
Tesis Doctoral / PhD Thesis
Los objetivos de esta línea de investigación son:
- Despliegue y optimización de sistemas de computación paralela y distribuida: Computación Cluster, Computación Grid. Balance dinámico de carga. Algoritmos de schedulling.
- Programación paralela: implementación de aplicaciones paralelas de alto rendimiento. Utilización del paradigma de paso de mensajes, librerías MPI (Message Passing Interface) y PVM (Parallel Virtual Machine).
Realizaciones:
- Diseño, construcción y administración del cluster ABACUS, cluster tipo Beowulf del Grupo de Evolución Artificial (GEA) (Universidad de Extremadura).
- Diseño e implementación de aplicaciones paralelas. Optimización de ejecución en plataformas paralelas de alto rendimiento: balance dinámico de carga.
Documentos:
- Presentación: DESKTOP GRID Y COMPUTACIÓN VOLUNTARIA: INTRODUCCIÓN A LA TECNOLOGÍA BOINC
Semana de la Ciencia 2006. Centro Universitario de Mérida, Universidad de Extremadura. Nov 2006.
Programa Jornada y taller sobre aplicación práctica de la tecnología BOINC
- Guía de operación y administración del cluster ABACUS.
- PVM INSTALLATION AND USE IN ROCKS 2.3.2 CLUSTERS HOWTO
- DYNAMITE INSTALLATION AND USE IN ROCKS 2.3.2 CLUSTERS HOWTO
The goals of this research field are:
- Deployment and optimization of parallel and distributed computing systems: Cluster Computing, Grid Computing. Dynamic load balancing. Schedulling algorithms.
- Parallel programming: implementation of high performance parallel aplications. Usage of message-passing paradigm, MPI (Message Passing Interface) and PVM (Parallel Virtual Machine) libraries.
Realizations:
- Design, build-up and administration of the ABACUS cluster, Beowulf type cluster from the Artificial Evolution Group (GEA) (Universidad de Extremadura).
- Design and implementation of parallel applications. Execution optimization in parallel high performance platforms: dynamic load balancing.
Documents:
- Presentation: DESKTOP GRID Y COMPUTACIÓN VOLUNTARIA: INTRODUCCIÓN A LA TECNOLOGÍA BOINC
Semana de la Ciencia 2006. Centro Universitario de Mérida, Universidad de Extremadura. Nov 2006.
Programa Jornada y taller sobre aplicación práctica de la tecnología BOINC- Operation and administration of the ABACUS cluster.
- PVM INSTALLATION AND USE IN ROCKS 2.3.2 CLUSTERS HOWTO
- DYNAMITE INSTALLATION AND USE IN ROCKS 2.3.2 CLUSTERS HOWTO
Los autómatas celulares (AC) son sistemas dinámicos discretos que proporcionan una potente herramienta para describir, entender y simular el comportamiento de muchos sistemas complejos. Una de sus características fundamentales es su carácter intrínsecamente paralelo, gracias al cual son especialmente apropiados para su implementación en computadores de arquitectura paralela, aprovechando completamente la eficiencia de los mismos. Han proporcionado modelos para una amplia gama de fenómenos físicos, tales como la magnetización en los sólidos, procesos de reacción-difusión, dinámica de fluidos, fenómenos de crecimiento, etc.
Los ACs pueden definirse como sistemas dinámicos discretos, cuyos estados toman valores de un conjunto finito y que están distribuídos en una red regular. La evolución temporal tiene lugar de modo síncrono en todos los nodos de la red y cada nodo cambia su estado siguiendo una regla local que depende tan sólo del estado de sus vecinos en uno o varios instantes de tiempo anteriores. A pesar de su simplicidad aparente, los autómatas celulares son capaces de mostrar comportamientos complejos y son frecuentemente usados como un prototipo para el análisis de la emergencia espontánea de comportamiento ordenado en sistemas espacialmente extendidos con acoplamiento local. Entender la aparición de este tipo de fenómenos es clave para su aplicación como medio de computación no estándar.
Dentro de esta línea de investigación, se ha desarrollado un modelo de la dinámica del láser mediante autómatas celulares. El modelo usual de la dinámica del láser está basado en ecuaciones diferenciales (ecuaciones de Maxwell-Bloch), que reproducen el comportamiento de magnitudes macroscópicas del sistema, tales como el número de fotones láser o la inversión de población total. El modelo que hemos desarrollado representa un enfoque alternativo, en el que se realiza una simulación de la dinámica del láser medianta un autómata celular. En este modelo, el sistema está formado por componentes simples que evolucionan bajo reglas de evolución locales representativas de la física del sistema a nivel microscópico. Las propiedades macroscópicas del láser emergen como un fenómeno cooperativo. Puede ser de utilidad por diversas razones: simulación de láseres regidos por ecuaciones diferenciales con dificultades de integración (como las ecuaciones diferenciales rígidas) o con condiciones de contorno complejas, dispositivos optoelectrónicos de tamaño muy pequeño para los que las aproximaciones tradicionales pueden dejar de ser válidas, estudio de problemas de interés actual como láseres caóticos o fenómenos emergentes en láseres. El modelo es especialmente adecuado para su implementación en computadores de arquitectura paralela, aprovechando así el paralelismo intrínseco del autómata celular.
Presentación en powerpoint de esta línea de investigación.
Cellular automata (CA) are discrete dynamical systems which provide a powerful tool to describe, understand and simulate the behavior of many complex systems. One of its main characteristics is its intrinsic parallel nature, which makes CA specially appropiate for being implemented in parallel computers, taking full advantage of their efficiency. Up to date, a wide range of physical phenomena have been modeled using CA, for example magnetization in solids, reaction-diffusion processes, fluid dynamics, growth phenomena, etc.
CA can be defined as discrete dynamical systems, whose state take values from a finite set, and which are distributed in a regular lattice. Temporal evolution takes place in a synchronous way in every node of the lattice, and each node changes its state following a local rule which dependes only on the state of its neighbors in one or various previous time steps. In spite of its aparent simplicity, cellular automata can show very complex behaviors and are often used as a prototype for the analysis of the spontaneous emergence of ordered behavior in spatially extended systems with local coupling. The understanding of this kind of phenomena is very important for its application as a non-standard computation model.
In this research field, a cellular automaton model for the simulation of laser dynamics has been carried out. The usual model for laser dynamics is based on differential equations (Maxwell-Bloch equations), which reproduce the behavior of macroscopic magnitudes of the system, such as the total number of laser photons or the total population inversion. The model that we have carried out follows an alternative approach, in which laser dynamics is simulated using a cellular automaton. In this model, the system is formed by simple components which evolve following local evolution rules, which represent the physics of the system at the microscopic level. The macroscopic properties of laser emerge as a cooperative phenomenon. This model can be useful for different reasons: simulation of laser systems ruled by differential equations which are difficult to integrate (such as stiff differential equations) or with complex boundary conditions; very small optoelectronic devices, for which the traditional aproximations can not be applied any more; study of current interest problems, such as chaotic lasers or emergent phenomena in lasers. The CA laser model is specially useful to be implemented in parallel computers and so take full advantage of the intrinsic parallelism of cellular automata.
Cluster Computing:
Grid Computing:
Máster Universitario en Investigación en Ingeniería y Arquitectura
Módulo: Iniciación a la Investigación en Computación Grid, Supercomputación y Paralelismo
Universidad de Extremadura, Centro Universitario de Mérida, mayo de 2010
Descarga de transparencias y ejercicios
Descarga de programas C-MPI para los ejercicios
Oferta de Proyectos Fin de Carrera disponibles: / Final Projects offered :
Simulador de la propagación de incendios forestales utilizando autómatas celulares. (ADJUDICADO).
Desarrollar una aplicación que realice una simulación de la propagación de incendios forestales mediante algoritmos basados en autómatas celulares (ACs). Un AC es un algoritmo en el que un sistema discreto evoluciona a lo largo del tiempo teniendo en cuenta que el estado de cada celda depende del estado de las celdas vecinas en el paso de tiempo anterior. Un ejemplo típico de AC es el popular juego de la vida. En primer lugar el alumno deberá documentar el estado del arte sobre los simuladores de incendios forestales existentes, especialmente aquellos basados en ACs. Usando esas ideas, deberá desarrollar un simulador de incedios forestales sobre escenarios realistas, teniendo en cuenta orografía, vegetación, etc. Será recomendable que la aplicación pueda utilizar información geográfica real mediante la interacción con una herramienta GIS (Sistema de Información Geográfica) o bien mediante la interacción con Google Earth.
DIRECTOR: José Luis Guisado Lizar.
NÚMERO DE ALUMNOS: 1.
REQUISITOS: Ninguno.
(Proyecto ofertado tanto para alumnos de la ETSII como de la EUP).
Computación Desktop Grid mediante tecnología BOINC. (ADJUDICADO).
La Computación Grid trata de utilizar recursos de computación dispersos, conectados a través de una red del tipo Internet, para resolver problemas de gran escala. La variante denominada Desktop Grid (o Public Resource Computing, PRC), emplea el tiempo de proceso en el que un computador está ocioso para realizar cálculos de un proyecto científico. Pueden usarse computadores del pblico o pertenecientes a una determinada institución. En el presente proyecto el alumno deberá implementar un sistema de computación Desktop Grid utilizando la tecnología BOINC (Berkeley Open Infrastructure for Network Computing), infraestructura de software desarrollada inicialmente por el proyecto SETI@home. Deberá montar un servidor BOINC en un PC y realizar una aplicación piloto que permita demostrar el funcionamiento del sistema y caracterizar su rendimiento. Existe la posibilidad de realizar parcialmente este proyecto en el CETA-CIEMAT (www.ceta-ciemat.es), Centro de Investigación sobre Computación Grid radicado en Trujillo (Cáceres), con un co-director de dicho centro.
DIRECTOR: José Luis Guisado Lizar.
NÚMERO DE ALUMNOS: 1.
REQUISITOS: Ninguno.Construcción de un cluster de ordenadores tipo Beowulf y caracterización de su rendimiento mediante benchmarking.
Inicialmente el alumno deberá documentar los mecanismos punteros para construir este tipo de cluster (Sistema Operativo, herramientas software a emplear, etc). Tras optar por una alternativa de acuerdo con el director del proyecto, deberá realizar la instalación física del cluster, utilizando PCs del Departamento. Una vez instalado, deberá caracterizar su rendimiento empleando los benchmarks adecuados y demostrar su utilidad realizando una aplicación paralela utilizando MPI.
DIRECTOR: José Luis Guisado Lizar.
NÚMERO DE ALUMNOS: 1.
REQUISITOS: Ninguno.
Asignatura: "Arquitectura de Computadores". 2 º de Ingeniería Informática. Universidad de Sevilla/ Course: "Computer Architecture", 2nd. year Computer Engineering. Universidad de Sevilla:
Web de la asignatura:
Asignatura: "Fundamentos de Informática". 1º de Ingeniería Técnica Industrial. Universidad de Sevilla/ Course: "Principles of Computing" (Laboratory), 1st. year Industrial Technical Engineering. Universidad de Sevilla.
Asignatura: "Arquitectura de Computadores" (Prácticas). 2 º de Ingeniería Informática. Universidad de Sevilla/ Course: "Computer Architecture" (Laboratory), 2nd. year Computer Engineering. Universidad de Sevilla:
Web de la asignatura:
Asignatura: "Estructura y Tecnología de Computadores" (Teoría y Problemas). 1º de Ingeniería Técnica de Informática de Gestión. Universidad de Córdoba/ Course: "Computer Structure and Technology" (Theory and Exercises), 1st. year Technical Engineering in Computer Systems. Universidad de Cordoba:
Web de la asignatura en la plataforma Moodle:
Asignatura: "Estructura de Computadores" (Teoría y Prácticas de Laboratorio). 2º de Ingeniería Técnica de Informática de Sistemas. Universidad de Extremadura/ Course: "Computer Structure" (Theory and Laboratory), 2nd. year Technical Engineering in Computer Systems. Universidad de Extremadura:
Plan docente de la asignatura, curso 2006/2007Enlaces de interés sobre la asignatura:
- Estudio: Guías y Estrategias
- Web del libro: "Estructura y Diseño de Computadores. Interficie Circuitería / Programación" de D. A. Patterson y J. L. Hennessy.
- Web del libro: " Organización y Arquitectura de Computadores " de W. Stallings.
- Enlaces sobre Arquitectura y Tecnología de Computadores.
- Herramienta VHDL Simili Symphony EDA (Prácticas)
- Procesadores más rápidos: ¿Hay un límite al aumento en la frecuencia de reloj de los procesadores?
|
Profesor Colaborador Escuela Técnica Superior de Ingeniería
Informática |
|
Despacho: I0.72 Tel.: (+34) 954 55 62 41 Fax: (+34) 954 55 28 99 E-mail ('at' us.es): jlguisado |
|
|
Nota: Las direcciones de correo electrónico están mostradas de forma extraña para evitar su uso por programas de spam
Note: e-mail addresses are displayed in a odd fashion to discourage harvester programs